معلومة

كيف يجب حساب كثافة الأنواع للتوزيع المتكتل؟

كيف يجب حساب كثافة الأنواع للتوزيع المتكتل؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لنتخيل أنه تم أخذ عينات من 5 قطع ذات أحجام مختلفة للأنواع المستهدفة:

عدد مساحة قطعة الأرض (م ^ 2) مساحة القطعة 1 1 5 0.2 2 3 2 1.5 3 0 10 0.0 4 5 1 5.0 5 2 6 0.33

ما هي كثافة هذا النوع؟ أرى طريقتين لحساب الكثافة تعطيان قيمًا مختلفة تمامًا.

الطريقة الأولى لحساب متوسط ​​الكثافة في كل قطعة أرض:

$$ frac { Sigma ( frac {count_i} {area_i})} {5} = 1.41 / م ^ 2 $$

هذا يبدو نعم لكنها لا تفعل الكثير للتحكم في تغيير أحجام قطع الأرض. على سبيل المثال ، إذا كانت القطعة 3 أعلاه أكبر بعشر مرات ، فستظل الكثافة كما هي. في الحالة التي يتم فيها تحديد أحجام قطعة الأرض بواسطة البيئة (على سبيل المثال ، تحت كائنات الغطاء الطبيعي) يبدو هذا أقل من مثالي.

الطريقة الثانية تجمع الأعداد ومنطقة البحث وتقسيمها:
$$ frac { Sigma (count_i)} { Sigma (area_i)} = 0.46 / م ^ 2 $$

أفضل الطريقة الثانية لأنها تصف كثافة الحيوانات بشكل أكثر دقة. وسأكون سعيدًا باستخدام الطريقة الثانية ، لكن مشكلتي هي أنني لست متأكدًا من كيفية حساب إحصائية موجزة للطريقة الثانية نظرًا لأنه لم يتم حساب المتوسط ​​مطلقًا. الطريقة الأولى تعطي انحرافًا معياريًا قدره 2.1. ما هو الانحراف المعياري للطريقة الثانية ؟؟

أحد الحلول الممكنة التي توصلت إليها يتضمن تقسيم المخططات الكبيرة إلى قطعة أرض بمساحة 1 متر مربع وتقسيم عدد الحيوانات عبر تلك القطع الصغيرة. لدي الآن 24 قطعة أرض بمساحة 1 م 2 مع "التهم" التالية:

رقم قطعة الأرض (م ^ 2) كثافة الأرض 1-5 0.2 1 0.2 6-7 1.5 1 1.5 8-17 0.0 1 0.0 18 5.0 1 5.0 19-24 0.33 1 0.33

الآن ، باستخدام المعادلة الأولى أعلاه ، أحصل على: $$ frac { Sigma ( frac {count_i} {area_i})} {24} = 0.73 / m ^ 2 $$ بانحراف معياري يبلغ 1.26.

هل هذا نهج معقول؟ هل هناك حل ثابت لهذه المشكلة؟


بالنسبة لي ، هناك مسألتان مختلطتان هنا (إذا فهمتك بشكل صحيح). أولاً ، هل تريد تقدير المتوسط ​​والتباين لمجتمع إحصائي (أي لتمييز عدد أكبر من السكان بواسطة عينات مستقلة) ، أم تريد حساب الكثافة الفعلية لمنطقة معينة ، حيث قمت بحساب جميع التكرارات في ذلك كله المنطقة (ولكن ربما تم تقسيم المنطقة إلى مناطق فرعية بدافع الملاءمة عند العد)؟ هذا ليس واضحا من سؤالك.

في الحالة الثانية ، يكون خيارك الثاني لتجميع الأعداد والمناطق مناسبًا. ومع ذلك ، فقد قمت بحساب الكثافة الفعلية فقط في تلك المنطقة المعينة (متجاهلاً قضايا قابلية اكتشاف الكائن الحي عند العد) ، ولا يمكنك استخلاص أي استنتاجات حول مجموعة إحصائية أكبر.

إذا كان هدفك هو استخلاص استنتاجات لمجموعة إحصائية أكبر ، فإن البداية هي حساب المتوسط ​​والانحراف المعياري (sd) لعينتك. في هذه الحالة ، أفترض أنه يتم اختيار عيناتك بشكل عشوائي ومستقل من مجموعة إحصائية أكبر. خيارك الأول هو النهج الصحيح. ومع ذلك ، نظرًا لأن عيناتك لها أحجام مختلفة ، فقد ترغب في زيادة وزن العينات الأكبر ، حيث يمكن افتراض أنها تصف متوسط ​​السكان بشكل أفضل من العينات الأصغر. هذا يسمى المتوسط ​​المرجح.

بشكل عام ، يتم تعريف المتوسط ​​الحسابي المرجح على النحو التالي:

$$ bar {x} _w = dfrac { sum_ {i = 1} ^ nw_ix_i} { sum_ {i = 1} ^ nw_i} $$

حيث $ w_i $ هي الأوزان لكل عينة ($ x_i $) و $ n $ هي عدد العينات. باستخدام هذه الصيغة ، ستصل إلى نفس القيمة بالضبط للمتوسط ​​المرجح كما حسبته في محاولتك الثانية (0.458) ، إذا كنت تستخدم المساحات كأوزان.

يعتبر الانحراف المعياري الموزون أكثر إشكالية ، بمعنى أنه لا توجد طريقة معيارية واحدة لحساب ذلك. ومع ذلك ، فإن الصيغة شائعة الاستخدام هي:

$$ sigma_ {w_1} = sqrt { frac { sum_ {i = 1} ^ n w_i (x_i - bar {x} _w) ^ 2} { frac {(M-1)} {M} sum_ {i = 1} ^ n w_i}} ، $$

حيث $ M $ هو عدد الأوزان غير الصفرية. يمكن العثور على تعريفات أخرى للانحراف المعياري الموزون على Wikipedia: تباين العينة الموزون.

يتم تعريف إصدار آخر على أنه (يسمى "أوزان الموثوقية" على صفحة wiki):

$$ sigma_ {w_2} = sqrt { frac { sum_ {i = 1} ^ n w_i (x_i - bar {x} _w) ^ 2} { sum_ {i = 1} ^ n w_i - frac { sum_ {i = 1} ^ n w_i ^ 2} { sum_ {i = 1} ^ n w_i}}} ، $$

إذا لم أخطئ ، فستعطي الانحرافات المعيارية 1.15 و 1.22 ، باستخدام بياناتك.

أما بالنسبة لل التفسير البيولوجي، تشير جميع حسابات متوسط ​​الكثافة إلى توزيع متكتل ، نظرًا لأن معامل التباين (CV) أكبر من 1 (CV = sd / متوسط) ، ولكن أكثر من ذلك إذا كنت تستخدم متوسطًا مرجحًا. السيرة الذاتية التي تستخدم المتوسط ​​الحسابي هي 1.5 ، في حين أنها 2.5-2.65 للمتوسط ​​الموزون ، وهو أمر معقول لأنك تعطي وزناً أكبر لعينة المساحة الكبيرة ذات العد الصفري. ومع ذلك ، يجب أن أشير أيضًا إلى أنه يجب عليك توخي الحذر بشأن استخدام الوسيلة الموزونة عندما يكون لديك توزيع شديد التكتل ، نظرًا لأنك تخاطر مثل قطعة أرض عينة كبيرة على منطقة بدون حدوث ، مما قد يؤدي إلى تحيز تقدير الكثافة الخاص بك. بشكل عام ، عندما يكون لديك توزيع متكتل ، فأنت بحاجة إلى أخذ عينات بشكل مكثف للحصول على تقدير جيد لمتوسط ​​الكثافة ، وغالبًا ما تكون العديد من العينات الصغيرة أفضل من عدد قليل من العينات الكبيرة.


تقييم طرق بايز المكانية لنمذجة توزيعات الأنواع ببيانات حدوث مجمعة ومقيدة

مركز الانتسابات للتنوع البيولوجي وبحوث البيئة ، قسم علم الوراثة والتطور والبيئة ، كلية لندن الجامعية ، لندن ، المملكة المتحدة ، معهد البيانات الضخمة ، جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، المملكة المتحدة

تصور الأدوار ، اكتساب التمويل ، الكتابة - المراجعة والتحرير

مركز الانتسابات للتنوع البيولوجي وأبحاث البيئة ، قسم علم الوراثة والتطور والبيئة ، جامعة كوليدج لندن ، لندن ، المملكة المتحدة ، معهد علم الحيوان ، جمعية علم الحيوان في لندن ، لندن ، المملكة المتحدة

تصور الأدوار ، اكتساب التمويل ، الموارد ، الكتابة - المراجعة والتحرير

مركز الانتسابات للتنوع البيولوجي وأبحاث البيئة ، قسم علم الوراثة والتطور والبيئة ، جامعة كوليدج لندن ، لندن ، المملكة المتحدة ، معهد علم الحيوان ، جمعية علم الحيوان في لندن ، لندن ، المملكة المتحدة


التوزيع السالب ذو الحدين

ينشأ التوزيع السالب ذي الحدين ، مثل التوزيع الطبيعي ، من حساب رياضي يستخدم بشكل شائع لوصف توزيع بيانات العد ، مثل أعداد الطفيليات في عينات الدم. أيضًا مثل التوزيع الطبيعي ، يمكن تعريفه تمامًا من خلال معلمتين فقط - متوسطه (م) ومعلمة الشكل (ك). ومع ذلك ، على عكس التوزيع الطبيعي ، لا تنتج ذات الحدين السالبة بشكل طبيعي من استخدام عينات كبيرة - ولا تنشأ من نموذج سببي واحد.

