Artfördelning

En artutbredningskarta representerar den region där individer av en art kan hittas. Detta är en utbredningskarta över Juniperus communis , den vanliga enbären .

Artdistribution - eller artspridning - är det sätt på vilket ett biologiskt taxon är rumsligt arrangerat . De geografiska gränserna för en viss taxons distribution är dess räckvidd , ofta representerad som skuggade områden på en karta. Utbredningsmönster ändras beroende på i vilken skala de ses, från arrangemanget av individer inom en liten familjeenhet, till mönster inom en population eller fördelningen av hela arten som helhet (utbredningsområde ) . Artsfördelning ska inte förväxlas med spridning , som är förflyttning av individer bort från deras ursprungsregion eller från ett befolkningscentrum med hög täthet .

Räckvidd

Huvudartikel: Geografisk räckviddsgräns

Inom biologi är räckvidden för en art det geografiska område inom vilket arten kan hittas . Inom det spänner är distribution den allmänna strukturen av artpopulationen , medan spridningen är variationen i dess befolkningstäthet .

Räckvidd beskrivs ofta med följande egenskaper:

• Ibland görs en distinktion mellan en arts naturliga, endemiska , inhemska eller inhemska utbredningsområde , där den historiskt har sitt ursprung och levt, och det område där en art nyligen har etablerat sig. Många termer används för att beskriva det nya området, till exempel icke-infödd, naturaliserad, introducerad , transplanterad, invasiv eller koloniserad. Introducerat betyder vanligtvis att en art har transporterats av människor (avsiktligt eller oavsiktligt) över en stor geografisk barriär.
• För arter som finns i olika regioner vid olika tider på året, särskilt säsonger , används ofta termer som sommarutbredning och vinterområde .
• används begreppen häckningsutbredning och icke-häckande intervall .
• används ofta termen naturligt utbredningsområde , i motsats till områden där det förekommer som lösdrivare .
• Geografiska eller tidsmässiga kvalificeringar läggs ofta till, till exempel i brittiskt intervall eller före 1950 intervall . De typiska geografiska intervallen kan vara det latitudinella intervallet och höjdområdet .

Disjunkt fördelning uppstår när två eller flera områden av ett taxon är avsevärt åtskilda från varandra geografiskt.

Faktorer som påverkar arternas utbredning

Distributionsmönster kan ändras beroende på säsong , distribution av människor, som svar på tillgången på resurser och andra abiotiska och biotiska faktorer.

Abiotisk

Det finns tre huvudtyper av abiotiska faktorer:

1. klimatfaktorer består av solljus, atmosfär, luftfuktighet, temperatur och salthalt;
2. edafiska faktorer är abiotiska faktorer angående jord, såsom jordens grovhet, lokal geologi, markens pH och luftning; och
3. sociala faktorer inkluderar markanvändning och vattentillgång.

Ett exempel på effekterna av abiotiska faktorer på arternas utbredning kan ses i torrare områden, där de flesta individer av en art kommer att samlas runt vattenkällor och bilda en klumpad fördelning.

Forskare från projektet Arctic Ocean Diversity (ARCOD) har dokumenterat ökande antal varmvattenskräftdjur i haven runt Norges Svalbardöar. Arcod är en del av Census of Marine Life, ett enormt 10-årigt projekt som involverar forskare i mer än 80 nationer som syftar till att kartlägga mångfalden, distributionen och överflöd av liv i haven. Marint liv har till stor del påverkats av ökande effekter av globala klimatförändringar . Denna studie visar att när havstemperaturen stiger börjar arter resa in i de kalla och hårda arktiska vattnen. Även snökrabban har utökat sitt utbredningsområde 50 mil norrut.

Biotisk

Biotiska faktorer som predation, sjukdomar och inter- och intraspecifik konkurrens om resurser som mat, vatten och kompisar kan också påverka hur en art är fördelad. Till exempel skulle biotiska faktorer i en vaktels miljö inkludera deras byte (insekter och frön), konkurrens från andra vaktel och deras rovdjur, såsom prärievargen. En fördel med en flock, ett samhälle eller annan klumpig fördelning gör att en population kan upptäcka rovdjur tidigare, på ett större avstånd och potentiellt skapa ett effektivt försvar. På grund av begränsade resurser kan populationer vara jämnt fördelade för att minimera konkurrensen, vilket finns i skogar, där konkurrens om solljus ger en jämn fördelning av träd.

Människor är en av de största distributörerna på grund av de nuvarande trenderna inom globaliseringen och transportbranschens vidsträckta . Till exempel fyller stora tankfartyg ofta sina ballaster med vatten i en hamn och tömmer dem i en annan, vilket orsakar en bredare spridning av vattenlevande arter.

