ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 4. ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ

Transcript

1 ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 4. ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ

2 Ως βιοποικιλότητα ορίζεται «το σύνολο της γενετικά καθοριζόμενης ποικιλομορφίας, από τα γονίδια ενός τοπικού πληθυσμού ή είδους, τα είδη που αποτελούν μια κοινότητα, ως τις κοινότητες που αποτελούν τα διάφορα πλανητικά οικοσυστήματα»

3 Δίχτυα Συνεντεύξεις Βιντεοκάμερα Τεχνικές Δειγματοληψίας Παγίδες Τετράγωνα Λωρίδες

4 Διαστάσεις Ποικιλότητας 1. Πλούτος ειδών (species richness) Είναι ο αριθμός των ειδών σε μια περιοχή: o ενδιαίτημα o κοινότητα o οικοσύστημα

5 Διαστάσεις Ποικιλότητας 2. Ισομέρεια (evenness) Είναι η, επιθυμητή, συμμετοχή των ειδών με τον (περίπου) ίδιο αριθμό ατόμων o συμμετοχή στα «δρώμενα» o αποφυγή γενετικής υποβάθμισης o σταθερότητα οικοσυστήματος

6 1. Πλούτος ειδών Δείκτης Margalef (R 1 ) Δείκτης Menhinich (R 2 ) o S, αριθμός ειδών o N, αριθμός ατόμων o ln, φυσικός λογάριθμος R 1 = S 1 ln N R 2 = S Ν

7 1. Πλούτος ειδών Μέθοδος Chao (S max ) o S obs, αριθμός ειδών στο δείγμα o a, ο αριθμός ειδών που αντιπροσωπεύονται με ένα άτομο στο δείγμα o b, ο αριθμός ειδών που αντιπροσωπεύονται με δύο άτομα στο δείγμα S max = S obs + ( a2 2b )

8 1. Πλούτος ειδών Παράδειγμα Δείκτης Margalef (R 1 ) Δείκτης Menhinich (R 2 ) Μέθοδος Chao (S max ) S max R 1 = S 1 ln N R 2 = S N = S obs + ( a2 2b ) Δεδομένα συλλήψεων ατόμων 12 ειδών πεταλούδων σε δύο παγίδες Είδος i Παγίδα Α Παγίδα Β Αριθμός ειδών (S) 9 6 Αριθμός ατόμων (Ν) Αριθμός ειδών με 1 άτομο (a) 5 3 Αριθμός ειδών με 2 άτομα (b) 1 1 R R S max

9 1. Πλούτος ειδών Μέθοδος Jack-knife (S max ) o S obs, συνολικός αριθμός ειδών στα n δείγματα o n, ο αριθμός των δειγματοληπτικών μονάδων (δειγμάτων) o k, ο αριθμός ειδών που βρέθηκαν σε ένα μόνο δείγμα (μοναδικά) S max = S obs + n 1 n k

10 1. Πλούτος ειδών Παράδειγμα Μέθοδος Jack-knife (S max ) S max = S obs + n 1 n k Παρουσίες - απουσίες 12 ειδών σε 8 δείγματα Είδη Δείγματα Δ1 Δ2 Δ3 Δ4 Δ5 Δ6 Δ7 Δ , παρουσία 0, απουσία Συνολικός αριθμός ειδών στα 8 δείγματα, S obs = 12 Αριθμός των δειγματοληπτικών μονάδων, n = 8 Αριθμός ειδών που βρέθηκαν σε ένα μόνο δείγμα, k = 5 S max = /8*5 = 16,375

11 2. Μέτρα κυριαρχίας Συχνά, ένα είδος ή μια ομάδα ειδών παίζει μεγάλο ρόλο στη διαμόρφωση και εξέλιξη μιας κοινότητας. Αυτά τα είδη ονομάζονται κυρίαρχα

12 2. Μέτρα κυριαρχίας Πυκνότητα είδους i (D i ) Σχετική πυκνότητα είδους i (RD i ) o n i, ο αριθμός ατόμων του είδους i o Α, η συνολική έκταση της δειγματοληψίας ή της κοινότητας o Σn, ο αριθμός ατόμων όλων των ειδών της κοινότητας D i = n i A RD i = n i n

13 2. Μέτρα κυριαρχίας Κάλυψη του είδους i, δηλαδή το ποσοστό του εδάφους που καλύπτεται από την κάθετη προβολή της κόμης ενός φυτού (C i ) Σχετική κάλυψη του είδους i (RC i ) o a i, η έκταση που καλύπτει το είδος i o Α, η συνολική έκταση της κοινότητας o ΣC, η συνολική κάλυψη όλων των ειδών C i = a i A RC i = C i C

14 2. Μέτρα κυριαρχίας Συχνότητα του είδους i, η πιθανότητα να βρεθεί ένα είδος σε ένα δείγμα (f i ) Σχετική συχνότητα του είδους i (Rf i ) o j i ο αριθμός των δειγμάτων στον οποίο βρέθηκε το είδος i o k, ο συνολικός αριθμός των δειγμάτων o Σf, το άθροισμα των συχνοτήτων όλων των ειδών f i = j i k Rf i = f i f

