Messung der Biodiversität

Biodiversität. Das Wort erinnert an die Pracht eines großen Waldes oder den wimmelnden Reichtum des Ozeans und wird einfach als die Vielfalt der Organismen in einem Ökosystem von Interesse definiert. Um die biologische Vielfalt zu schützen, müssen Wissenschaftler in der Lage sein, sie zu messen. Das bedeutet, herauszufinden, wie viele verschiedene Arten in einem bestimmten Raum zusammenleben. Was ist eine bequeme Methode, um Arten zu zählen?

Der Versuch, alles in einem gesamten Ökosystem zu zählen, wäre unmöglich, daher verwenden die Wissenschaftler ein Werkzeug namens Quadrat, das ein Rahmen mit fester Größe ist, der zufällig in der Umgebung platziert wird, in der die Zählung durchgeführt wird. Nach der Katalogisierung der in diesem kleinen Abschnitt gefundenen Arten und Individuen wird der Vorgang wiederholt, wobei mehr Quadrate nach dem Zufallsprinzip oder alternativ an festgelegten Positionen entlang einer Linie durch die Umwelt, die als Transekt bezeichnet wird, platziert werden.

Um dann die Gesamtzahl der Arten in einem Gebiet zu schätzen, werden Artenakkumulationskurven verwendet. Wenn man die kumulative Anzahl der in einem Quadrat gefundenen Arten mit der Anzahl der beprobten Quadrate vergleicht, ergibt sich eine Kurve. Zum Beispiel wurde in diesem Datensatz bei der Untersuchung von vier Quadraten festgestellt, dass es 10 einzigartige Arten gab. Sechs enthielt 17 und so weiter. Die Asymptote dieser Art von Kurve stellt eine Schätzung der Anzahl der Arten dar, die von einer Umgebung unterstützt werden. In diesem Fall sind es etwa 30. Aber während die Messung der Vielfalt an einem einzelnen Standort unglaublich nützlich ist, kann uns der Vergleich von Standorten über ein größeres Gebiet einen noch größeren Hinweis auf die Vielfalt geben.

Im Jahr 1972 beschrieb der Ökologe Robert Whittaker drei Hauptarten der Artenvielfalt: Alpha, Beta und Gamma. Alpha-Diversität bezieht sich einfach auf die Anzahl der Arten in einem Gebiet und wird oft als Artenreichtum bezeichnet. Zum Beispiel gibt es an diesem Standort sieben verschiedene Arten, so dass der Alpha-Score sieben beträgt. Ein zweiter Standort, Standort B, hat fünf Arten, und ein dritter, Standort C, hat sieben. Aber durch den Vergleich zwischen den Standorten können wir die sogenannte Beta-Vielfalt bestimmen, die Summe der Arten, die für jedes Gebiet einzigartig sind. Wenn wir also Standort A mit Standort B vergleichen, sehen wir drei Arten, die zwischen den beiden gemeinsam sind. Wenn wir die restlichen Arten zählen, stellen wir fest, dass es sechs sind. Das bedeutet, dass es zwischen Standort A und Standort B eine Beta-Diversität von sechs gibt. Die Fundstellen A und C haben auch drei Arten gemeinsam, so dass acht einzigartige Arten übrig bleiben. Dies ist eine Beta-Diversität von acht. An den Standorten B und C gibt es zwei gemeinsame Arten, was einem Beta-Diversitätswert von acht entspricht. Schließlich ist die Gamma-Diversität die Anzahl verschiedener Arten an allen Standorten zusammen. In diesem Beispiel gibt es eine Gamma-Diversität von 12. Um also die drei Arten der Artenvielfalt zusammenzufassen, können wir sie auf diese Weise betrachten: Alpha, Beta und Gamma. Neben der Erfassung der Vielfalt beziehen sich Wissenschaftler oft auch auf die Gleichmäßigkeit der Arten, d. h. auf die Anzahl der Individuen jeder Art. Zum Beispiel haben diese beiden Standorte den gleichen Reichtum oder die gleiche Alpha-Vielfalt, da sie beide sieben Arten haben. Aber Standort A wird relativ von Kaninchen mit geringen Anzahlen der anderen Arten überrannt, während Standort B eine ziemlich gleichmäßige Artenverteilung aufweist, so dass er im Vergleich zu Standort A als gleichmäßiger angesehen wird. Gestörte Lebensräume, die oft auf menschliche Eingriffe wie Landwirtschaft oder Umweltverschmutzung zurückzuführen sind, weisen oft einen geringen Reichtum und eine geringe Gleichmäßigkeit auf. Die Möglichkeit, Standorte vergleichen zu können, ist von entscheidender Bedeutung, da sie es den Forschern ermöglicht, den relativen Zustand von Ökosystemen zu bestimmen.
In diesem Labor führen Sie Quadrat- und Transektproben an drei verschiedenen Umweltstandorten sowie eine Laborsimulation durch und analysieren dann die gesammelten Daten, um die beobachtete Artenvielfalt zu beschreiben.