Mönster i stor skala

I stor skala är fördelningsmönstret bland individer i en population klumpat.

Korridorer för vilda fåglar

Ett vanligt exempel på fågelarters utbredningsområde är landmassaområden som gränsar till vattendrag, såsom hav, floder eller sjöar; de kallas en kustremsa . Ett andra exempel, vissa fågelarter är beroende av vatten, vanligtvis en flod, träsk, etc., eller vattenrelaterad skog och lever i en flodkorridor . Ett separat exempel på en flodkorridor skulle vara en flodkorridor som omfattar hela dräneringen, med kanten av intervallet avgränsad av berg, eller högre höjder; floden i sig skulle utgöra en mindre andel av hela denna djurlivskorridor , men korridoren skapas på grund av floden.

Ytterligare ett exempel på en korridor för vilda fåglar skulle vara en bergskedja. I USA i Nordamerika, Sierra Nevada -området i väster och Appalacherna i öster är två exempel på denna livsmiljö, som används på sommaren och vintern av olika arter, av olika anledningar.

Fågelarter i dessa korridorer är kopplade till ett huvudområde för arten (sammanhängande utbredningsområde) eller befinner sig i ett isolerat geografiskt område och är ett disjunkt utbredningsområde. Fåglar som lämnar området, om de migrerar , skulle lämna anslutna till huvudområdet eller behöva flyga över land som inte är anslutet till viltkorridoren; sålunda skulle de vara passagemigranter över land som de stannar vid för ett intermittent besök eller ett besök.

Mönster i små skalor

Tre grundläggande typer av befolkningsfördelning inom ett regionalt område är (från topp till botten) enhetlig, slumpmässig och klumpad.

I stor skala är fördelningsmönstret bland individer i en population klumpat. På små skalor kan mönstret vara klumpat, regelbundet eller slumpmässigt.

Klumpad

Klumpad distribution , även kallad aggregerad distribution , klumpad spridning eller fläckighet , är den vanligaste typen av dispersion som finns i naturen. I klumpfördelning minimeras avståndet mellan angränsande individer. Denna typ av distribution finns i miljöer som kännetecknas av ojämna resurser. Djur behöver vissa resurser för att överleva, och när dessa resurser blir sällsynta under vissa delar av året tenderar djur att "klumpa sig" runt dessa avgörande resurser. Individer kan vara samlade i ett område på grund av sociala faktorer som själviska hjordar och familjegrupper. Organismer som vanligtvis fungerar som bytesdjur bildar klumpar i områden där de lätt kan gömma sig och upptäcka rovdjur.

Andra orsaker till klumpade distributioner är oförmågan hos avkommor att självständigt flytta från sin livsmiljö. Detta ses hos unga djur som är orörliga och starkt beroende av föräldravård. Till exempel uppvisar den skalliga örnens bo av örnar en klumpad artfördelning eftersom alla avkommor befinner sig i en liten delmängd av ett undersökningsområde innan de lär sig att flyga. Klumpad distribution kan vara fördelaktigt för individerna i den gruppen. Men i vissa fall av växtätare, som kor och gnuer, kan växtligheten runt dem bli lidande, särskilt om djur riktar sig mot en växt i synnerhet.

Klumpad fördelning i arter fungerar som en mekanism mot predation såväl som en effektiv mekanism för att fånga eller hörna bytesdjur. Afrikanska vildhundar, Lycaon pictus , använder tekniken för gemensam jakt för att öka sin framgångsgrad när det gäller att fånga bytesdjur. Studier har visat att större flockar av afrikanska vilda hundar tenderar att ha ett större antal framgångsrika avlivningar. Ett utmärkt exempel på klumpig distribution på grund av ojämna resurser är djurlivet i Afrika under torrperioden; lejon, hyenor, giraffer, elefanter, gaseller och många fler djur klumpas ihop av små vattenkällor som finns under den svåra torrperioden. Det har också observerats att utdöda och hotade arter är mer benägna att klumpas i sin utbredning på en fylogeni. Resonemanget bakom detta är att de delar egenskaper som ökar sårbarheten för utrotning eftersom relaterade taxa ofta är belägna inom samma breda geografiska eller livsmiljötyper där mänskligt inducerade hot är koncentrerade. Genom att använda nyligen utvecklade kompletta fylogener för köttätare och primater från däggdjur har det visat sig att majoriteten av fall av hotade arter är långt ifrån slumpmässigt fördelade bland taxa och fylogenetiska klader och uppvisar klumpig fördelning.

En sammanhängande fördelning är en där individer är närmare varandra än de skulle vara om de var slumpmässigt eller jämnt fördelade, dvs det är en klumpfördelning med en enda klump.

