ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γενική Οικολογία Πληθυσμοί Διδάσκων: Αν. Καθ. John M. Halley

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Πληθυσμοί Χαρακτηριστικάτων Πληθυσμών ΠρότυπαΚατανομής 1

4 Παράδειγµα Οικολογία «Είναι η επιστημονική μελέτη των αλληλεπιδράσεων που καθορίζουν τη διανομή και αφθονία των οργανισμών» (Krebs 1972) 2

5 Παράδειγµα Οικολογία «Είναι η επιστημονική μελέτη των αλληλεπιδράσεων που καθορίζουν τη διανομή και αφθονία των οργανισμών» (Krebs 1972) 3

6 Γιατί είναι σπουδαία η χωρική διανομή των πληθυσμών; Πώς συγκρίνουμε 2 πληθυσμούς; Δειγματοληψία, με ποιο τρόπο; Πως περιγράφουμε τη Σπανιότητα Προστασία των ειδών 4

7 Σχετική Πυκνότητα Σχετική πυκνότητα της Xanthorhoe fluctuata, L. (λεπιδόπτερο) στην Μ. Βρετανία, (Taylor & Taylor, 1977, Nature 265, σ. 415) 5

8 Επικράτεια 6

9 Σχετική πυκνότητα Χαρτής επικράτειας(range-map) Συνολική πυκνότητα Δείκτης κατανομής Διάσταση Fractal... κλπ. 7

10 Δείκτης κατανομής Διάφοροι τύποι κατανομής Ομοιομερής Τυχαία Συναθροισμένη (συσσωματική) 8

11 Διάφοροι τύποι κατανομής Ομοιομερής Συναθροισμένη (συσσωματική) 9

12 Ο δείκτης κατανομής 1. Τετραγωνικό πλέγμα 2. Αριθμοί ατόμων στα τετράγωνα 3. ΒρίσκουμεΜκαιS 2. Μ = Ο μέσος όρος ατόμων ανά τετράγωνο S 2 = Η διακύμανση ατόμων ανά τετράγωνο 10

13 Ο δείκτης κατανομής D = S 2 M D είναι μέτρο συσσωματικότητας ενός πληθυσμού

14 Η κατανομή ατόμων Σε ένα πλέγμα τετραγώνων απογράφουμε τα άτομα σε κάθε τετράγωνο και φτιάχνουμε το σχετικό γράφημα. n #τετράγωνα N #άτομα n= 25 Ν=50 k=3 Συχνότητα k 12

15 Η τυχαία κατανομή Η κατανομή Poisson αποτελεί το πρότυπο k = 0, 1, 2, 3 p k = e M M k! k Συχνότητα είγµα Poisson k M Poisson = S 2 Poisson 2 S DPoisson = = 1 M 13

16 Η κατανομή ατόμων Σε ένα πλέγμα μετρούμε τη συχνότητα σε κάθε τετράγωνο και φτιάχνουμε το σχετικό γράφημα. Άτομα ανά τετράγωνο, k Συχνότητα, f(k) Άτομα συνολικά 6 Άθροισμα = M, o μέσος όρος ατόμων στο τετράγωνο = 2 Συχνότητα k 14

17 Άτομα ανά τετράγωνο, k Συχνότητα, f k Ηδιασπορά Συνολικά k.f k k 2.f k 2 S =?? S = n 2 i= 1 k n M 2 2 i n Άθροισμα = = k f k k n M 2 2 n 1 Ο μέσος όρος ατόμων ανά τετράγωνο = 2 Η διακύμανση ατόμων ανά τετράγωνο = 15

18 Ο δείκτης κατανομής D = S 2 M Ο μέσος όρος ατόμων ανά τετράγωνο Μ = 2 Η διακύμανση ατόμων ανά τετράγωνοs 2 = 1.5 Ο δείκτης κατανομής D = 1.5/2 =

19 Τύποι κατανομής Καθορίζονται σε σχέση με τη διευθέτηση των ατόμων στο χώρο Ομοιομερής D < 1 Τυχαία (Poisson) D = 1 Συναθροισμένη (συσσωματική) D > 1 S 2 < M 2 S = M 2 S > M 17

