Ökologische Auswirkungen der biologischen Vielfalt

Die Vielfalt an Arten und Genen in ökologischen Gemeinschaften auf das Funktionieren dieser Gemeinschaften. Diese ökologischen Auswirkungen der Artenvielfalt wiederum wirken sich sowohl auf den Klimawandel durch verbesserte Treibhausgase, Aerosole und Verlust der Bodenbedeckung, und der biologischen Vielfalt, was zu einem schnellen Verlust von Ökosystemen und das Aussterben von Arten und der lokalen Bevölkerung. Die derzeitige Aussterberate wird manchmal als ein Massensterben, mit aktuellen Artensterben Raten in der Größenordnung von 100 bis 1000 mal so hoch wie in der Vergangenheit.

Die beiden wichtigsten Bereiche, in denen die Wirkung von Biodiversität auf Ökosystemfunktion untersucht worden sind, ist die Beziehung zwischen Vielfalt und Produktivität, und die Beziehung zwischen Vielfalt und Gemeinschaft Stabilität. Weitere biologisch vielfältigen Gemeinschaften erscheinen, produktiver als weniger vielfältigen Gemeinschaften zu sein und sie zu sein scheinen angesichts der Störungen stabiler.

Auch Tiere, die eine Fläche bewohnen, können die überlebenden Bedingungen durch Faktoren durch Klima assimiliert zu ändern.

Begriffsbestimmungen

Um die Effekte, die in der biologischen Vielfalt Veränderungen auf Ökosystemfunktionen haben zu verstehen, ist es wichtig, einige Begriffe zu definieren. Artenvielfalt ist nicht leicht zu definieren, kann jedoch auch aus, wenn die Anzahl und / oder Ebenheit von Genen, Arten und Ökosystemen in einem Bereich betrachtet werden. Diese Definition umfasst die genetische Vielfalt, oder die Vielfalt der Gene innerhalb einer Art, Artenvielfalt oder die Vielfalt der Arten in einem Lebensraum oder Region und Ökosystemvielfalt, oder die Vielfalt von Lebensräumen innerhalb einer Region.

Zwei Dinge, die üblicherweise in Bezug auf Veränderungen in der Vielfalt gemessen werden, Produktivität und Stabilität. Produktivität ist ein Maß für Ökosystemfunktionen. Es ist allgemein, indem sie die gesamte oberirdische Biomasse aller Pflanzen in einem Bereich gemessen. Viele gehen davon aus, dass er als ein allgemeiner Indikator für die Ökosystemfunktionen und dieser Gesamtressourcennutzung und anderen Indikatoren für Ökosystemfunktionen verwendet werden, mit der Produktivität korreliert werden.

Stabilität ist sehr viel schwieriger zu definieren, aber können im Allgemeinen von zwei Arten betrachtet werden. Allgemeine Stabilität einer Population ist ein Maß für die Stabilität höher ist, wenn es weniger eine Chance der Löschung annimmt. Diese Art von Stabilität wird im Allgemeinen durch Messung der Variabilität gemeinschafts Eigenschaften wie gesamten Biomasse gemessen wird, im Laufe der Zeit der anderen Stabilitätsdefinition ist ein Maß der Widerstandsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit, wobei ein Ökosystem, das schnell nach einer Störung oder kehrt zu einem Gleichgewicht wider Invasion wird der als stabiler als die andere nicht gedacht. ich

Produktivität und Stabilität als Indikatoren für die Gesundheit der Ökosysteme

Die Bedeutung der Stabilität in Gemeinschaftsökologie ist klar. Ein instabiles Ökosystem werden eher auf Arten zu verlieren. Also, wenn es tatsächlich einen Zusammenhang zwischen Vielfalt und Stabilität, ist es wahrscheinlich, dass die Verluste der Vielfalt könnte Feedback über sich selbst, was zu noch mehr Verluste von Arten. Produktivität, auf der anderen Seite, hat eine weniger klar, wie wichtig in Gemeinschaftsökologie. In verwalteten Bereiche wie Ackerland, und in Bereichen, in denen Tiere gezüchtet oder gefangen werden, erhöht sich die Produktivität erhöht den wirtschaftlichen Erfolg der Region und setzt voraus, dass der Bereich effizienter geworden ist, was zu möglichen langfristigen Nachhaltigkeit der Ressourcen. Schwieriger ist es, die Bedeutung der Produktivität in natürlichen Ökosystemen zu finden.

