Экологическое разнообразие и таксономическая организация сообществ животных

УДК 574.472 + 631.4:574

А. В. Жуков

Днепропетровский национальный университет, г. Днепропетровск, Украина

Ключевые слова: почвенная мезофауна, анализ биоразнообразия, факторный анализ

ECOLOGICAL DIVERSITY AND TAXONOMIC ORGANIZATION
OF ANIMALS COMMUNITIES

A. V. Zhukov

DnipropetrovskNationalUniversity, Dnipropetrovsk, Ukraine

Key words: soil mesofauna, biodiversity analysis, factor analysis

В работе приводится пример использования различных мер разнообразия для анализа сообществ почвенной мезофауны степного Приднепровья. Пробы почвенной мезофауны отбирались на протяжении 1991–2004 гг. на различных участках профиля Присамарского международного биосферного стационара им. А. Л. Бельгарда и Днепровско-Орельского природного заповедника. Пробные площади располагались на наиболее типичных вариантах лесных биогеоцеонозов в степи. Кроме того, пробы были отобраны в степных зональных сообществах. Всего в анализе участвуют 82 пробы почвенной фауны. Животное население почв на пробных участках охарактеризовано с помощью 40 синэкологических характеристик. Для снижения пространства измерений, в котором производится характеристика сообществ почвенных животных, и выделения основных тенденций изменчивости синэкологических признаков был проведен факторный анализ.

Можно выделить четыре гипотетических фактора, которые описывают 80 % суммарной дисперсии признакового пространства. Фактор 1 описывает 31 % изменчивости признаков. Он тесно связан с синэкологическими признаками, которые отражают выравненность распределения обилия видов в сообществе – индексы выравненности E1 и E2, индексы Шеннона, Симпсона, Бергера-Паркера. Этот фактор не зависит от числа видов, но отрицательно связан с численностью сообщества. Это значит, что увеличение численности сообщества сопряжено со снижением его выравенности. При этом нет связи с биомассой сообщества и его продуктивностью. При увеличении выравненности сообщества уменьшается прирост таксономической информации H (K/P). От выравненности структуры сообщества зависят индексы HTD2 и HTD4 – это таксономические энтропии сообщества, которые вычисляются с учетом численности видов. Энтропии HTD1 и HTD3, которые вычисляются без учета относительной численности видов, от фактора 1 не зависят. Меры организации сообщества OHTD1 и OHTD3 не имеют связи с фактором 1, а меры организации OHTD2 и OHTD4 зависят от фактора 1. Таким образом, учет относительной численности видов при расчете этих индексов влияет на характер взаимосвязи их с выравненностью сообщества. Квадратическая энтропия (Q) и среднее таксономическое различие (Δ+2) имеют положительную связь с выравненностью распределения сообщества, а дисперсия таксономического различия (Λ+2) – отрицательную связь. Эти индексы рассчитываются на основании матрицы мер связи типа 1.

Следующим стоит рассмотреть фактор 3, который описывает 22 % суммарной дисперсии. Этот фактор отражает другую компоненту разнообразия видового уровня – число видов. Из переменных, которые отражают обилие животного населения, этот фактор имеет связь только с численностью. Индексы разнообразия Шеннона, Симпсона и Бергера-Паркера и мера алгоритмической сложности сообщества зависят как от фактора 1, так и фактора 3. С фактором 3 связаны энтропийные меры таксономического разнообразия сообщества H (K, P) и HTD. В этом смысле указанные индексы дублируют более простой показатель – число видов. С видовым богатством связаны также индексы таксономического разнообразия – среднетаксономическое различие Δ+2 и Δ+4, а также дисперсия таксономического различия Λ+4.

Итак, если факторы 1 и 3 отражают особенности видового разнообразия сообщества, то факторы 2 и 4 отражают особенности таксономического разнообразия. Фактор 2 описывает 18 % от суммарной дисперсии признакового пространства, а фактор 4 – 9 %. Оба фактора тесно коррелируют с признаками, отражающими важные функциональные свойства животного населения – обилие, биомасса, продуктивность сообщества и удельная продуктивность сообщества. Эти факторы не имеют статистической связи с индексами видового разнообразия. Фактор 2 связан с таксономическим разнообразием, которое описывается энтропийной мерой таксономического разнообразия OHTD и средней длиной и дисперсией таксономических отличий Δ+ и Λ+, за исключением индексов Λ+1 и Δ+2. Фактор 4 связан с квадратической энтропией и фактором баланса, а также с индексом Λ+1.

Таким образом, многомерный факторный анализ позволил выделить две основных составляющих разнообразия животного населения почвенных животных, которое было описано указанными выше индексами. Этими составляющими являются видовое и таксономическое разнообразие. В видовом разнообразии выделяются две компоненты – видовое богатство и выравненность распределения обилия видов сообщества. Характеристики видового богатства почвенной фауны из показателей обилия коррелируют только с плотностью населения. Функциональные показатели животного населения почвы связаны с индексами, которые отражают таксономическое разнообразие. Выделяются две составляющие части таксономического разнообразия. Это таксономическая организация сообщества, которая выражается в наличии в сообществе нескольких таксономических групп животных высокого статуса и с разнообразной внутренней таксономической структурой. Второй составляющей таксономического разнообразия является мера, отражающая степень таксономического отличия доминирующих видов от остальных видов сообщества, или то, насколько типичным в таксономическом отношении является доминирующий вид. Важно отметить, что таксономическое разнообразие и видовое разнообразие, а также их компоненты в статистическом отношении являются относительно независимыми. Кроме того, в отношении ценности для оценки видового разнообразия для данной выборки индексы Шеннона, Симпсона и Бергера–Паркера не отличаются. Их поведение является очень схожим и определяется числом видов и их выравненностью. Четкими индикаторами важнейших составляющих видового разнообразия являются число видов и выравненность по Пилоу. В свою очередь, индексы Шеннона, Симпсона и Бергера–Паркера являются интегральными оценками видового разнообразия.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 120-121.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники