Druhová diverzita společenstev

Markéta Jindrová

Matyáš Orbán

19.10.2009FŽP, Katedra ekologie, cvičení z předmětu Biodiverzita

Úvod

Diverzita a abundance brouků v konvenčních a organických zemědělských systémech v jižní Anglii

(Diversity and abundance of the coleopteran fauna from organic and conventional management systems in southern England)

Shah, P. A., Brooks, D. R., Ashby, J. E., Perry, J. N. & Woiwod, I. P.

Agricultural and Forest Entomology (2003) 5, 51-60

Úvod

• Cíl: zjistit rozdíly v abundanci a druhové diverzitě brouků v organických agroekosystémech, které nepoužívají pesticidy a minerální hnojiva

ve srovnání s konvenčními zemědělských systémy.

Metodika

• Květen – červen 1994, jižní Anglie

• 5 párů konvenčně a organicky obhospodařovaných farem

• Odchyt vzorků na 2 polích z každé farmy

(zimní obiloviny s výjimkou jednoho org. pole s jarním ovsem)

• Rozloha polí - organická 4 - 8 ha

- konvenční 4 - 14 ha

• Padací pasti - 5 pastí / pole

- rozestup 20 m (transekt)

Metodika

• Transformace dat:

log (x + 1)x… počet jedinců v jedné pasti během jednoho odchytu

• Logaritmický index α diverzity – vychází z Fisherova logaritmického modelu rozdělení výskytu druhů v náhodném výběru

S = ά . ln (1 + N/ ά)

S… počet druhů ve vzorku

N… počet jedinců ve vzorku

ά… odhad parametru α

Logaritmické rozdělení pravděpodobnosti

p = 0,95

• Z Maclaurinova rozvoje lze odvodit:

• Z čehož plyne rovnost:

• Dostáváme pravděpodobnostní funkci:

0 < p < 1; k N

Logaritmické rozdělení pravděpodobnosti

• Počet druhů na dané hladině abundance n:

• Z čehož vyplývá:

Fisher (1943)

Fisherův logaritmický model

α... parametr (index diverzity)

n… dílčí počet jedinců

Sn… počet druhů reprezentovaných n jedinci

x… parametr (0<x<1)

S… celkový počet druhů

N… celkový počet jedinců

Fisherův logaritmický model

Výpočet parametrů x a ά

• Hodnotu parametru x odvodíme iteračně ze vztahu:

• Hodnotu parametr ά získáme ze vztahu:

Fisher (1943), Krebs (1999)

N… celkový počet jedinců

S… celkový počet druhů

x… parametr (0<x<1)

ά… parametr (odhad α)

Výsledky

Srovnání experimentálního a předpokládaného rozložení abundance střevlíkovitých (všichni odchycení jedinci).

Výsledky

• 27749 jedinců • 140 druhů

• Zastoupení jedinců z čeledí:

Carabidae 79,7 % (45 druhů)

Staphylinidae 16,7 % (44 druhů)

Ostatní 3,7 % (41 druhů)

Výsledky

• Konvenčně obhospodařované farmy:

ά = 10,2 ± 0,7

• Organicky obhospodařované farmy:

ά = 8,2 ± 0,5

(F1,8 = 6,7 ; P < 0,05)

Výsledky

Index diverzity Prům. Min. Max. Prům. Min. Max. Systém, F1,9 Dvojice farem, F1,9

Carabidae

Staphylinidae

Ostatní brouci

Všichni brouci

Carabidae a Staphylinidae

Organické farmy Konvenční farmy ANOVA1,2

1Varianční analýza se systémem obhospodařování a dvojicí farem jako hlavními faktory; *P< 0,05; **P<0,01.2Shannon-Wienerův index transformovaný 0,56 .(eH) - 0,5; Simpsonův index transformovaný (1 / D) - 3 před provedením analýz.

Hodnoty ά, Shannon-Wienerova (H‘) a Simpsonova (D) indexu pro konvenční a organické farmy.

Diskuze

• Organická pole – vyšší abundance.

• Způsob obhospodařování ovlivňuje dominanci určitých druhů.

• Nižší druhová diverzita organických polí může být zapříčiněna dominancí jednoho druhu (Pterostichus melanarius).

Carabidae Staphylinidae

Kritické zhodnocení

• Monitorování během jednoho roku a krátkého období

organické farmy konvenční farmyorganické farmykonvenční farmy

organické farmy konvenční farmyorganické farmykonvenční farmy

Kritické zhodnocení

• Logaritmické rozdělení nemusí odrážet reálné rozdělení frekvence výskytu druhů

• Barangé (1991) zmiňuje 3 hlavní body:

1) Nedostatečný ekologický základ

2) Špatná shoda experimentálních dat s modelem

3) Nedostatek testů dobré shody

• Navrhuje použití Zipf-Mandelbrotova modelu

Zdroje

Barangé, M. (1991): Models of species abundance: a critique of and an alternative to the dynamics model. Marine Ecology Progress Series, 69, 293-298.

Fisher, R. A., Corbet, S: & Williams, C. B. (1943): The relation between the number of species and the number of individuals in a random sample of an animal population. The Journal of Animal

Ecology, 12, 42-58.

Krebs, C. J. (1999): Ecological Methodology. Benjamin Cummings, USA, 624 pp.

Shah, P. A., Brooks, D. R., Ashby, J. E., Perry, J. N. & Woiwod, I. P. (2003): Diversity and abundance of the coleopteran fauna from organic and conventional management systems in southern England. Agricultural and Forest Entomology 5, 51-60.

http://en.wikipedia.org/wiki/Logarithmic_distribution [online 18.10.2009]

DĚKUJI ZA POZORNOST