    أخذ العينات العكسي ذو الحدين:
    دع نسبة P من الأفراد تمتلك شخصية معينة. إذا تم اختيار الملاحظات بشكل عشوائي ، فإن عدد الملاحظات التي تزيد عن k والتي يتم أخذها من أجل الحصول على k فقط من الأفراد مع الحرف لها توزيع سالب ذي الحدين ، مع الأس k.
    هذا النموذج هو الأقل صلة بيولوجيًا ، لكنه النموذج الذي تقدمه معظم النصوص القياسية.

إلى أي مدى يمكن تطبيق أي من هذه النماذج بشكل معقول على بياناتك هو أمر آخر - لا سيما أنه من الممكن ابتكار نماذج تنتج توزيعًا مجمعًا ، ولا يتم توزيع ملاحظاتها سالبة ذات الحدين. تؤدي نماذج المعلمتين المختلفة إلى العد اعتمادًا على كيفية إعدادها ، يمكن أن يكون لعدد من هذه النماذج البديلة أكثر من وضع واحد ، ويمكن أن ينتج بعضها أيضًا قيمة سالبة ذات الحدين.

الخصائص

في بعض الأحيان ، لا يكون حدوث الحدث مستقلاً عن الأحداث الأخرى في نفس وحدة أخذ العينات. على سبيل المثال ، لا يتم توزيع العديد من الكائنات بشكل عشوائي ، أو لا يتم أخذ عينات منها بشكل عشوائي ، وبالتالي لا يوفر توزيع بواسون وصفًا جيدًا لنمط التشتت. النمط الأكثر شيوعًا للتشتت المكاني هو التجميع ، وليس العشوائي أو العادي. قد يحدث الشيء نفسه أيضًا للأحداث التي تحدث عبر الزمن - قد يؤدي حدث واحد إلى "إطلاق" أحداث أخرى تؤدي إلى توزيع معدي. التوزيع السالب ذو الحدين هو أحد التوزيعات الاحتمالية العديدة التي يمكن استخدامها لوصف مثل هذا النمط من التشتت.

إذن كيف يبدو التوزيع؟ يظهر التوزيع أدناه لقيم k تتراوح من 8 إلى 0.1.

عندما تكون قيمة k 8 يكون التوزيع متماثلًا إلى حد ما. ولكن بالنسبة لجميع قيم k أقل من حوالي 8 ، يكون التوزيع منحرفًا إلى اليمين مما يشير إلى توزيع مجمع. في الواقع ، غالبًا ما تستخدم المعلمة (k) كمقياس لدرجة التكتل أو التجميع. يمكن أن تتراوح من 0 إلى ما لا نهاية ، فكلما انخفضت قيمة k ، زادت درجة العدوى. لاحظ أن التوزيع دائمًا أحادي النسق - السبب الوحيد للثنائي النسبي الظاهر عند القيم الأقل لـ k هو تجميع الفئات فوق 140.

  • على سبيل المثال ، فإن التباين البارامترى (السكان) الخاص به هو بالتالي ، على عكس توزيع بواسون ، يكون التباين دائمًا أكبر من المتوسط. ولكن إذا كانت k كبيرة بدرجة كافية ، فإنها تقترب من m ، وتتقارب ذات الحدين السالبة مع Poisson.
  • حيث k = 1 ، نظرًا لشكلها الرياضي ، يُقال أن ذات الحدين السالبة هي "توزيع هندسي". ومع ذلك ، إذا كانت k صغيرة جدًا وتم تجاهل فئة الصفر ، فإن ذات الحدين السالبة تتقارب مع توزيع "سلسلة السجل". لسوء الحظ ، على الرغم من استخدامه على نطاق واسع لتوفير مؤشر لثراء الأنواع ، لا يوجد نموذج سببي معقول لتوزيع سلسلة اللوغاريتمات.

إذا كانت مجموعة من الكائنات تتوافق مع النموذج السلبي ذي الحدين ، وإذا كانت متجمعة إلى أقصى حد تقترب k من الصفر ، وإذا كانت عشوائية ، فإن k تقترب من اللانهاية - للأسف فإن العكس ليس صحيحًا.

يمكن وصف النموذج السلبي ذي الحدين بأنه "متعدد الاستخدامات ، ولكن دون أن يحمل التزامًا سببيًا عميقًا للغاية". في كثير من الأحيان يتم استخدامه كتقريب تعسفي إلى حد ما ، ولكنه مناسب ، لكيفية توزيع الأعداد - وبشرط أن تكون البيانات ذات توزيع ذي حدين سالب ، يتم استخدام k كمقياس لشكل ذلك التوزيع.

في النماذج الخطية المعممة (التي نلتقي فيها) ، تُستخدم ذات الحدين السالبة أحيانًا باعتبارها "بنية خطأ" ملائمة ، وإن كانت عشوائية إلى حد ما. الأكثر إشكالية ، k و 1 /ك تستخدم كمقاييس "للتجميع" - وفي بعض الحالات ، يتم تعريف التجميع على هذا النحو.

كن على دراية مع ذلك ، بينما ينتج نموذج معين قيمة معينة لـ k ، فإن هذا لا يعني أن العكس هو الصحيح. علاوة على ذلك ، لا يوجد حتى الآن تعريف بيولوجي لا لبس فيه للتجميع ، ولا أي اتفاق حول أفضل طريقة لتحديده كمياً.

وبالتالي ، فإن الطرق العديدة الحالية لقياس التجميع ليست طرقًا مختلفة لقياس الشيء نفسه:

يقيسون أشياء مختلفة."
بيلو (1977)
علم البيئة الرياضي - وايلي ، نيويورك

الافتراضات

نظرًا لوجود العديد من النماذج المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى ذات الحدين السالب ، فمن الصعب إعطاء مجموعة بسيطة من الافتراضات لصلاحيتها. ومع ذلك ، يمكننا النظر في العوامل التي قد تؤدي إلى نتائج مضللة:

بالنسبة للعينات العشوائية ، نظرًا لأن التوزيع ذي الحدين السالب أحادي النمط ، يمكن أن تُنسب أي أوضاع إضافية إلى ضوضاء إحصائية - بافتراض أن التناقض ليس كبيرًا جدًا. في هذه الحالة ، يُؤخذ المتوسط ​​المرصود على أنه تقدير للمتوسط ​​الحقيقي - تباين العينة ، المحسوب باستخدام معادلة تباين العينة العادية ، هو تقدير للتباين البارامتري (وإن كان هذا عادةً أقل من الواقع) - ثم يمكن أن يكون k تعامل كعينة إحصائية ، وتقدير الخطأ المعياري (أو حدود الثقة).

إذا لم يتم أخذ العينات عشوائياً ، فإن هذا المنطق لا ينطبق ، ويجب أن يقتصر المجتمع الذي يتم عمل الاستنتاجات من أجله على البيانات الفعلية الموجودة - يمكن أن يكون توسيع نتائجها لتشمل مجموعات سكانية أخرى (أو "مجموعات سكانية فائقة") مضللاً بشكل فظيع - و أخطائها المعيارية (أو حدود الثقة) بنفس القدر.

يفترض استخدام k كمؤشر للتجميع أن جميع عيناتك لها نفس حجم العينة ونفس الكثافة السكانية.

    قليل من مؤشرات التجميع مستقلة حقًا عن الكثافة ، و k ذات الحدين السالب هي إلى حد كبير. لأسباب رياضية بالكامل ، تعتمد ذات الحدين السالب على المقياس والكثافة ، ولكن ليس خطيًا. يضاف إلى ذلك ، عندما تنخفض كثافة الكائنات الحية بالنسبة لوحدة أخذ العينات منخفضة جدًا ، يبدو أن التوزيع يميل نحو العشوائية (أي توزيع بواسون) بغض النظر عن الوضع الحقيقي - يوصف هذا أحيانًا بأنه "تأثير عدد صحيح".

كما يوحي اسمها ، تصف معلمة الشكل ذات الحدين السالب ، k ، شكل التوزيع ذي الحدين السالب. بمعنى آخر ، k هو مقياس معقول فقط إلى الحد الذي تمثل فيه بياناتك توزيعًا سالبًا ذي الحدين. ومع ذلك ، يجب أن يُنظر إلى ملاحظات الاختبار ضد هذا التوزيع بحذر لأنه من غير المحتمل أن تظهر العينات الصغيرة على أنها مختلفة بشكل كبير ، ومن المؤكد تقريبًا أن تكون مجموعات كبيرة جدًا من البيانات الحقيقية كذلك. تتمثل إحدى طرق معالجة ذلك في مقارنة ملاءمة نموذج واحد أو أكثر من النماذج البديلة.

التوزيعات الأخرى طويلة الذيل ، مثل Neyman type A و Polya-Aeppli ، تعطي العلاقة ومع ذلك ، في حين أن النماذج أحادية السبب قد يتم انتقادها على أنها محددة بشكل مفرط ، فإن النموذج السلبي ذي الحدين ليس إلا.

نظرًا لأن التوزيع السالب ذي الحدين يمكن أن ينشأ لأسباب عديدة مختلفة ، فإن احتمال أن يكون شخصًا معينًا مسؤولاً يكون ضئيلًا بالمقابل. يفترض استخدام k كمقياس للتجميع أن هذا هو النموذج الأكثر احتمالًا وأن "التجميع" يمكن تعريفه بشكل لا لبس فيه. تعريف "التجميع" على أنه ما يقيسه k هو حجة دائرية ، وإن كانت حجة مشتركة.

في حين أنها يمكن أن تكون مفيدة وصفيًا ، فلا المعلمة ذات الحدين السالب ولا معلمة الشكل يمكن أن تخبرك - إن وجدت - كانت عملية بيولوجية أو إحصائية أو عملية أخذ العينات مسؤولة عن توزيع نتائجك بالطريقة التي تراقبها. أظهر عدد من الدراسات البيئية أن k ليست ثابتة داخل الأنواع ، ولا تختلف باستمرار بين الأنواع عند مقارنتها عبر نطاق واسع من الكثافة السكانية. ومع ذلك ، كانت هناك محاولات متكررة لاستخدام k كمعامل لنماذج السكان ، ولدعم نماذج بيئية وسلوكية معينة. ربما للأسف ، k ليس ثابتًا بيولوجيًا أساسيًا ، ولا يصف أي نوع من الخصائص البيئية أو السلوكية العامة - إنه مجرد مقياس تقريبي وجاهز ، يفترض نموذجًا عشوائيًا.

المعلمات السالبة ذات الحدين

    ال يقصد يمكن أيضًا حساب تكرار الفشل ، م ، على النحو التالي - حيث k هو متوسط ​​عدد النجاحات.

  • مثل P و Q ، أين و
  • مثل p و q ، أين و
  • يمكن وصف k بمعامل "الشكل" أو "الحجم".

دالة الاحتمال الشامل

يمكن التعبير عن الاحتمال المتوقع للحصول على قيمة معينة للعد ، r ، كما هو موضح أدناه.


ما هو توزيع الأنواع؟

توزيع الأنواع هو الطريقة التي يتم بها ترتيب التصنيف البيولوجي مكانيًا.

تفسير:

هناك ثلاثة أنواع أساسية لتوزيع الأنواع داخل منطقة ما:

1) توزيع الأنواع المنتظم: في هذا الشكل تكون الأنواع متباعدة بشكل متساوٍ. توجد توزيعات موحدة في المجموعات السكانية التي يتم فيها تكبير المسافة بين الأفراد المتجاورين. مثال - غالبًا ما تظهر طيور البطريق تباعدًا موحدًا من خلال الدفاع بقوة عن أراضيها بين جيرانها.

2) التوزيع العشوائي للأنواع: هذا هو الشكل الأقل شيوعًا للتوزيع في الطبيعة ويحدث عندما يتواجد أعضاء نوع معين في بيئات يكون فيها وضع كل فرد مستقلاً عن الفرد الآخر.
مثال - عندما تتشتت بذور الهندباء بفعل الرياح ، يحدث توزيع عشوائي حيث تهبط الشتلات في أماكن عشوائية تحددها عوامل لا يمكن السيطرة عليها.

3) توزيع الأنواع المتجمعة: هذا هو أكثر أنواع التشتت شيوعًا حيث يتم تقليل المسافة بين الأفراد المتجاورين.
مثال - يُظهر عش النسور الصلعاء توزيعًا متكتلًا لأن جميع النسل موجودون في مجموعة فرعية صغيرة من منطقة المسح قبل أن يتعلموا الطيران.

نمط التوزيع ليس دائمًا لكل نوع. يعتمد توزيع الأنواع على عوامل حيوية وغير حيوية مختلفة. يمكن أن يتغير نمط التوزيع موسميًا ، استجابة لتوفر الموارد وأيضًا اعتمادًا على النطاق الذي يتم عرضها فيه. عوامل مختلفة مثل الانتواع ، الانقراض ، الانجراف القاري ، التجلد ، الاختلافات في مستويات سطح البحر ، التقاط الأنهار ، والموارد المتاحة مفيدة في فهم توزيع الأنواع.


19.1 التركيبة السكانية والديناميكية السكانية

السكان كيانات ديناميكية. يتقلب حجمها وتكوينها استجابة لعوامل عديدة ، بما في ذلك التغيرات الموسمية والسنوية في البيئة ، والكوارث الطبيعية مثل حرائق الغابات والانفجارات البركانية ، والتنافس على الموارد بين الأنواع وداخلها. تسمى الدراسة الإحصائية للسكان الديموغرافيا: مجموعة من الأدوات الرياضية المصممة لوصف السكان والتحقيق في كيفية تغيرهم. تم تصميم العديد من هذه الأدوات بالفعل لدراسة البشر. على سبيل المثال ، جداول الحياة ، التي توضح بالتفصيل متوسط ​​العمر المتوقع للأفراد ضمن مجموعة سكانية ، تم تطويرها في البداية من قبل شركات التأمين على الحياة لتحديد معدلات التأمين. في الواقع ، بينما يُفترض أحيانًا أن مصطلح "التركيبة السكانية" يعني دراسة التجمعات البشرية ، يمكن دراسة جميع السكان الأحياء باستخدام هذا النهج.

حجم السكان وكثافتهم

يتسم السكان بحجم سكانهم (إجمالي عدد الأفراد) وكثافتهم السكانية (عدد الأفراد لكل وحدة مساحة). قد يكون لدى السكان عدد كبير من الأفراد الموزعين بكثافة أو قليلة. هناك أيضًا مجموعات سكانية ذات أعداد صغيرة من الأفراد قد تكون كثيفة أو قليلة التوزيع في منطقة محلية. يمكن أن يؤثر حجم السكان على إمكانية التكيف لأنه يؤثر على مقدار التباين الجيني الموجود في السكان. يمكن أن يكون للكثافة تأثيرات على التفاعلات داخل السكان مثل التنافس على الطعام وقدرة الأفراد على العثور على رفيقة. تميل الكائنات الأصغر إلى أن تكون أكثر كثافة من الكائنات الأكبر (الشكل 19.2).

اتصال مرئي

كما يوضح هذا الرسم البياني ، تتناقص الكثافة السكانية عادةً مع زيادة حجم الجسم. لماذا تظن أن هذه هي القضية؟

تقدير حجم السكان

الطريقة الأكثر دقة لتحديد حجم السكان هي حساب جميع الأفراد داخل المنطقة. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة عادة ما تكون غير مجدية من الناحية اللوجستية أو الاقتصادية ، خاصة عند دراسة مناطق كبيرة. وهكذا ، عادة ما يدرس العلماء السكان عن طريق أخذ عينات من جزء تمثيلي من كل موطن واستخدام هذه العينة لعمل استنتاجات حول السكان ككل. عادة ما تكون الطرق المستخدمة لأخذ عينات من السكان لتحديد حجمهم وكثافتهم مصممة وفقًا لخصائص الكائن الحي قيد الدراسة.بالنسبة للكائنات غير المتحركة مثل النباتات ، أو للكائنات الصغيرة جدًا والبطيئة الحركة ، يمكن استخدام رباعي. المربع هو مربع خشبي أو بلاستيكي أو معدني يقع بشكل عشوائي على الأرض ويستخدم لحساب عدد الأفراد الذين يقعون داخل حدوده. للحصول على حساب دقيق باستخدام هذه الطريقة ، يجب وضع المربع في مواقع عشوائية داخل الموطن مرات كافية لإنتاج تقدير دقيق. ستوفر طريقة العد هذه تقديرًا لكل من حجم السكان وكثافتهم. يعتمد عدد وحجم عينات المربعات على نوع الكائنات الحية وطبيعة توزيعها.

بالنسبة للكائنات الحية الصغيرة المتحركة ، مثل الثدييات ، غالبًا ما يتم استخدام تقنية تسمى التحديد والاستعادة. تتضمن هذه الطريقة تعليم عينة من الحيوانات التي تم التقاطها بطريقة ما وإعادتها إلى البيئة لتختلط مع بقية السكان ، ثم يتم التقاط عينة جديدة ويحدد العلماء عدد الحيوانات التي تم وضع علامة عليها في العينة الجديدة. تفترض هذه الطريقة أنه كلما زاد عدد السكان ، انخفضت النسبة المئوية للكائنات التي تم وضع علامة عليها والتي سيتم إعادة أسرها لأنها ستكون مختلطة مع عدد أكبر من الأفراد غير المميزين. على سبيل المثال ، إذا تم التقاط 80 فأر حقل وتمييزها وإطلاقها في الغابة ، فسيتم التقاط 100 فأرة حقل ثانية و 20 منها تم تمييزها ، حجم السكان (ن) باستخدام المعادلة التالية:

باستخدام مثالنا ، سيكون حجم السكان 400.

تعطينا هذه النتائج تقديرًا لإجمالي 400 فرد في السكان الأصليين. عادة ما يكون الرقم الحقيقي مختلفًا قليلاً عن هذا بسبب أخطاء الصدفة والتحيز المحتمل الناجم عن طرق أخذ العينات.

توزيع الأنواع

بالإضافة إلى قياس الكثافة ، يمكن الحصول على مزيد من المعلومات حول السكان من خلال النظر في توزيع الأفراد في جميع أنحاء نطاقهم. نمط توزيع الأنواع هو توزيع الأفراد داخل الموائل في نقطة زمنية معينة - تُستخدم فئات واسعة من الأنماط لوصفهم.

يمكن توزيع الأفراد داخل مجموعة سكانية بشكل عشوائي ، في مجموعات ، أو على مسافات متساوية (أكثر أو أقل). تُعرف هذه باسم أنماط التوزيع العشوائية والمتكتلة والموحدة ، على التوالي (الشكل 19.3). تعكس التوزيعات المختلفة جوانب مهمة لبيولوجيا الأنواع كما أنها تؤثر أيضًا على الطرق الرياضية المطلوبة لتقدير أحجام السكان. مثال على التوزيع العشوائي يحدث مع الهندباء والنباتات الأخرى التي تحتوي على بذور مشتتة بالرياح تنبت أينما وقعت في بيئات مواتية. يمكن رؤية التوزيع المتكتل في النباتات التي تسقط بذورها مباشرة على الأرض ، مثل أشجار البلوط ، ويمكن أيضًا رؤيتها في الحيوانات التي تعيش في مجموعات اجتماعية (مجموعات الأسماك أو قطعان الأفيال). لوحظ توزيع موحد في النباتات التي تفرز مواد تمنع نمو الأفراد القريبين (مثل إطلاق مواد كيميائية سامة بواسطة نباتات المريمية). يُرى أيضًا في أنواع الحيوانات الإقليمية ، مثل طيور البطريق التي تحافظ على منطقة محددة للتعشيش. تخلق السلوكيات الدفاعية الإقليمية لكل فرد نمطًا منتظمًا لتوزيع المناطق والأفراد من نفس الحجم داخل تلك المناطق. وبالتالي ، يوفر توزيع الأفراد داخل مجموعة سكانية مزيدًا من المعلومات حول كيفية تفاعلهم مع بعضهم البعض أكثر من إجراء قياس بسيط للكثافة. مثلما قد تواجه الأنواع منخفضة الكثافة صعوبة أكبر في العثور على رفيق ، قد تواجه الأنواع المنفردة ذات التوزيع العشوائي صعوبة مماثلة عند مقارنتها بالأنواع الاجتماعية المجمعة معًا في مجموعات.