Über den Wert der biologischen Vielfalt muss bei der Regulierung und Stabilisierung Ökosystemprozesse, gibt es direkten wirtschaftlichen Folgen des Verlustes Vielfalt in bestimmten Ökosystemen und in der Welt als Ganzes. Losing Arten bedeutet, verlieren potenzielle Nahrungsmittel, Medizin, Industrieprodukte, und der Tourismus, die alle über einen direkten wirtschaftlichen Auswirkungen auf das Leben der Menschen.

Auswirkungen auf die Gemeinschaft der Produktivität

  • Komplementarität Pflanzenart Koexistenz wird angenommen, dass das Ergebnis der Nische Partitionierung oder Unterschiede in der Ressourcenbedarf zwischen den Arten zu sein. Durch die Komplementarität sollte ein vielfältiger Pflanzengemeinschaft in der Lage, Ressourcen vollständig zu verwenden, und somit produktiver. Auch als Nischendifferenzierung ist dieser Mechanismus ein zentraler Grundsatz der funktionellen Gruppe Ansatz, der Artenvielfalt nach unten in Funktionskomponenten bricht.
  • Facilitation Facilitation ist ein Mechanismus, mit dem bestimmte Arten zu helfen, oder zulassen, dass andere Arten durch Änderung der Umgebung, in einer Weise, die günstig für eine Co-vorkommenden Arten ist zu wachsen. Pflanzen können durch einen Vermittler, wie Stickstoff, Wasser, Temperatur, Raum, oder Wechselwirkungen mit Unkraut oder Pflanzenfresser unter anderen zu interagieren. Einige Beispiele für die Erleichterung gehören große Wüste Stauden wirken als Krankenschwester Pflanzen, Unterstützung der Gründung von jungen Nachbarn von anderen Arten durch die Linderung Wasser und Temperaturstress und Nährstoffanreicherung durch Stickstoff-Fixierer wie Hülsenfrüchte.
  • Die Sampling-Effekt Der Sampling-Effekt von Diversität kann man sich als eine größere Chance, darunter eine Art von größter inhärenten Produktivität in einem Grundstück, die vielfältiger ist gedacht werden. Dies sorgt für eine Zusammensetzung auf die Produktivität, anstatt Vielfalt eine direkte Ursache. Jedoch kann die Abtasteffekt tatsächlich eine Zusammenstellung verschiedener Auswirkungen. Die Probenahmewirkung kann in die größere Wahrscheinlichkeit des Auswählens einer Spezies, die 1 getrennt werden) sich gut in bestimmten Umgebungsbedingungen, oder 2) eine größere inhärente Produktivität. Zusätzlich kann man mit dem Sampling-Effekt hinzufügen, eine größere Wahrscheinlichkeit, darunter 3) ein Paar von Arten, die stark gegenseitig ergänzen, oder 4) eine bestimmte Spezies mit einer großen erleichternde Wirkung auf die anderen Mitglieder der Gemeinschaft.

Überprüfung der Daten

Feldversuche, um das Ausmaß, in dem die Vielfalt betrifft Community Produktivität haben unterschiedliche Ergebnisse hatten zu testen, aber viele Langzeitstudien in Grasland-Ökosystemen haben festgestellt, dass die Vielfalt in der Tat die Produktivität der Ökosysteme zu verbessern. Darüber hinaus hat Beweise für diese Beziehung auch im Grünland Mikrokosmen gefunden worden. Die unterschiedlichen Ergebnisse zwischen den Studien kann teilweise auf ihre Abhängigkeit von Proben mit der gleichen Spezies Unterschiede anstatt Arten Vielfalt, die denen in der Umwelt beobachtet Spiegel sein. A 2006-Experiment unter Verwendung einer realistischen Variation in der Artenzusammensetzung für die Grünlandproben fanden eine positive Korrelation zwischen erhöhten Vielfalt und erhöhte Produktion.

Allerdings haben diese Studien zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen, ob die Ursache eher auf Vielfalt oder zur Artenzusammensetzung war gekommen. Insbesondere kann eine Vielfalt in den funktionalen Rollen der Art eine wichtige Qualität für die Vorhersage der Produktivität als die Vielfalt an Arten Zahl sein. Neueste mathematischer Modelle haben die Bedeutung der ökologischen Kontext in Entwirrung dieses Problems hervorgehoben. Einige Modelle haben die Bedeutung der Störung Preise und räumliche Heterogenität der Umwelt angegeben, andere haben darauf hingewiesen, dass die Zeit seit Störung und Tragfähigkeit des Habitats kann dazu führen, unterschiedliche Beziehungen. Jedes ökologischen Kontext sollte nicht nur ein anderes Verhältnis, aber einen anderen Beitrag zur Beziehung aufgrund der Vielfalt und zur Zusammensetzung zu ergeben. Der aktuelle Konsens gilt zumindest, dass bestimmte Kombinationen von Arten eine erhöhte Community Produktivität.