20 Άσκηση Ομοιομερής κατανομή n=25 και Ν=50 M=?? S 2 =?? Ο δείκτης κατανομής D=? Όλα τα 50 άτομα σε ένα τετράγωνο n=25 και Ν=50 M=?? S 2 =?? Ο δείκτης κατανομής D=? 18

21 Γενική εξίσωση για συναθροισμένη κατανομή Όλα τανάτομα σε ένα τετράγωνο σημαίνει ότι k j =N μια φορά καιk j =0 για όλα τα άλλα: n 2 2 ki nm 2 i= 1 S = n 1 = = n 1 n 1 2 N = n N n( N / n) N ( n 1) / n Ο δείκτης κατανομής D=Ν 19

22 Σύγκριση Κατανομή D=S 2 /M Ομοιομερής 0 Τυχαία (Poisson) 1.0 Συναθροισμένη (ανώτατο όριο, N) 50 Παράδειγμα 0.75 Στο παράδειγμα, η κατανομή είναι κοντά στην τυχαία 20

23 Εκτίµηση της αφθονίας 21

24 Εκτίµηση της αφθονίας Sherardia arvensis Field Madder Anchusa cretica Anchusa Ανχούσα Geranium brutium Crane s-bill Γεράνι Capsella grandiflora Senecio vulgaris 22

25 ΟνόμοςτουTaylor ( Taylor s power law ) Σε πολλές περιπτώσεις ισχύει: S = am 2 b Συνήθως: 1 < a < 3 S S = 2M < b < S = M M Οι περισσότεροι πληθυσμοί είναι συναθροισμένοι, D>1. 23

26 Εφαρμογές του δείκτη κατανομής Για την κατανόηση της χωρικής διανομής των πληθυσμών Μπορούμε να συγκρίνουμε πληθυσμούς: 1. διαφορετικών ειδών 2. σε διαφορετικές εποχές 3. σε διαφορετικούς τόπους 4. σε διαφορετικές κλίμακες D < 1 D > 1 (εφόσον δεν ισχύει Μ<<1) 24

27 Ο κατανομή που βλέπουμε εξαρτάται από την κλίμακα Όταν αλλάζουμε την κλίμακα της μέτρησης, η κατανομή μπορεί να φαίνεται διαφορετική - αραιή ή πυκνή, ομοιομερής ή συναθροισμένη Ο δείκτηςd εξαρτάται από την κλίμακα Κατανομή του φυτού Gladiolus illyricus στη Μ. Βρετανία σε διαφορετικές χωρικές κλίμακες (Kunin, W. E «Extrapolating Species Abundance Across Spatial Scales» Science 281, p1513). Ο δείκτης D εξαρτάται από την κλίμακα 25

28 Φυτά Ζώα Συναθροισμένη Ομοιομερής 26

29 Φυτά Ζώα Συναθροισμένη Ομοιομερής Τοπική εξάπλωση Πόροι Ιστορία Ανταγωνισμός για περιορισμένους πόρους (Κοπάδι) Άμυνα Αναπαραγωγή Πόροι Κοινωνική ζωή Χωροκράτεια 27

30 Γιατί πολλά είδη ζωών βρίσκονται σε κοπάδια ; 1. Πόροι 2. Άμυνα & θήρευση 3. Αναπαραγωγή 4. Selfish herd 28

31 Γιατί πολλά είδη ζωών βρίσκονται σε κοπάδια ; Άμυνα Τα σκυλιά δείχνουν συμπεριφορά από την εξελικτικό παρελθόν τους, σαν λύκους. Τα βουβάλια (Ovibos moschatus) φτιάχνουν κύκλο γύρω από τα μικρά για άμυνα εναντίον των λύκων (Canis lupus arctos). Θήρευση 29

32 The Selfish Herd Όμως και άλλη συμπεριφορά οδηγεί σε κοπάδια. Στη θεωρία κάθε άτομο προσπαθεί να βρίσκεται μέσα στο κοπάδι όπου ο κίνδυνος είναι πιο μικρός Hamilton, W.D. (1971). Geometry for the selfish herd. Journal of Theoretical Biology. 31: W. D. Hamilton, F.R.S. ( ) 30

33 Τέλος Ενότητας

34 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

35 Σημειώματα

36 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

37 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αν. Καθ. John M. Halley. «Γενική Οικολογία. Πληθυσμοί». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

38 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση Όχι Παράγωγα Έργα, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.