Vanlig eller enhetlig

Mindre vanlig än klumpad fördelning, enhetlig fördelning, även känd som jämn fördelning, är jämnt fördelad. Enhetliga fördelningar finns i populationer där avståndet mellan närliggande individer är maximerat. Behovet av att maximera utrymmet mellan individer uppstår i allmänhet från konkurrens om en resurs såsom fukt eller näringsämnen, eller som ett resultat av direkt social interaktion mellan individer inom befolkningen, såsom territorialitet. Till exempel uppvisar pingviner ofta enhetliga avstånd genom att aggressivt försvara sitt territorium bland sina grannar. stor gerbils hålor distribueras också regelbundet, vilket kan ses på satellitbilder. Växter uppvisar också enhetliga distributioner, som kreosotbuskarna i den sydvästra regionen av USA. Salvia leucophylla är en art i Kalifornien som naturligt växer med jämna mellanrum. Denna blomma frigör kemikalier som kallas terpener som hämmar tillväxten av andra växter runt den och resulterar i en jämn fördelning. Detta är ett exempel på allelopati , som är frisättning av kemikalier från växtdelar genom urlakning, rotutsöndring, förångning, nedbrytning av rester och andra processer. Allelopati kan ha positiva, skadliga eller neutrala effekter på omgivande organismer. Vissa allelokemikalier har till och med selektiva effekter på omgivande organismer; till exempel utsöndrar trädarten Leucaena leucocephala en kemikalie som hämmar tillväxten av andra växter men inte de av sina egna arter, och därmed kan påverka fördelningen av specifika rivaliserande arter. Allelopati resulterar vanligtvis i enhetliga fördelningar, och dess potential att undertrycka ogräs undersöks. Jordbruk och jordbruksmetoder skapar ofta enhetlig fördelning i områden där det tidigare inte fanns, till exempel apelsinträd som växer i rader på en plantage.

Slumpmässig

Slumpmässig fördelning, även känd som oförutsägbart mellanrum, är den minst vanliga formen av spridning i naturen och uppstår när medlemmarna av en given art finns i miljöer där varje individs position är oberoende av de andra individerna: de varken attraherar eller stöter bort. varandra. Slumpmässig fördelning är sällsynt till sin natur eftersom biotiska faktorer, såsom interaktioner med intilliggande individer, och abiotiska faktorer, såsom klimat eller markförhållanden, i allmänhet orsakar att organismer antingen samlas i kluster eller sprids. Slumpmässig fördelning sker vanligtvis i livsmiljöer där miljöförhållanden och resurser är konsekventa. Detta spridningsmönster kännetecknas av avsaknaden av några starka sociala interaktioner mellan arter. Till exempel; När maskrosfrön sprids av vinden kommer ofta slumpmässig fördelning att ske då plantorna landar på slumpmässiga platser som bestäms av okontrollerbara faktorer . Ostronlarver kan också resa hundratals kilometer drivna av havsströmmar, vilket kan resultera i deras slumpmässiga fördelning. Slumpmässiga fördelningar uppvisar slumpmässiga klumpar (se Poisson-klumpning) .

Statistisk bestämning av distributionsmönster

Det finns olika sätt att bestämma arternas utbredningsmönster. Clark–Evans närmaste granne-metoden kan användas för att avgöra om en fördelning är klumpad, enhetlig eller slumpmässig. För att använda Clark–Evans närmaste granne-metoden undersöker forskare en population av en enda art. Avståndet för en individ till sin närmaste granne registreras för varje individ i provet. För två individer som är varandras närmaste granne registreras avståndet två gånger, en gång för varje individ. För att få korrekta resultat föreslås att antalet avståndsmätningar är minst 50. Det genomsnittliga avståndet mellan närmaste grannar jämförs med det förväntade avståndet vid slumpmässig fördelning för att ge förhållandet:

$R=({\text{medelavstånd}})\ gånger 2{\sqrt {\text{densitet}}}$

Om detta förhållande R är lika med 1, är populationen slumpmässigt spridd. Om R är betydligt större än 1 är populationen jämnt spridd. Slutligen, om R är betydligt mindre än 1, klumpas populationen. Statistiska tester (som t-test, chi-kvadrat, etc.) kan sedan användas för att avgöra om R skiljer sig signifikant från 1.