15 IV i = RD i + RC i + Rf i 2. Μέτρα κυριαρχίας Δείκτης σπουδαιότητας του είδους i (IV i ) Ο δείκτης σπουδαιότητας παίρνει τιμές από 0 έως 3 (ή 300%) και προσφέρει μια συνολική εκτίμηση της σημασίας ή επίδρασης ενός είδους στην κοινότητα o RD i, σχετική πυκνότητα είδους i o RC i, σχετική κάλυψη του είδους i o Rf i, σχετική συχνότητα του είδους i

16 2. Μέτρα κυριαρχίας Δείκτης κυριαρχίας του Simpson (λ) o n i, ο αριθμός των ατόμων του είδους i o N, συνολικός αριθμός των ατόμων όλων των ειδών o S, ο συνολικός αριθμός των ειδών λ = S ni n i 1 i N N 1

17 2. Μέτρα κυριαρχίας Δείκτης κυριαρχίας του Simpson (λ) Πιστοποιεί την ιδιότητα της κυριαρχίας που είναι αντίθετη της ποικιλότητας Επηρεάζεται από τον αριθμό των ειδών και την κατανομή των ατόμων στα είδη, άρα είναι κατάλληλος για την ποσοτικοποίηση της κυριαρχίας λ είναι η πιθανότητα δύο άτομα της κοινότητας με S είδη, που λαμβάνονται τυχαία και χωρίς επανατοποθέτηση, να ανήκουν στο ίδιο αλλά οποιοδήποτε είδος όταν υπάρχει ένα μόνο είδος, η πιθανότητα αυτή είναι 1

18 3. Δείκτες ποικιλότητας Δείκτης ποικιλότητας του Simpson (D s ) Εκφράζει την πιθανότητα δύο άτομα που θα ληφθούν τυχαία να ανήκουν σε δύο διαφορετικά είδη o n i, ο αριθμός των ατόμων του είδους i o N, συνολικός αριθμός των ατόμων όλων των ειδών o S, ο συνολικός αριθμός των ειδών D s = 1 λ S ni n i 1 = 1 i N N 1

19 3. Δείκτες ποικιλότητας Δείκτης ποικιλότητας των Shannon- Wiener (H ) o p i, το ποσοστό του συνολικού αριθμού ατόμων της κοινότητας που ανήκει στο είδος i o S, ο συνολικός αριθμός των ειδών H = S i p i lnp i

20 3. Δείκτες ποικιλότητας Δείκτης ποικιλότητας των Shannon-Wiener (H ) Ιδιότητες του δείκτη: Για δεδομένο S, το H γίνεται μέγιστο όταν pi = 1/S για όλα τα i, δηλαδή όλα τα είδη συμμετέχουν με τις ίδιες αφθονίες πλήρως ισομερής κοινότητα Δεδομένων δύο πλήρως ισομερών κοινοτήτων, εκείνη με το μεγαλύτερο S έχει μεγαλύτερο H

21 3. Δείκτες ποικιλότητας Παράδειγμα (Κοινότητα Α) λ = {(10*9+10*9 +10*9)/100*99} = 900/9900 = 0.09 Ds = 1 λ = = 0.91 Η = - {(10/100)*ln(10/100)+ (10/100)*ln(10/100) + (10/100)*ln(10/100)} = -(0.1)*( )+(0.1)*( ) )+(0.1)*( )} = -{(-0.23)+(-0.23) (-0.23)} = -(-2.30) = 2.30 Δείκτες ποικιλότητας για πέντε κοινότητες με υποθετική σύνθεση ειδών Είδος Αφθονία Κοινότητα Α Β Γ Δ Ε 1 n n n n n n n n n n S Ν λ Ds H

22 3. Δείκτες ποικιλότητας Δείκτης των Kempton & Taylor Δεν είναι ευαίσθητος στα σπάνια και πολυάριθμα είδη, όπως οι προηγούμενοι S, αριθμός ειδών R 1, R 2, οι αθροιστικές αφθονίες του 25% και του 75% των ειδών αντίστοιχα Q = 1 2 S lnr 2 lnr 1

23 3. Δείκτες ποικιλότητας Δείκτης των Kempton & Taylor Παράδειγμα Q = ln399 ln68 = 10 = 5, 65 5,989 4,219 Είδη i Άτομα N i Σύνολο ατόμων R lnr Σύνολο 1550

24 4. Δείκτης ισομέρειας J = Η = H max s 1 i=1 P i lnp i lns Η max = = H lns S ln 1 S = ln 1 S = lns Δείκτες ποικιλότητας για πέντε κοινότητες με υποθετική σύνθεση ειδών Είδος Αφθονία Κοινότητα Α Β Γ Δ Ε 1 n n n n n n n n n n S Ν H max = lns H J