Zukünftige Forschung

Um die Folgen der Diversität auf die Produktivität und andere Ökosystemprozesse korrekt zu identifizieren, müssen viele Dinge passieren. Erstens ist es zwingend notwendig, dass die Wissenschaftler zu stoppen auf der Suche nach einer einzigen Beziehung. Es ist nun offensichtlich, die aus den Modellen, die Daten und die Theorie, dass es keine übergreifende Wirkung einer Vielfalt auf die Produktivität. Wissenschaftler müssen versuchen, die Unterschiede zwischen Zusammensetzung, Wirkung und Diversity-Effekte zu quantifizieren, wie viele Experimente nie zu quantifizieren die endgültige realisiert Artenvielfalt und verwirren einen Stichprobeneffekt für die Moderation mit Diversity-Effekte.

Relativen Mengen overyielding sollten nicht als absolute Mengen als relativ overyielding können Hinweise auf den Mechanismus, mit dem die Vielfalt Produktivität beeinflussen, aber wenn experimentelle Protokolle unvollständig sind, kann man in der Lage, das Vorliegen eines komplementären oder erleichternde Wirkung zeigen, werden zu ergeben Das Experiment, jedoch nicht in der Lage, die Ursache zu erkennen. Experimentatoren sollten wissen, was das Ziel der ihr Experiment ist, das heißt, ob es bedeutet, um natürliche oder bewirtschaftete Ökosysteme zu informieren, wie der Sampling-Effekt kann nur eine echte Wirkung der Vielfalt in natürlichen Ökosystemen zu sein. Mit diesem Wissen, sollten sie in der Lage, räumlichen und zeitlichen Skalen, die für ihr Experiment geeignet sind zu wählen. Schließlich, um die Vielfalt Funktions Debatte zu beheben, ist es ratsam, dass Versuche mit großen Mengen an räumliche und Ressourcen Heterogenität und Umweltschwankungen im Laufe der Zeit durchgeführt werden, da diese Arten von Experimenten sollte den Diversity-Funktionsbeziehung leichter nachzuweisen.

Auswirkungen auf die Gemeinschaft Stabilität

  • Lungseffekt Wenn alle Spezies unterschiedlichen Reaktionen auf Änderungen im Ökosystem über die Zeit, so wird die Mittelwertbildung dieser Reaktionen wird eine zeitlich stabile Ökosystem verursachen, wenn mehrere Arten sind im Ökosystem. Dieser Effekt ist ein statistischer Effekt durch Summieren Zufallsvariablen.
  • Negative Covariance Effect Wenn einige Arten besser machen, als andere Arten sind nicht gut, dann, wenn es mehr Arten im Ökosystem, wird ihr Gesamtvarianz geringer als wenn es weniger Arten im System sein. Dieser niedrigere Varianz zeigt eine höhere Stabilität. Dieser Effekt ist eine Folge der Konkurrenz als in hohem Maße wettbewerbsfähige Arten negativ kovariieren.
  • Versicherungen Effect Wenn ein Ökosystem enthält mehr Arten dann wird es eine größere Wahrscheinlichkeit, dass redundante Stabilisierung Arten haben, und es wird eine größere Anzahl von Arten, die zu Störungen in unterschiedlicher Weise reagieren. Dies wird die Fähigkeit eines Ökosystems zu Störungen Puffer zu verbessern.
  • Widerstand gegen Invasion Diverse Gemeinden können Ressourcen vollständiger als einfache Gemeinden aufgrund eines Diversity-Effekt für Komplementarität zu verwenden. So Eindringlinge kann Erfolg in vielfältige Ökosysteme reduziert haben, oder es kann eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass eine Invasionsarten wird eine neue Eigenschaft oder Prozess zu einem vielfältigen Ökosystems einzuführen.
  • Resistenz gegen Krankheiten Eine verminderte Anzahl von konkurrierenden Pflanzenarten gestatten, dass die Häufigkeit von anderen Spezies zu erhöhen, die Ausbreitung von Krankheiten dieser Arten erleichtern.