الديموغرافيا

بينما يصف حجم السكان وكثافتهم مجموعة سكانية في وقت معين ، يجب على العلماء استخدام الديموغرافيا لدراسة ديناميات السكان. الديموغرافيا هي الدراسة الإحصائية للتغيرات السكانية بمرور الوقت: معدلات المواليد ومعدلات الوفيات ومتوسط ​​العمر المتوقع. غالبًا ما يتم عرض خصائص السكان هذه في جدول الحياة.

جداول الحياة

توفر جداول الحياة معلومات مهمة حول تاريخ حياة الكائن الحي ومتوسط ​​العمر المتوقع للأفراد في كل عمر. تم تصميمها على غرار الجداول الاكتوارية التي تستخدمها صناعة التأمين لتقدير متوسط ​​العمر المتوقع للإنسان. قد تتضمن جداول الحياة احتمال وفاة كل فئة عمرية قبل عيد ميلادها التالي ، والنسبة المئوية للأفراد الناجين الذين يموتون في فترة عمرية معينة (معدل وفياتهم ، ومتوسط ​​العمر المتوقع في كل فترة. ويرد مثال على جدول الحياة في الجدول 19.1 من دراسة لأغنام جبل دال ، وهو نوع موطنه شمال غرب أمريكا الشمالية. لاحظ أن السكان مقسمون إلى فترات عمرية (العمود A). معدل الوفيات (لكل 1000) الموضح في العمود D يعتمد على عدد الأفراد الذين يموتون خلال الفترة العمرية (العمود B) ، مقسومًا على عدد الأفراد الذين بقوا على قيد الحياة في بداية الفترة (العمود C) مضروبًا في 1000.

على سبيل المثال ، بين سن الثالثة والرابعة ، يموت 12 فردًا من أصل 776 من الأغنام المتبقية من الألف خروف الأصلي. ثم يتم ضرب هذا الرقم في 1000 لإعطاء معدل الوفيات لكل ألف.

كما يتضح من بيانات معدل الوفيات (العمود D) ، حدث معدل وفيات مرتفع عندما كان عمر الأغنام بين ستة أشهر وسنة ، ثم زاد أكثر من 8 إلى 12 عامًا ، وبعد ذلك كان هناك عدد قليل من الناجين. تشير البيانات إلى أنه إذا كان الخروف في هذه المجموعة سيبقى على قيد الحياة حتى سن واحد ، فمن المتوقع أن يعيش 7.7 سنة أخرى في المتوسط ​​، كما هو موضح في أرقام متوسط ​​العمر المتوقع في العمود E.

أ ب ج د ه
الفاصل العمري (سنوات) عدد المتوفين في الفترة العمرية لكل 1000 مولود عدد الباقين على قيد الحياة في بداية الفترة العمرية من بين 1000 مولود معدل الوفيات لكل 1000 حي في بداية العمر متوسط ​​العمر المتوقع أو متوسط ​​العمر المتبقي لمن يبلغون الفترة العمرية
0–0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5–1 145 946 153.3
1–2 12 801 15.0 7.7
2–3 13 789 16.5 6.8
3–4 12 776 15.5 5.9
4–5 30 764 39.3 5.0
5–6 46 734 62.7 4.2
6–7 48 688 69.8 3.4
7–8 69 640 107.8 2.6
8–9 132 571 231.2 1.9
9–10 187 439 426.0 1.3
10–11 156 252 619.0 0.9
11–12 90 96 937.5 0.6
12–13 3 6 500.0 1.2
13–14 3 3 1000 0.7

منحنيات البقاء على قيد الحياة

أداة أخرى يستخدمها علماء البيئة السكانية هي منحنى البقاء على قيد الحياة ، وهو رسم بياني لعدد الأفراد الذين بقوا على قيد الحياة في كل فترة عمرية مقابل الوقت. تسمح لنا هذه المنحنيات بمقارنة تواريخ حياة المجموعات السكانية المختلفة (الشكل 19.4). هناك ثلاثة أنواع من منحنيات البقاء على قيد الحياة. في منحنى من النوع الأول ، يكون معدل الوفيات منخفضًا في السنوات الأولى والمتوسطة ويحدث غالبًا عند الأفراد الأكبر سنًا. عادة ما تنتج الكائنات الحية التي تظهر على قيد الحياة من النوع الأول القليل من النسل وتوفر رعاية جيدة للنسل مما يزيد من احتمالية بقائهم على قيد الحياة. يُظهر البشر ومعظم الثدييات منحنى البقاء على قيد الحياة من النوع الأول. في منحنيات النوع الثاني ، يكون معدل الوفيات ثابتًا نسبيًا طوال فترة الحياة بأكملها ، ومن المحتمل أيضًا حدوث الوفيات في أي نقطة من فترة الحياة. تقدم العديد من مجموعات الطيور أمثلة لمنحنى بقاء متوسط ​​أو من النوع الثاني. في منحنيات البقاء على قيد الحياة من النوع الثالث ، تشهد الأعمار المبكرة أعلى معدل وفيات مع معدلات وفيات أقل بكثير للكائنات الحية التي تصل إلى سنوات متقدمة. عادة ما تنتج الكائنات الحية من النوع الثالث أعدادًا كبيرة من النسل ، ولكنها توفر القليل جدًا من الرعاية أو لا تقدم لهم رعاية على الإطلاق. تُظهِر الأشجار واللافقاريات البحرية منحنى البقاء من النوع الثالث لأن عددًا قليلاً جدًا من هذه الكائنات بقي على قيد الحياة في سنواته الأصغر ، ولكن أولئك الذين يصلون إلى سن الشيخوخة هم أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة لفترة طويلة نسبيًا.


كيف يجب حساب كثافة الأنواع للتوزيع المتكتل؟ - مادة الاحياء

قياس الكثافة بالقطع والمربعات

ما هو التربيع؟

لا يجب أن تكون المربعات مربعة ولكن يجب معرفة مساحتها. تتضمن الأشكال الرباعية الأخرى عادةً الدوائر والمستطيلات.

يمكن أن تكون المربعات المربعة بأي حجم. تشمل الأحجام الشائعة: 25 × 25 سم ، 50 × 50 سم ، 1 × 1 متر وأحجام مماثلة بالأقدام. تُستخدم التربيعات في العديد من التخصصات العلمية المختلفة من تقييم الغطاء النباتي إلى التحقيقات الأثرية. التربيعات مطلوبة لتقدير العديد من سمات الغطاء النباتي بما في ذلك:

كثافة - لحساب عدد الأشياء داخل منطقة وحدة المربع.

الكتلة الحيوية - يتم تحقيقه عن طريق & quotclipping & quot كل المواد من نوع معين (مثل العشب أو الشجيرة أو forb) أو الأنواع داخل رباعي.

غطاء، يغطي - يتم تحقيقه غالبًا عن طريق تقدير مساحة المربع المغطاة بمظلة نبات.

تكرر - تسمى نسبة المربعات التي يحدث فيها نوع ما بالتردد ، وبالتالي فإن المربعات مطلوبة لتقدير تواتر النبات.

تصميم أخذ العينات على أساس كوادرات

هناك أربع خصائص لبروتوكول المراقبة ضرورية للنظر فيها قبل بدء بروتوكول أخذ العينات باستخدام الكوادرات (Bonham 1989). هم انهم:

1. ما هو توزيع النباتات عبر المناظر الطبيعية قيد التقييم؟

  • هو توزيع النباتات المتكتلة والمتغيرة ، غير متجانسة، عبر المناظر الطبيعية؟
  • أو هل النباتات متساوية إلى حد ما ، بشكل متجانس، موزعة عبر المناظر الطبيعية؟
  • هل تظهر سمات الاهتمام في الشرائط والكتل الخطية وما متوسط ​​المساحة التي يشغلها فرد واحد؟

2. ما هو حجم المربع الذي ينبغي اختياره؟

  • عند اختيار حجم رباعي مناسب ، نحتاج إلى التأكد من أن المربعات صحيحة كبيرة بما يكفي لاحتواء نبتة واحدة على الأقل ذات أهمية ويجب أن تحتوي على نباتات كافية للحصول على تقدير جيد للكثافة.
  • على العكس من ذلك ، يجب أن تكون الرباعية صغيرة بما يكفي أن العد يمكن إجراؤه في فترة زمنية معقولة. بمعنى آخر ، لا تريد قياس مئات الأفراد لكل كوادرات.

قواعد الإبهام لحجم المربع:

  • المربع كبير جدًا إذا تم العثور على النوعين الأكثر وفرة في كل قطعة أرض.
  • المربع صغير جدًا إذا لم يتم العثور على الأنواع الأكثر وفرة في غالبية المؤامرات.
  • إذا لم يكن لدى أكثر من 5٪ من وحدات أخذ العينات أي نباتات ذات أهمية ، فقم بزيادة حجم قطعة الأرض.