Varians/medelförhållandemetoden fokuserar främst på att avgöra om en art passar en slumpmässigt fördelad fördelning, men kan också användas som bevis för antingen en jämn eller klumpad fördelning. För att använda metoden Variance/Mean ratio samlas data in från flera slumpmässiga urval av en given population. I denna analys är det absolut nödvändigt att data från minst 50 provdiagram beaktas. Antalet individer som finns i varje urval jämförs med de förväntade räkningarna vid slumpmässig fördelning. Den förväntade fördelningen kan hittas med hjälp av Poisson-distribution . Om förhållandet varians/medelvärde är lika med 1, visar sig populationen vara slumpmässigt fördelad. Om det är betydligt större än 1, visar sig populationen vara klumpfördelning. Slutligen, om förhållandet är betydligt mindre än 1, visar sig befolkningen vara jämnt fördelad. Typiska statistiska test som används för att hitta signifikansen av varians/medelförhållandet inkluderar Students t-test och chi kvadrat .

Men många forskare anser att artfördelningsmodeller baserade på statistisk analys, utan att inkludera ekologiska modeller och teorier, är för ofullständiga för att förutsäga. Istället för slutsatser baserade på närvaro-frånvarodata är sannolikheter som förmedlar sannolikheten för att en art kommer att ockupera ett visst område mer föredragna eftersom dessa modeller inkluderar en uppskattning av tilltro till sannolikheten för att arten är närvarande/frånvarande. De är också mer värdefulla än data som samlas in baserat på enkel närvaro eller frånvaro eftersom modeller baserade på sannolikhet tillåter bildandet av rumsliga kartor som indikerar hur sannolikt en art är att hitta i ett visst område. Liknande områden kan sedan jämföras för att se hur troligt det är att en art kommer att förekomma även där; detta leder till ett samband mellan habitatets lämplighet och artens förekomst.

Artdistributionsmodeller

Se även: Modellering av artfördelning

Arternas utbredning kan förutsägas baserat på mönstret av biologisk mångfald i rumslig skala. En generell hierarkisk modell kan integrera störningar, spridning och befolkningsdynamik. Baserat på faktorer som spridning, störning, resurser som begränsar klimatet och annan artfördelning, kan förutsägelser om arternas utbredning skapa ett bioklimatområde, eller bioklimathölje. Kuvertet kan sträcka sig från lokal till global skala eller från täthetsoberoende till beroende. Den hierarkiska modellen tar hänsyn till krav, effekter eller resurser samt lokala utrotningar av störningsfaktorer. Modeller kan integrera spridnings-/migrationsmodellen, störningsmodellen och överflödsmodellen. Artdistributionsmodeller (SDM) kan användas för att bedöma klimatförändringens effekter och bevarandehanteringsfrågor. Artdistributionsmodeller inkluderar: närvaro/frånvaromodeller, spridnings-/migrationsmodeller, störningsmodeller och förekomstmodeller. Ett vanligt sätt att skapa förutspådda utbredningskartor för olika arter är att omklassificera ett landtäckeslager beroende på om arten i fråga skulle förutsägas att vana för varje täckningstyp. Denna enkla SDM modifieras ofta genom användning av räckviddsdata eller kompletterande information, såsom höjd eller vattenavstånd.

Nyligen genomförda studier har visat att den använda rutnätsstorleken kan ha en effekt på produktionen av dessa artdistributionsmodeller. Standardstorleken på 50x50 km kan välja upp till 2,89 gånger mer yta än när den modelleras med ett 1x1 km rutnät för samma art. Detta har flera effekter på artbevarandeplaneringen under klimatförändringsförutsägelser (globala klimatmodeller, som ofta används vid skapandet av artfördelningsmodeller, består vanligtvis av 50–100 km stora rutnät) vilket kan leda till överprediktion av framtida räckvidder i artutbredningsmodellering. Detta kan leda till felidentifiering av skyddade områden avsedda för en arts framtida livsmiljö.

Species Distribution Grids Project

Species Distribution Grids Project är ett försök som letts från University of Columbia för att skapa kartor och databaser över var olika djurarter befinner sig. Arbetet är inriktat på att förebygga avskogning och att prioritera områden utifrån artrikedom. Från och med april 2009 finns data tillgängliga för globala groddjursutbredningar, såväl som fåglar och däggdjur i Amerika. Kartgalleriet Gridded Species Distribution innehåller exempelkartor för datauppsättningen Species Grids. Dessa kartor är inte inkluderande utan innehåller snarare ett representativt urval av de typer av data som är tillgängliga för nedladdning:

• 

  Artrikedomskarta (groddjur)

• 

  Artrikedomskarta (fåglar)

• 

  Artrikedomskarta (däggdjur)

Se även

• Gräns ​​för geografisk räckvidd
• Djurvandring
• Biogeografi
• Kolonisering
• Kosmopolitisk distribution
• Beläggningsfrekvensfördelning

externa länkar

• Boskapens betesutbredningsmönster: spelar djurens ålder någon roll?
• Diskret enhetlig slumpmässig fördelning