Überprüfung der zeitliche Stabilität Daten

Models haben vorausgesagt, dass empirische Beziehungen zwischen den zeitlichen Verlauf Community Produktivität und Artenvielfalt sind in der Tat real, und dass sie fast zu sein. Einige zeitliche Stabilität Daten fast vollständig durch den Mittelungseffekt durch Konstruieren null Modelle, um die Daten vor dem Test erläutert. Wettbewerb, der negativen Kovarianzen bewirkt, dient nur dazu, diese Beziehungen zu stärken.

Überprüfung der Widerstandsfähigkeit und Elastizität Stabilitätsdaten

Dieser Bereich ist umstrittener als die Fläche der zeitliche Stabilität, vor allem, weil einige versucht Verallgemeinerung der Ergebnisse der zeitliche Stabilität Modelle und Theorie, um die Stabilität im Allgemeinen. Während die Beziehung zwischen zeitlichen Variationen in der Produktivität und Vielfalt hat eine mathematische Ursache, die ermöglichen wird das Verhältnis auf viel mehr als oft nicht zu erkennen ist, ist es nicht der Fall mit Widerstand / Elastizität Stabilität. Einige Experimentatoren haben einen Zusammenhang zwischen Vielfalt und reduziert Invasibilität gesehen, obwohl viele auch das Gegenteil gesehen. Der Zusammenhang zwischen Vielfalt und Krankheit ist auch dünn, wenn Theorie und Daten scheinen, sie zu unterstützen.

Zukünftige Forschung

Um die Auswirkungen von Diversity besser verstehen über die zeitliche Stabilität der Ökosysteme ist es notwendig zu erkennen, dass sie gebunden sind, auftreten. Durch die Konstruktion null Modelle, um die Daten zu testen gegen es wird möglich, Situationen und ökologischen Kontexten, in denen Ökosysteme werden mehr oder weniger stabil als sie sein sollten zu finden. Finden diese Kontexte würde für mechanistische Studien, warum diese Ökosysteme stabiler sind, die für Anwendungen in der Naturschutz-Management ermöglichen gestatten.

Noch wichtiger ist voll Experimenten untersuchen, ob vielfältige Ökosysteme tatsächlich wider Invasion und Krankheit besser als ihre weniger vielfältig Äquivalente Invasion und Krankheit sind zwei wichtige Faktoren, die zu Artensterben in der Gegenwart führen.

Theorie und vorläufige Effekte aus der Prüfung Nahrungsnetze

Ein großes Problem sowohl mit der Vielfalt-Produktivität und Diversität-Stabilität Debatten bis zu diesem Punkt diskutiert ist, dass sowohl den Schwerpunkt auf Wechselwirkungen an nur einem einzigen trophische Ebene. Das heißt, sie sind mit nur einer Ebene des Nahrungsnetzes, nämlich Pflanzen betroffen. Andere Untersuchungen, unbekümmert mit den Auswirkungen der Vielfalt hat starke Top-down zwingt der Ökosysteme demonstriert. Es gibt sehr wenig aktuelle Daten zur Verfügung in Bezug auf die Auswirkungen der verschiedenen Nahrungsnetze, aber Theorie hilft uns in diesem Bereich. Erstens, wenn ein Nahrungsnetz in einem Ökosystem hat eine Menge von schwachen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Spezies, dann sollte es stabiler Populationen und die Gemeinschaft als Ganzes sollte stabiler sein. Wenn oberen Ebenen des Web sind vielfältiger, dann wird es weniger Biomasse in den unteren Ebenen, und wenn den unteren Ebenen sind vielfältiger werden sie besser in der Lage, Verbrauch zu widerstehen und werden angesichts der Verbrauch stabiler. Auch sollte von oben nach unten zu zwingen in weniger vielfältige Ökosysteme aufgrund der Vorspannung für die Arten in höheren trophischen Ebenen zu ausgestorbenen Anhieb reduziert werden. Schließlich wurde kürzlich gezeigt, dass die Verbraucher können dramatisch verändern die Biodiversität-Produktivität-Stabilität Beziehungen, die von den Pflanzen allein impliziert sind. So wird es auch in Zukunft wichtig sein, Nahrungsnetz der Theorie in die Zukunft Studie über die Auswirkungen der biologischen Vielfalt zu integrieren. Darüber hinaus wird diese Komplexität angegangen werden müssen bei der Gestaltung der Biodiversität Managementpläne.

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