يعتمد حجم التربيع على حجم النبات :

  • كلما كان النبات متوسط ​​الحجم أكبر كلما كان الإطار اللازم أكبر.
  • يجب أن تكون قطعة الأرض أكبر من متوسط ​​الحجم وأكبر من متوسط ​​المساحة بين النباتات.
  • من الصعب أخذ عينات من النباتات ذات أشكال الحياة المختلفة (مثل الشجيرات والأعشاب) بنفس إطار قطعة الأرض. لذلك ، غالبًا ما تُستخدم التقنيات المتداخلة حيث يتم قياس الشجيرات بقطعة أرض واحدة (على سبيل المثال ، مقطع طويل الحزام) ويتم قياس النباتات العشبية بقطعة منفصلة ، غالبًا ما تكون أصغر.
  • حدد حجم المربع بناءً على الأنواع ذات الأهمية القصوى.

نسبة المحيط إلى المنطقة:

  • المحيط: نسبة المساحة تقل كلما زاد حجم قطعة الأرض.
  • إذا كان من الصعب اتخاذ قرارات حدودية (أي مصنع داخل أو خارج قطعة الأرض) ، فحدد حجم قطعة الأرض التي تقلل من المحيط: نسبة المساحة.
  • يتطلب الغطاء النباتي المتناثر مربعات أكبر من النباتات الكثيفة.
  • يتطلب الغطاء النباتي المنتظم عددًا أقل وأصغر من التربيعات مقارنةً بالنباتات المتنوعة وغير المتجانسة الموزعة.

3. ما هو شكل المربع الذي يجب اختياره؟

توجد العديد من الأشكال الرباعية لتقييم الغطاء النباتي - من المربعات إلى المستطيلات إلى الدوائر.

  • من المرجح أن تقطع النباتات أو مجموعات النباتات بدلاً من أن تشغلها النباتات بالكامل. لذلك ، أفضل بشكل عام للنباتات المتكتلة & quot.
  • نادرًا ما تشغلها مساحات فارغة تمامًا.
  • غالبًا ما يكون لها تباين أقل من المربعات أو الدوائر.
  • يمكن أن تقلل قطعة الأرض لرسم التباين في المجتمعات ذات الغطاء النباتي القليل.
  • من الأسهل تقدير النسبة المئوية للغطاء مقارنة بالدوائر أو المربعات.

غالبًا ما ثبت أن المستطيلات الممدودة تعمل بفعالية في الدراسات البيئية (Bonham 1989 Elzinga et al. 2001) ، لأن الغطاء النباتي غالبًا ما يحدث في مجموعات. تقاطع الحزام مستطيلة الشكل ، حيث تكون نهاية & quotlong & quot أطول بكثير من النهاية القصيرة. تختلف خطوط الحزام ، التي تسمى أحيانًا المربعات الشريطية ، عن مقاطع الخط نظرًا لأن عرضها أكبر ومحدّد بشكل خاص. المقطع العرضي للخط هو خط ضيق (& lt 1 بوصة) ممتد عبر قطعة أرض وهو ليس & quot؛ quadrat & quot لأنه لا يحتوي على مساحة. في حين أن مقطع الحزام يبلغ عرضه عدة أقدام أو أمتار وهو رباعي من نوع ما.

  • محيط أكبر: نسبة مساحة من الدوائر ولكن أقل من المستطيلات.
  • يستخدم عادةً لتقدير التكرار لأنه من السهل تقدير التواجد / الغياب.
  • المربعات أسهل في تقدير النسبة المئوية للغطاء مقارنة بالدوائر ولكنها ليست سهلة مثل المستطيلات.
  • محيط أقل (لكل منطقة) من المربع أو المستطيل.
  • غالبًا ما تستخدم في القصاصة نظرًا لصعوبة اتخاذ قرارات المحيط عند القص.
  • تقليل المحيط: نسبة المساحة جيدة أيضًا في المجتمعات التي تحتوي على نباتات كبيرة لتكوين الأحماض.

في الشكل الموجود على اليمين ، من الواضح أن المربع الأحمر سيكون صغيرًا جدًا على شكل رباعي لأنه صغير جدًا بحيث لا يمكن التقاط حتى فرد واحد. وبالمثل ، فإن الدائرة الخضراء في هذا المثال على الرغم من أنها كبيرة بما يكفي لالتقاط و gt1 الفردية شكلها ليس الأمثل في التقاط كثافة هذه النباتات المتكتلة. في هذا المثال. المستطيل الممدود هو أنسب مربع حيث يتم أخذ عينات من الرقم التمثيلي ويلتقط الشكل الترتيب النموذجي للنباتات.

4. كم عدد الملاحظات اللازمة لتقدير كثافة الأنواع بدقة؟

  • تميل المربعات الصغيرة (أو المؤامرات) إلى التباين العالي أو التعبير عن اختلافات أكبر من قطعة أرض إلى أخرى.
  • عادة ما تكون المؤامرات الصغيرة أسرع في القراءة.
  • لكن عدد المخططات التي يجب فحصها يعتمد على التباين. كلما زاد التباين بين قطع الأرض ، زاد عدد قطع الأرض التي تحتاج إلى تقديرها.
  • لذلك ، هناك مفاضلة بين العدد المطلوب وحجم المربعات.

مصادر عدم اليقين

يحدث أحد المصادر الرئيسية للخطأ في أخذ العينات على أساس التربيعية عند تحديد ما إذا كان الفرد داخل أو خارج الإطار التربيعي. تسمى هذه الأنواع من الأخطاء & القرارات المتساوية & quot وينبغي مناقشة البروتوكولات لضمان اتخاذ قرارات متسقة (Elzinga وآخرون 1998). على سبيل المثال ، هل يمكنك تضمين الأنواع التي دخلت المربع أو تلك الأنواع التي لها جذور في المربع. ما الذي يحدث بعد ذلك للأنواع التي تتخطى الجذور التربيعية لكنها تنتهي خارجه؟ هل يمكنك تحقيق هذا التقييم دون الإضرار بالمصنع؟ سبب آخر شائع للخطأ يرجع إلى الاختلافات في رأي المراقبين. مرة أخرى يمكن التقليل من هذا من خلال وجود معايير متسقة واضحة. لمزيد من التفاصيل حول دراسة قرار الحدود ، الشكل أعلاه والنص في Elzinga et al. 1998.


طرق أخذ العينات من المجتمعات النباتية

عندما يتم دراسة الغطاء النباتي على طول التدرج البيئي أو النغمة البيئية (على سبيل المثال ، المناطق المدارية إلى المعتدلة ، أو مناطق هطول الأمطار الغزيرة أو المنخفضة أو تدرجات هطول الأمطار ، والمناطق المجاورة مع أنواع مختلفة من التربة ، وما إلى ذلك) يتم وضع خط عبر حامل أو عدة تقف في زوايا قائمة. تسمى هذه الطريقة لأخذ العينات الخطية للنباتات المقطعية.

اعتمادًا على موضوع الدراسة ، يمكن استخلاص نوعين من المقطع العرضي:

(1) خط المقطع أو تقاطع الخط و

يحدد مدى المنطقة عدد وحجم المقاطع. عند استخدام المقاطع لأخذ عينات من التوزيع الرأسي للغطاء النباتي (أي التقسيم الطبقي) يطلق عليهم & # 8216 bisects & # 8217.

في هذا النوع من المقطع العرضي ، يتم أخذ عينات من الغطاء النباتي فقط عبر خط (بدون أي عرض). يتم وضع خط فوق الغطاء النباتي بشريط فولاذي متري أو سلسلة فولاذية أو حبل طويل ويتم تثبيته بمساعدة أوتاد أو خطافات. سوف يلمس هذا الخط بعض النباتات في طريقه من نقطة إلى أخرى. سيبدأ المراقب في تسجيل هذه النباتات من أحد الطرفين وسينتقل تدريجياً نحو الطرف الآخر.

من هذا النوع من المسح يمكن جمع المعلومات التالية:

(أ) عدد المرات التي يظهر فيها كل نوع على طول الخط ،

(ب) اتجاه زيادة أو نقصان المسافة بين أفراد أحد الأنواع ،

(ج) النسبة المئوية لحدوث الأنواع المختلفة بالنسبة لإجمالي الأنواع ،

(د) الاختفاء التدريجي أو ظهور أنواع مختلفة على طول الخط ، إلخ.

من الملاحظات في عدد من هذه المقاطعات الخطية المتوازية ، يمكن إبداء التعليقات على الموطن والظروف البيئية الأخرى على أجزاء مختلفة من المقطع العرضي. كل نوع له اتساع بيئي خاص به ويعبر مبدئيًا عن حالة المياه المتاحة وغيرها من الظروف والتجمعات ، والرطوبة الجوية ، وتوافر الضوء ، والرعي والضغوط البيولوجية الأخرى ، إلخ.

إظهار التغيير التدريجي للزهور في نوعين مختلفين من المجتمعات النباتية المجاورة:

التاريخ: _____________________________ درجة حرارة اليوم:

الموقع: ___________________________ المنطقة المناخية:

المساحة الكلية: _____________________________ الرطوبة النسبية:

الارتفاع: ___________________________ الهطول السنوي:

عندما يتطور نوعان مختلفان من النباتات جنبًا إلى جنب ، يُلاحظ تغيير تدريجي في محتوى الأنواع بشكل عام في المنطقة الوسيطة. لفهم طريقة مثل هذا التغيير ، تتم دراسة المجتمعات بشكل عام عن طريق طريقة المقطع العرضي للخط.

(ط) خيط طويل أو حبل ،

(3) خطافان لمساح & # 8217s أو مسامير طويلة.

يتم وضع خيط أو حبل أو شريط قياس طويل عبر الحامل أو الحوامل في المجتمعات قيد الدراسة ويتم تثبيتها بخطافين عند طرفيها. سجل النباتات الفردية التي تلامس الخيط والمسافة من نهاية معينة.

