Ekologie společenstev a makroekologie Přednáší: Milan Chytrý, Ústav botaniky a zoologie, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity Podzim 2020 7. Počet druhů a velikost území log A log S Počet druhů a velikost území Journal of Ecology 1921 Počet druhů a velikost území Počty druhů cévnatých rostlin v ČR a Evropě Území Plocha (m2) Počet druhů Malá ploška 0,01 4 Malá plocha 1 10 Fytocenologický snímek v ČR 50 23 Kvadrant síťového mapování v ČR 32 000 000 567 Česká republika 78 866 000 000 3754 Evropa 10 180 000 000 000 20 000 Plocha (m2) Početdruhů Počet druhů a velikost území Počty druhů cévnatých rostlin v ČR a Evropě Území Plocha (m2) Počet druhů Malá ploška 0,01 4 Malá plocha 1 10 Fytocenologický snímek v ČR 50 23 Kvadrant síťového mapování v ČR 32 000 000 567 Česká republika 78 866 000 000 3754 Evropa 10 180 000 000 000 20 000 Plocha (m2) Početdruhů Počet druhů a velikost území Území Plocha (m2) Počet druhů Malá ploška 0,01 4 Malá plocha 1 10 Fytocenologický snímek v ČR 50 23 Kvadrant síťového mapování v ČR 32 000 000 567 Česká republika 78 866 000 000 3754 Evropa 10 180 000 000 000 20 000 Počty druhů cévnatých rostlin v ČR a Evropě Plocha (m2) Početdruhů Počet druhů a velikost území Počty druhů neotropických ptáků Rosenzweig 1995, Species diversity in space and time Species-area relationship (SAR) Arrhenius (1921): log-log (mocninná funkce) S = c Az ... S – počet druhů ... A – plocha ... c, z – parametry log S = log c + log Az log S = log c + z log A Nejčastěji: z = 0,12–0,35 Gleason (1922): semi-log (logaritmická funkce) S = a + b log A log S = log (a + b log A) z > 1 z = 1 z < 1 A S Tvrzení předpokládající lineární závislost Při každém zvětšení plochy o 10 ha naroste počet druhů o 2. Tvrzení předpokládající mocninnou závislost Při každém zvětšení plochy o 10 % (tedy 1,1krát) naroste počet druhů o 2 % (tedy 1,02krát). Species-area relationship (SAR) Praktické použití SAR log A log S Odhad počtu druhů na velké ploše 10 m2 100 m2 1000 m2 1 ha 10 ha 1 km2 ? Kolik druhů najdeme na 10x větší ploše, než je největší plocha, ze které známe přesný počet druhů (z = 0,15)? S = c A0,15 S(10.A) = c (10.A)0,15 S(10.A) = 100,15 . c (A)0,15 S(10.A) = 1,41 . S Jak se změní počet druhů při zániku 80 % plochy biotopu (z = 0,13)? S = c A0,13 S(0,2.A) = c (0,2 . A)0,13 S(0,2.A) = 0,20,13 . c (A)0,13 S(0,2.A) = 0,81 . S Domácí úkol: Kolik procent druhů amazonského pralesa bude chráněno ve velké rezervaci, která se zřídí na jednom procentu rozlohy pralesa (z = 0,18)? Praktické použití SAR Odhad počtu druhů na velké ploše Čím je větší z Interpretace parametru z • tím strměji rostoucí S-A přímka v log-log grafu • tím rychlejší přírůstek počtu druhů se zvětšováním území 1. Relativně velké části pevniny z = 0,12–0,18 2. Ostrovy jednoho souostroví z = 0,25–0,35 3. Různé biogeografické provincie z = 0,8–1,1 4. Malé části pevniny (< 1 ha) křivky vypuklé směrem vzhůru v log-log zobrazení (Rosenzweig 1995) Čtyři typy S-A křivek Nested plots Independent plots Vliv metodiky sběru dat na sklon S-A křivek z Metaanalýza 794 S-A křivek: průměrné z = 0,27 Drakare et al. 2006, Ecology Letters Faktory ovlivňující sklon S-A křivek Metaanalýza 794 S-A křivek: průměrné z = 0,27 Vliv biotopu Drakare et al. 2006, Ecology Letters z terrestrial aquatic Island forest non-for lake stream marine mainland Metaanalýza 794 S-A křivek: průměrné z = 0,27 Vliv velikosti těla a zeměpisné šířky Drakare et al. 2006, Ecology Letters z Faktory ovlivňující sklon S-A křivek < 1 ha větší plochy uvnitř jedné provincie více provincií nebo kontinentů Trojfázovost S-A křivek Rosenzweig 1995, Species diversity in space and time log A log S • species-area křivky vytvořené z fytocenologických snímků vegetace jsou častěji přímé v semi-log zobrazení než v log-log zobrazení • na malé plochy se vejde málo jedinců, proto je počet druhů omezován mezidruhovou konkurencí log A S Malé části pevniny (< 1 ha) Trojfázovost S-A křivek Individual-area relationship Species-area relationship • počet jedinců roste s velikostí plochy lineárně • S-A křivka má menší sklon než I-A křivka (všechny druhy nejsou všude) • S-A křivka musí být pod I-A křivkou (druhů je méně než jedinců) • sklon křivky je tedy ovlivněn omezeným počtem jedinců na malé ploše Geometrické vysvětlení prohnutí na malých plochách Storch 2016, Journal of Vegetation Science Trojfázovost S-A křivek Geometrické vysvětlení prohnutí na velkých plochách Storch 2016, Journal of Vegetation Science Extrém 1: Všechny druhy jsou všude => křivka neroste Extrém 2: Každý druh je právě na jednom místě => křivka roste lineárně s velikostí plochy, tj. z = 1 • Čím jsou druhy v průměru vzácnější, tím křivka roste strměji • Překročí-li velikost území velikost areálů většiny druhů, více druhů je relativně vzácných a sklon křivky roste log A log S Trojfázovost S-A křivek Proč odpovídá species-area křivka mocninné funkci? • většina druhů je vzácných • jedinci každého druhu mají tendenci se shlukovat • podobné závislosti existují i v nebiologických systémech Nekola & Brown 2007, Ecology Letters