25 5. Δείκτες β και γ ποικιλότητας α ποικιλότητα, η επιμέρους αξιολόγηση του βαθμού ποικιλότητας σε μια σχετικά μικρή και ομοιογενή περιοχή ενδιαίτημα που γενικά οφείλεται στη διαφοροποίηση των βιοθέσεων των ειδών β ποικιλότητα, η αξιολόγηση του βαθμού μεταβολής της ποικιλότητας μεταξύ πολλών περιοχών ή χρόνων δειγματοληψίας γενικά οφείλεται στη διαφοροποίηση των ενδιαιτημάτων των ειδών γ ποικιλότητα, η συνολική ποικιλότητα της ευρύτερης περιοχής βιοκοινότητας ορίζεται ως άθροισμα των α και β ποικιλοτήτων

26 5. Δείκτες β και γ ποικιλότητας Ποιοτικός δείκτης β ποικιλότητας BD, β ποικιλότητα Sc, συνολικός αριθμός ειδών σε όλα τα ενδιαιτήματα ή δείγματα, λαμβάνοντας το κάθε είδος μόνο μια φορά S, ο μέσος αριθμός ειδών ανά δείγμα αν n δείγματα έχουν όλα τα είδη κοινά, τότε BD =1, αν δεν έχουν κανένα είδος κοινό, τότε BD = n BD = S c S 1 BD n

27 5. Δείκτες β και γ ποικιλότητας Ποσοτικός δείκτης β ποικιλότητας α, β, γ ποικιλότητα Σ.Ο., συντελεστής ομοιότητας α + β = γ β = γ α Σ. Ο. = 1 β γ

28 α + β = γ β = γ α 5. Δείκτες β και γ ποικιλότητας Ποσοτικός δείκτης β ποικιλότητας α, β, γ ποικιλότητα Σ. Ο. = 1 β γ Σ.Ο., συντελεστής ομοιότητας Υπολογίζουμε την α ποικιλότητα για κάθε δείγμα/ενδιαίτημα (παίρνουμε τον σταθμισμένο μέσο όρο των ποικιλοτήτων των δειγμάτων) και τη γ ποικιλότητα από τα σύνολα, σε όλα τα δείγματα/ενδιαιτήματα, των ατόμων κάθε είδους με κάποιον από τους δείκτες, π.χ. Simpson, Shannon-Wiener Η β ποικιλότητα ισούται με τη διαφορά της α από τη γ

29 5. Δείκτες β και γ ποικιλότητας Παράδειγμα Ποιοτικός δείκτης S c = 7, S = ( )/5 =5.2. BD =7/5.2 = Ποσοτικός δείκτης α = (1,4241*12 +1,6300*17+ 1,6412*22 +1,5552*26+ 1,2123*16)/93 = 1,5133 γ = 1,8967 β= γ α =1,8967 1,5133 = 0,3834 Σ.Ο. = 1 (0,3834/1,8967) = 0,7979 Κοινότητες Σύνολο Είδη Κ 1 Κ 2 Κ 3 Κ 4 Κ 5 ατόμων S S S S S S S Σύνολο ειδών Σύνολο ατόμων Shannon-Wiener, H Simpson, D s H = S i p i lnp i D s = 1 λ = 1 S ni n i 1 i N N 1

30 6. Συντελεστές ομοιότητας Συντελεστής ομοιότητας του Sørensen, SI S a, ο αριθμός ειδών στην κοινότητα a S b, ο αριθμός ειδών στην κοινότητα b S ab, αριθμός ειδών κοινός και στις δύο κοινότητες a, b SI = 2S ab S a + S b

31 6. Συντελεστές ομοιότητας Ποσοστό ομοιότητας, PS Ισούται με το άθροισμα της χαμηλότερης σχετικής αφθονίας που παρουσιάζει το κάθε είδος σε μία από τις δύο κοινότητες PS = (χαμηλότερο ποσοστό αφθονίας για κάθε είδος)

32 6. Συντελεστές ομοιότητας Παράδειγμα Το ποσοστό ομοιότητας λαμβάνει υπόψη τη σχετική αφθονία, δηλαδή το βαθμό ομοιομορφίας των κοινοτήτων Είδος (i) Aφθονία (n i ) στην κοινότητα a Αφθονίας ειδών σε δύο κοινότητες Σχετική Aφθονία (n αφθονία (p i ) i ) στην κοινότητα στην κοινότητα b a SI = 2S ab S a +S b = 2*3/(4+4) =6/8 = 0,75 ή 75% Σχετική αφθονία (p i ) στην κοινότητα b /93 = 0,54 0 0/112 = 0, /93 = 0,27 7 7/112 = 0, /93 = 0, /112 = 0, /93 = 0, /112 = 0, /93 = 0, /112 = 0,54 S 1 = 4, N 1 = 93 S 2 = 4, N 2 = 112 PS = (χαμηλότερο ποσοστό αφθονίας για κάθε είδος) = 0 + 0,06 + 0,13 + 0, = 0,25 ή 25%