يتم تسجيل كل نبات يلامس الحبل من طرف إلى آخر في الجدول 3:

من التغيير التدريجي لتركيز الأنواع المختلفة في أجزاء مختلفة من المقطع العرضي والوصول الجديد أو اختفاء الأنواع ، يمكن إبداء التعليقات على ظروف الموائل لمجتمعين والمنطقة الانتقالية.

الحزام عبارة عن شريط طويل من الغطاء النباتي بعرض موحد. يتم تحديد عرض الحزام حسب نوع الغطاء النباتي أو طبقة الغطاء النباتي قيد الدراسة. في الأعشاب القريبة والنباتات الخجولة عادة ما تكون 10 سم ، لكنها تتراوح من 1 إلى 10 م في الغابات.

يتم تحديد طول الغطاء النباتي وفقًا للغرض من الدراسة. إذا كان المقطع العرضي ضروريًا ، فيجب تحديد الخطوط باستخدام أوتاد خشبية عميقة الجذور على فترات منتظمة. يمكن إبقاء الحزام معزولًا عن طريق تثبيت سياج شبكي طويل من جميع جوانبه مع الحفاظ على مساحة الأمان بعيدًا عن الخطوط.

يتم دراسة الحزام بشكل عام عن طريق تقسيمه إلى أجزاء متساوية الحجم. طول كل جزء يساوي بشكل عام عرض المقطع العرضي. تسمى هذه المقاطع أحيانًا المربعات. تُستخدم مقطوعات الحزام في تحديد وفهم التغيير التدريجي في الوفرة ، والتسلط واللمعان ، وتكرار وتوزيع الأنواع المختلفة في المنطقة الانتقالية بين نوعين مختلفين من الغطاء النباتي.

إظهار التغيير التدريجي في وفرة وتواتر الأنواع المختلفة في منطقة انتقالية باتباع طريقة قطع الحزام:

لفهم التغيير التدريجي في كثافة وتواتر الأنواع المختلفة في المنطقة الانتقالية بين نوعين مختلفين من الغطاء النباتي ، تتم دراسة المنطقة عمومًا بطريقة الحزام المقطعي (الشكل 1.10).

(3) مساح & # 8217s خطافات أو مسامير و

ضع خطافين على مسافة 50 سم على طرفي المقطع العرضي (A & amp B و C & amp D). قم بتوصيل هاتين المجموعتين من المسامير بخيوط طويلة (A & amp C و B & amp D). ضع المزيد من المسامير على طول هذين الخطين عند كل 50 سم (F ، G ، J ، إلخ ، و E ، H ، I ، إلخ). قم بتوصيل هذه المسامير بالعرض مع الخيوط.

الآن ، تم ترسيم سلسلة من الرباعية والخجولة (مثل ABEF ، و EFGH ، و GHD ، وما إلى ذلك) على طول المقطع العرضي. وزع الكوادرات على ثلاث مناطق متميزة: الأول: الغطاء النباتي الأول من النوع الثاني: المنطقة الانتقالية والثالث: نوع الغطاء النباتي الثاني.

يمكن حساب الكثافة (D) والتردد (F) للأنواع المختلفة في مناطق مختلفة باستخدام الصيغ التالية:

D = لا.لأفراد النوع في جميع قطع العينة / لا. من قطع عينة تمت دراستها

F = عدد نقاط تواجد الأنواع / لا. من قطع عينة تمت دراستها

(راجع أيضًا التمرين رقم 8 و 9.)

سجل جميع الأنواع مع أعدادها في جميع المربعات (إذا تم إدراك تغيير حاد) أو المربعات البديلة (إذا بدا التغيير بطيئًا جدًا) في الجدول 4 التالي وحساب الكثافة والتردد.

من خلال طريقة المسح ، يمكن للمرء تقدير الخصائص النوعية والكمية المختلفة للنباتات والغطاء ويمكن ربط النتائج بالظروف البيئية المختلفة.

علاوة على ذلك ، في قطاع الحزام ، من الممكن تحديد المنطقة القاعدية أو الغطاء (عن طريق إدخال عمود آخر في الجدول) لجميع الأنواع المسجلة التي يمكن أيضًا حساب مؤشر قيمة الكثافة والتكرار والأهمية منها.

2. ينصف:

يمكن تحديد بنية الغطاء النباتي فيما يتعلق بالارتفاع النسبي والعمق والانتشار الجانبي للنباتات في كل من الأجزاء الهوائية وتحت الأرض من خلال استخدام الشطر. إنه في الأساس خط مقطعي تم حفر خندق على طوله إلى عمق أكبر من عمق أنظمة الجذر الأعمق.

يتم قياس مدى الأجزاء الهوائية وتحت الأرض المختلفة بعناية وتخطيطها لتوسيع نطاقها على ورق الرسم البياني المنسق. تكشف هذه الطريقة عن شكل وترابط الأنظمة الجوفية للأنواع المختلفة التي تنمو في المجتمع وكذلك علاقتها بأنواع و / أو طبقات التربة المختلفة.

لذلك ، توفر دراسات المنصف المعلومات التالية:

(أ) صورة نباتية تقريبية للمجتمع ،

(ب) التوزيع الطبقي للأنواع المختلفة ،

(ج) استخدام الفضاء من قبل الأنواع المختلفة ،

(د) الهياكل النباتية تحت الأرض ،

(هـ) ترتيب ومدى نظام الجذر ، إلخ.

3. ثلاثي:

إنها طريقة التصوير الفوتوغرافي لتسجيل الشخصيات الديناميكية لمجتمع النبات. في هذه التقنية ، يتم تصوير قطعة أرض معينة من الغطاء النباتي بشكل دوري عن طريق إبقاء الكاميرا في نفس الاتجاه وعلى نفس الارتفاع. يتم ذلك عن طريق التثبيت الدائم لثلاثة أوتاد خشبية في مكان ما في الغطاء النباتي بحيث يمكن تثبيت قواعد حامل الكاميرا ثلاثي القوائم على هذه الأوتاد.

تُستخدم هذه التقنية بشكل فعال في مراقبة تدهور أو استعادة المراعي ، أو الخلافة الثانوية لمكان مجروح ، أو انتشار مرض أو بعض الأعشاب الضارة التي تم إدخالها حديثًا في المنطقة ، وما إلى ذلك نظرًا لأن هذه التغييرات تحدث تدريجيًا وببطء شديد ، فمن الضروري الاحتفاظ بسجل مفصل ودائم للمقارنة. توفر سلسلة من الصور الفوتوغرافية بشكل جيد للغاية هذا السجل.

4. عدد الخواتم:

يمكن تحديد عمر الأنواع المختلفة من النباتات الخشبية (مثل الأشجار والشجيرات والليانا وما إلى ذلك) عن طريق حساب حلقات النمو السنوية للسيقان الهوائية أو الجوفية.

يمكن أن تكشف حلقات النمو أيضًا عن التاريخ المناخي لمكان ما بترتيب زمني مثل سنوات هطول الأمطار الغزيرة أو الجفاف ، ووجود بعض المواد الكيميائية في التربة أو الغلاف الجوي ، وحرائق الغابات ، وتساقط الثلوج بكثافة ، وما إلى ذلك. الطريقة مهمة أيضًا في تحديد المراحل المتعاقبة للتطور من الغطاء النباتي وخاصة تسلسل الدوم واللمعان والمسطحات الفرعية.

5. طريقة كوادرات:

المربع هو عينة مربعة من مساحة متفاوتة الحجم ومحددة في مجتمع النبات لغرض الدراسة التفصيلية. بشكل عام ، تمت دراسة عدد من التربيعات للحصول على بيانات موثوقة بشكل معقول لإدراك الخصائص التحليلية والتركيبية المختلفة لمجتمع النبات.

كما أنها تستخدم بشكل فعال لتحديد الاختلافات أو أوجه التشابه في الهيكل والتركيب بين مجموعتين نباتيتين أو أكثر من النباتات ذات الصلة أو غير ذات الصلة.

يمكن أن تتكون المربعات من أربعة أنواع:

حصر أسماء الأنواع المختلفة التي تنمو في التربيع.

يسجل عدد الأفراد من كل نوع ممثلة في كل كوادرات.

يسجل الموضع والمساحات التي تغطيها عناقيد أو حصائر أو خصلات من الأعشاب أو الطحالب وما إلى ذلك على ورقة منسقة أو ورقة رسم بياني. تساعد هذه الرسوم البيانية في مقارنة أي تغيير في بنية المجتمع في المستقبل.

لدراسة الكتلة الحيوية أو وزن كل نوع ، يتم اقتلاع جميع الأفراد (ولكن عندما يتم تحديد وزن عضو معين ، على سبيل المثال ، فرع أو ورقة أو فاكهة ، وما إلى ذلك ، يتم فقط قص العضو المعني أو حصاده) و يتم تسجيل وزنه الطازج أو الجاف.

إن ترسيم أو وضع أنواع مختلفة من المربعات متماثل بشكل أساسي. بشكل عام ، يتم إعداد إطار خشبي قابل للتعديل مع ثقوب على فترات منتظمة على كل ذراع. تم إصلاح أربعة أذرع في الميدان بمساعدة المسامير الطويلة أو خطاف المساح & # 8217s وهي جاهزة لتوفير البيانات اللازمة للقائمة ، وعدد القوائم ، ومقطع رباعي.

ولكن ، في الرسم البياني الرباعي ، يتم تثبيت المزيد من المسامير أو الخطافات على الثقوب الموجودة على أذرع الرباعية على فترات منتظمة. يتم توصيل مسامير الأذرع المتقابلة بواسطة خيوط لتقسيم المؤامرة إلى عدد من التربيعات الأصغر لتسهيل تسجيل المنطقة التي تغطيها النباتات الفردية على ورقة إحداثيات في المقياس. عندما لا تتوفر هذه الإطارات الخشبية بسهولة يمكن استبدالها بخيوط طويلة أو حبال.

