Природные экосистемы невероятно разнообразны, и количество видов в определённой области зависит от множества факторов. Один из ключевых факторов — размер территории. Эта зависимость была впервые описана в рамках биогеографической теории островов, сформулированной Робертом Макартуром и Эдвардом Уилсоном. Принципы этой зависимости применимы не только к островам, но и к другим экосистемам, включая леса, саванны, горные системы и даже городские среды.

Основы зависимости количества видов от размера территории

Закон площади видов

Количество видов ($S$) пропорционально площади ($A$) территории. Это выражается через формулу:

S=cAzS = cA^zS=cAz

где:

• $S$ — количество видов,
• $A$ — размер территории,
• $c$ и $z$ — эмпирические константы, которые зависят от экосистемы.

Пример:
На больших островах обычно больше видов, чем на маленьких, потому что большие территории предлагают больше разнообразия сред обитания, ресурсов и возможностей для миграции.

Факторы, влияющие на зависимость

1. Разнообразие среды
   Чем больше территория, тем выше вероятность наличия разных типов среды (реки, леса, луга), что способствует увеличению биоразнообразия.

2. Изоляция
   Отдалённость территории от других экосистем влияет на скорость колонизации видов. Например, удалённые острова содержат меньше видов, чем континентальные экосистемы.

3. Фрагментация экосистем
   Разделение территории на части приводит к уменьшению количества видов, так как сокращается доступная площадь и возникают барьеры для миграции.

4. Ресурсная база
   Большая территория обладает более обширными ресурсами, что поддерживает существование большего количества видов.

Биогеографическая теория островов

Макартур и Уилсон выделили два ключевых процесса:

1. Иммиграция видов: процесс заселения территории новыми видами.
2. Эмиграция (или вымирание): утрата видов из-за конкуренции, нехватки ресурсов или изменения среды.

Применение теории:

• Острова: Чем меньше остров, тем меньше видов он может поддерживать.
• Заповедники: Создание крупных охраняемых территорий позволяет сохранить больше видов.

Примеры зависимости в природе

1. Тропические леса

Чем больше площадь леса, тем больше видов растений, птиц и насекомых он поддерживает. Например, Амазонка является крупнейшим тропическим лесом и содержит десятки тысяч уникальных видов.

2. Острова Галапагос

Галапагосские острова демонстрируют чёткую связь между размером острова и количеством обитающих на нём видов. Крупные острова имеют большее биоразнообразие благодаря разнообразию ландшафтов.

3. Городские экосистемы

Даже в городах можно наблюдать зависимость количества видов от площади зелёных зон. Большие парки поддерживают большее биоразнообразие, чем маленькие скверы.

Влияние человека на зависимость видов и территории

1. Уменьшение площади природных экосистем

Вырубка лесов, застройка и сельское хозяйство сокращают доступную территорию, что приводит к утрате видов.

2. Фрагментация среды

Автомобильные дороги, плотины и заборы разделяют экосистемы на небольшие участки, снижая способность видов к миграции.

3. Создание охраняемых территорий

Создание больших заповедников и национальных парков помогает сохранять биоразнообразие, сохраняя жизненное пространство для множества видов.

Практическое значение зависимости

1. Сохранение биоразнообразия
   Понимание этой зависимости помогает планировать охраняемые территории и разрабатывать стратегии сохранения природы.

2. Экологическое проектирование
   В городах проектирование парков и зелёных зон с учётом их размера способствует сохранению местных видов.

3. Борьба с вымиранием
   Создание "экологических коридоров" между фрагментированными участками помогает соединять виды в разрозненных экосистемах.

Зависимость количества видов от размера территории — это универсальная экологическая закономерность, которая играет ключевую роль в сохранении биоразнообразия. Человечество должно учитывать эту зависимость при планировании использования природных ресурсов и охране окружающей среды.

Один из экологических принципов гласит, что чем больше территория, тем больше видов растений и животных на ней обитает. На самом же деле если составить график зависимости количества видов от площади, то получится, что скорость, с которой появляются новые виды, уменьшается при увеличении площади предсказуемым образом. Грубо говоря, если разрушить 90 % площади, то исчезнет всего половина видов. Было высказано предположение, что один большой заповедник поддержит больше видов, чем несколько маленьких, равных по площади большому.

Зависимость количества видов от размера территории кажется очевидной, но почему на большей площади появляется больше видов? Было выдвинуто три известных объяснения.

Первое предположение: островная биогеографическая теория (см. соответствующую статью) утверждает, что скорость вымирания будет ниже на более крупных островах, поскольку они могут поддерживать популяции большего размера, а большие популяции вымирают не так скоро. На больших островах обитает больше видов растений и животных, чем на маленьких.

Второе предположение состоит в том, что более крупные территории имеют больше разнообразных местообитаний, отсюда и больше видов. Это звучит правдоподобно, но что имеется в виду под разнообразием местообитаний и как оценить их количество и значимость с экологической точки зрения?

Третье предположение заключается в том, что данная зависимость представляет собой статистическое явление. При увеличении исследуемой территории в поле зрения попадут все распространенные на ней виды; если же увеличивать ее и дальше, то количество новых видов будет уменьшаться, а в поле зрения будут попадать все более редкие виды.

Какая из этих теорий лучшая? Были получены факты, подтверждающие все три гипотезы, и в самом деле, они не обязательно исключают друг друга; в разном пространственном масштабе и в разных сообществах могут действовать различные механизмы.

См. также статьи «Макроэкология», «Островная биогеографическая теория».

Вы можете связаться с нами следующими способами:

• @
• +7 999 00 55 333
• Махачкала, Республика Дагестан