يجب تحديد أفضل حجم للمربع لاستخدامه في المجتمع بعناية. يجب أن تكون كبيرة بما يكفي ويجب دراسة المربعات الكافية للحصول على نتائج موثوقة.

يتم تحديد حجم المربعات التي سيتم استخدامها في مجتمع معين من خلال إنشاء منحنى منطقة الأنواع. يتم ذلك عن طريق أخذ عينات من الغطاء النباتي بطريقة كوادرات المتداخلة.

التربيعات المتداخلة عبارة عن سلسلة من المربعات ، توضع واحدة فوق الأخرى مع زيادة الحجم تدريجيًا ويمكن أن يتم تشغيلها وتقطيعها بالطريقة التالية:

(2) Surve & shyyor & # 8217s السنانير أو المسامير الطويلة ،

ضع مسمارين & # 8216O & # 8217 و & # 8216 Y & # 8217 على بعد 5 أمتار. ضع الظفر & # 8216X & # 8217 على بعد 5 أمتار من الظفر & # 8216O & # 8217 في الزاوية اليمنى مع ذراع OY. قم بتوصيل YO و OX بخيط طويل. ضع المسامير A و B على OX و OY ، على التوالي ، على بعد 50 سم من & # 8216O & # 8217. باستخدام مسمار آخر ، اصنع مربعًا بحجم 50 سم × 50 سم (المربع رقم 1). سجل جميع الأنواع التي تنمو في هذا التربيع.

نضع مجموعة أخرى من ثلاثة مسامير يزيد طول كل منها 50 سم (كواد رقم 2). سجل فقط الأنواع التي تم العثور عليها حديثًا في القائمة. وبالمثل ، حدد كوادرات رقم 3 و 4 و 5 وما إلى ذلك بزيادة طول الذراع بمقدار 50 سم في كل خطوة. استمر في العملية والخطأ طالما يتم إضافة عدد يمكن التعرف عليه من الأنواع الجديدة في كل مرة (الشكل 1.11).

إذا تم رسم العدد الإجمالي للأنواع في كل رباعي (على سبيل المثال 4 ، 7 ، 9 وما إلى ذلك كما في الجدول) على ورقة رسم بياني مقابل المنطقة والعدد ، على التوالي ، على التوالي ، لمحاور OX و OY ، فسوف ينتج عن ذلك منحنى سيني الذي يُعرف باسم & # 8216 منحنى منطقة الأنواع & # 8217 (الشكل 1.12).

يجب اختيار حجم المربع الذي سجل أكبر عدد من الأنواع بحجم كوادرات لأخذ عينات من المجتمع قيد الدراسة.

[للممارسة العامة ، تُستخدم عينة كوادرات 1 م × 1 م للنباتات العشبية ، و 5 م × 5 م للنباتات الشجرية و 20 م × 20 م للأشجار.]

اختيار المربعات:

لدراسة أي مجتمع نباتي يجب دراسة عدد من التربيعات. نظرًا لأنه سيتم معالجة البيانات التي تم جمعها إحصائيًا ، يجب وضع المربعات بشكل عشوائي ، دون أي تحيز لأي منطقة معينة داخل المجتمع. هناك عدد من الطرق للاختيار العشوائي للمربعات.

اجمع أو أعد خريطة للمنطقة قيد الدراسة. ارسم عددًا من الخطوط الرأسية أو الأفقية وقم بترقيمها بشكل منفصل. يجب كتابة عدد الخطوط الرأسية والأفقية بشكل منفصل على قطع صغيرة من الورق والاحتفاظ بهاتين المجموعتين من المربعات الورقية في كوبين منفصلين.

امزج هذه الأرقام في كل دورق. ارسم رقمًا واحدًا من كل دورق وحدد المكان الذي تقاطعت فيه الخطوط التي تمثل هذين الرقمين. ارسم أزواج الأرقام هذه بشكل متكرر لمعرفة مواضع العدد المطلوب من المربعات وتمييز الأماكن بشكل صحيح.

II. ادخل المنطقة بأعين معصوب العينين وعصا في يدك. ارمي العصا على كتفك في أجزاء مختلفة من الغطاء النباتي. يجب اختيار كل نقطة حيث تقع العصا كمنطقة عينة.

للأغراض التجريبية ، يتم أحيانًا تمييز المربعات بشكل دائم بمساعدة أوتاد خشبية عميقة الجذور في أربعة أركان وتتم دراستها في أوقات مختلفة وفقًا لاحتياجات برنامج العمل. لفهم الضغط الحيوي على الغطاء النباتي مثل الرعي ، وما إلى ذلك ، أو لتسجيل تاريخ تطوره ، هناك حاجة إلى عزل بعض قطع العينات عن طريق تسييجها بشكل صحيح بشبكات سلكية.

لممارسة هذه الأساليب في دراسة الغطاء النباتي ، يمكن إجراء التمارين التالية:

تحديد نبات الغطاء الأرضي لمنطقة ما عن طريق أخذ العينات التربيعية:

اسم المكان: _______________ الترسيب السنوي:

الارتفاع: ________________________ المنطقة المناخية:

درجة حرارة النهار: ________________ الرطوبة:

لتحديد نباتات قطعة من الغطاء النباتي ، يجب أخذ عينات من المنطقة بعدد من المربعات بحيث يمكن لجميع الأنواع التي تنمو هناك الحصول على فرصة لتسجيلها لإعطاء صورة أزهار كاملة.

حدد عشوائيا خمس عينات مؤامرات. ضع كواد 1 م × 1 م (1 م 2) في مخطط عينة. اكتشف وسجل الأنواع المختلفة التي تنمو بداخله. كرر العملية لجميع قطع العينات الأربعة الأخرى.

يتم الآن تسجيل أنواع نباتية مختلفة تنمو في جميع المربعات في الجدول 6:

الآن ، يتم تمثيل النباتات المحددة لمجتمع النبات قيد الدراسة في الجدول 7:

علق على ثراء الأنواع النباتية وأيضًا على بعض النباتات الشائعة و / أو النادرة المسجلة في المنطقة. أيضًا ، قم بالتعليق على البيئة التي تم فيها تطوير الغطاء النباتي ، كما تعكسه النباتات.

حدد نباتات منطقة حرجية عن طريق أخذ العينات الرباعية:

التاريخ: __________________________ درجة حرارة اليوم:

الموقع: _______________________ المنطقة المناخية:

المساحة الكلية: _____________________ الرطوبة النسبية:

الارتفاع: _______________________ الهطول السنوي:

لتحديد نباتات منطقة الغابات ، يجب أخذ العينات بشكل منفصل باستخدام مربعات ذات أحجام مختلفة للأشجار والشجيرات والنباتات العشبية. الحجم القياسي للمربعات لأخذ عينات من الأشجار والشجيرات والأعشاب هو 20 × 20 م (400 م 2) ، 5 × 5 م (25 م 2) ، و 1 × 1 م (1 م 2) ، على التوالي.

ضع مربعًا مساحته 400 مترًا مربعًا في كل قطعة من عينات المؤامرات 3-5 التي تم اختيارها عشوائيًا. داخل كل رباعي من هذا القبيل ، حدد اثنين من 25 مترًا مربعًا وأربعة مربعات بمساحة 1 متر مربع. ضع علامة على كل مجموعة من المربعات كما في الشكل 1.13. سجل نباتات تشكيل المظلة من 400 متر مربع من المربعات والشجيرات ومتسلقي الشجيرات وشتلات الأشجار من 25 مترًا مربعًا كوادرات ونباتات عشبية من 1 متر مربع مربع.

سجل أنواعًا مختلفة من النباتات التي تنمو في مربعات مختلفة بشكل منفصل في الجدول 8:

يمكن تحديد كثافة وتواتر الأنواع المسجلة من النباتات بسهولة عن طريق إدخال عمودين آخرين في الجدول 1 لعدد الأفراد ونقاط التكرار.

الآن ، يتم تمثيل النباتات المحددة لمجتمع النبات قيد الدراسة في الجدول 2 (كما في الجدول 9 من التمرين 4).

علق على ثراء الأنواع النباتية وتوزيعها الطبقي. ناقش وفرة العناصر المختلفة للنباتات وترابطها وما إلى ذلك. أيضًا ، قم بالتعليق على البيئة التي تم فيها تطوير الغطاء النباتي ، كما تعكسه النباتات.

تحديد التغطية والسيطرة من خلال النباتات المختلفة التي تغطي الأرض في منطقة العينة:

اسم المكان: المنطقة المناخية:

درجة حرارة اليوم: هطول الأمطار السنوي:

يغطي الجزء الجوي من كل نبات على حدة بعض المساحة في الغطاء النباتي. تشير المساحة الإجمالية التي يغطيها أحد الأنواع داخل منطقة العينة إلى هيمنتها أو أهميتها بالنسبة للمجتمع. في مجتمع نباتي متعدد الطوابق ، يتم إجراء مثل هذه الدراسة لكل طبقة نباتية على حدة. يتم تحديد الغطاء بشكل عام بطريقة الرسم البياني الرباعي.

1. ضع مربعًا واحدًا بمساحة 1 مترًا × 1 مترًا (أي 1 مترًا مربعًا). ضع المسامير كل 10 سم على كل ذراع. قم بتوصيل المسامير ذات الأذرع المتقابلة بالخيوط لتقسيم المربع الذي تبلغ مساحته 1 متر مربع إلى مربعات صغيرة مساحتها 100 سم مربع. ارسم نسخة طبق الأصل من التخطيط بمقياس 1 سم = 10 سم على ورقة الرسم البياني.

ارسم بعناية المنطقة التي تشغلها الأنواع الفردية على ورقة الرسم البياني وقم بتمييزها باستخدام رموز منفصلة لكل نوع. اكتشف المنطقة التي يغطيها كل نوع على ورقة الرسم البياني واضرب الأرقام في 10.

للحصول على نتائج أفضل يجب دراسة عدد من المجالات. يمكن ضرب المساحة التي تغطيها مساحة عينة الوحدة في مساحة الغطاء النباتي لتحديد المساحة الإجمالية التي تغطيها الأنواع أو الأنواع المختلفة (الشكل 1.14).

II. ضع كواد 1 متر × 1 متر. ثبت ورقة الرسم البياني على لوحة الرسم ، واضبط المنساخ عليها وسجل المنطقة التي يغطيها كل نوع.

احسب الهيمنة النسبية للأنواع المختلفة باستخدام الصيغة:

السيطرة النسبية (R.Dm.) = التغطية الكاملة للأنواع / التغطية الإجمالية لجميع الأنواع × 100

يتم تسجيل المساحة التي يشغلها كل نوع في منطقة العينة والنسبة المئوية للغطاء الكلي في الجدول 10:

بالنظر إلى القدرة الطبيعية على التكيف وهيمنة كل نوع ، يعلق على بيئة المنطقة وهيكل الغطاء النباتي.

حدد المنطقة القاعدية للأشجار في الغابة:

درجة حرارة اليوم: هطول الأمطار السنوي:

تشير المنطقة القاعدية إلى الأرض التي اخترقتها السيقان بالفعل ، ويمكن رؤيتها بسهولة عندما يتم قص الأوراق والسيقان على سطح الأرض. إنها إحدى الخصائص الرئيسية لتحديد الهيمنة النسبية للأنواع وطبيعة المجتمع. كما أنه يساعد على تحديد العائد.

ارسم مربعًا بحجم 20 م × 20 م أو أكبر ، إذا لزم الأمر ، بمساعدة أوتاد وحبال خشبية. قم بقياس محيط كل حامل (شجرة) على ارتفاع الصدر بمساعدة شريط قياس.

يتم حساب نصف قطر كل نبات بالصيغة التالية:

r = محيط الشجرة / 2π

وبعد ذلك ، يتم الحصول على المساحة القاعدية لكل نبات بواسطة الصيغة

المنطقة القاعدية = πr 2 أو 4πc 2 (c = محيط الشجرة).

يتم الحصول على المساحة القاعدية الإجمالية عن طريق تلخيص المناطق القاعدية لجميع الأنواع.

يمكن حساب متوسط ​​المساحة القاعدية لكل شجرة على النحو التالي:

متوسط ​​المساحة القاعدية / الشجرة = إجمالي المساحة القاعدية / عدد الأشجار

متوسط ​​المساحة لحامل واحد مضروبًا في الكثافة (أي عدد الأفراد / وحدة المساحة) ينتج الغطاء الأساسي / مساحة الوحدة.

يتم استخدام تغطية المنطقة للتعبير عن الهيمنة. وكلما زادت منطقة التغطية زادت الهيمنة. الهيمنة النسبية (R.Dm.) للأنواع هي نسبة المساحة القاعدية التي تغطيها الأنواع إلى التغطية القاعدية الإجمالية لجميع الأنواع في المنطقة:

السيطرة النسبية (R.Dm.) = المساحة القاعدية الإجمالية للأنواع / المساحة القاعدية الإجمالية لجميع الأنواع × 100

البيانات المسجلة للحساب والنتائج معروضة في الجدول التالي 11:

علق على هيمنة الأشجار السائدة المحددة (أي ذات قيمة R.Dm عالية) والارتباط الرئيسي الذي تمثله داخل المجتمع. حاول أيضًا أن تغرس أسباب مثل هذا الدوم واللمعان ، خاصةً إذا كان السبب يبدو حيويًا.

تحديد الكثافة النسبية للنباتات العشبية المختلفة التي تنمو في المجتمع:

اسم المكان: المنطقة المناخية:

درجة حرارة اليوم: هطول الأمطار السنوي:

تعبر كثافة الأنواع عن قوتها العددية داخل المجتمع فيما يتعلق بمنطقة محددة. الأنواع العشبية حساسة للغاية لمختلف الظروف المناخية الدقيقة وهذا هو السبب في أن كثافتها تختلف اختلافًا كبيرًا حتى في الأجزاء المختلفة من نوع معين من النباتات.

من أجل تحديد الكثافة النسبية لأعضاء النباتات المزهرة ، يجب أخذ عينات من المنطقة بطريقة List-cunt Quadrat.

حدد عشوائيا خمس عينات مؤامرات. ضع مربعًا واحدًا بحجم 1 م × 1 م (1 م 2) في مخطط عينة. ابحث عن جميع الأنواع التي تنمو داخل التربيع وسجل عدد سكانها (الأفراد). كرر العملية لأربع قطع عينات أخرى.

يمكن تحديد كثافة الأنواع وفقًا للصيغة:

الكثافة (د) = عدد أفراد النوع في جميع قطع العينة / إجمالي عدد قطع العينة المدروسة

الكثافة النسبية (R.D.) = عدد أفراد النوع / لا. من الأفراد من جميع الأنواع × 100

تشير كثافة نوع ما إلى وفرته - لذا حدد فئة الوفرة باستخدام هذه البيانات. نتيجة

يتم تسجيل أنواع نباتية مختلفة تنمو في المربعات الخمسة وعدد سكانها والكثافة النسبية المحددة في الجدول 12 التالي:

بالنظر إلى القدرة الطبيعية على التكيف لكل نوع و RD المحدد في المجتمع ، قم بالتعليق على بيئة المنطقة والغطاء النباتي. أيضًا ، علق على وفرة الأنواع المختلفة. قم بإعداد قائمة بالأنواع المسجلة ذات RD المرتفع.

تحديد التكرار النسبي للأنواع العشبية المختلفة التي تنمو في منطقة ما:

اسم المكان: المنطقة المناخية:

درجة حرارة اليوم: هطول الأمطار السنوي:

لا يتم توزيع الأفراد من جميع الأنواع التي تنمو في منطقة ما بالتساوي. تشير أنماط توزيع الأفراد من الأنواع المختلفة إلى قدرتهم الإنجابية وكذلك التكيف والتكيف مع البيئة. التردد يشير إلى درجة التشتت من حيث نسبة الحدوث.

حدد عشوائيا خمس عينات مؤامرات. ضع مربعًا مساحته 1 مترًا مربعًا في مخطط عينة. ابحث عن جميع الأنواع التي تنمو داخل التربيع كما في طريقة القائمة الرباعية. كرر العملية لأربع قطع عينات أخرى.

يمكن حساب التردد (F) والتردد النسبي (RF) بمساعدة الصيغ التالية:

التردد (F) = عدد نقاط تواجد الأنواع / العدد الإجمالي للمربعات المدروسة

التردد النسبي = عدد نقاط تواجد الأنواع / إجمالي عدد التربيعات التي تمت دراستها × 100

[نقاط الحدوث تعني عدد العينات أو التربيعات التي ينمو فيها النوع.]

الآن ، يمكن تحديد فئة الثبات (أو التواجد) لكل نوع باستخدام التصنيف:

سجل أنواعًا مختلفة من النباتات تنمو في خمسة كوادرات في الجدول 13:

علق على العدد الإجمالي للأنواع وتوزيعها داخل الغطاء النباتي.

حدد مؤشر قيمة الأهمية للأنواع المختلفة التي تنمو في مجتمع نباتي عشبي:

الارتفاع: المنطقة المناخية: المساحة الإجمالية:

الرطوبة: الهطول السنوي: درجة حرارة اليوم:

لا تعطي القيم الفردية للكثافة والغطاء و / أو التردد صورة كاملة لأي نوع ينمو في مجتمع نباتي. لكن مجموع هذه القيم الثلاث يمكن أن يعطي صورة أفضل عن أهميتها البيئية.

اختر عشوائيًا خمس عينات من المخططات وادرسها لتحديد الغطاء ، والكثافة النسبية ، والتردد النسبي (كما في التدريبات 2 و 3 و 4 أمبير). ابحث عن مؤشر قيمة الأهمية (IVI) الخاص بنا لجميع الأنواع المسجلة بالصيغة IVI = R. Dm. + R.D. + R.F.

يمكن أيضًا تقديم IVI لأحد الأنواع في رسم بياني نباتي. ارسم دائرة وقسمها إلى أربعة أرباع متساوية على خطين نصف قطريين بزوايا قائمة مع بعضها البعض. قسّم نصف القطر الثلاثة من المركز إلى المحيط إلى 100 جزء متساوٍ ونصف القطر الرابع إلى 300 جزء.


أهم 7 سمات للسكان

تسلط النقاط التالية الضوء على أهم سبع سمات للسكان. السمات هي: 1. الكثافة السكانية 2. الولادة 3. معدل الوفيات 4. النمو السكاني 5. الهيكل العمري 6. أنماط التوزيع 7. الوراثة السكانية.

السمة رقم 1. الكثافة السكانية:

يتم تعريف الكثافة السكانية على أنها حجم السكان فيما يتعلق بوحدة محددة من الفضاء.يتم التعبير عنها بإجمالي عدد الأفراد أو الكتلة الحيوية السكانية لكل وحدة مساحة أو حجم. على سبيل المثال ، يمكننا التعبير عن حجم السكان كـ 500 أرنب لكل ميل مربع أو 500 أرنب في كتلة مربعة أو 500 أرنب لكل هكتار.

السكان دائمًا في حالة ديناميكية. نظرًا لأنها تتغير بمرور الوقت والمكان ، فلا يوجد أي مجتمع له بنية واحدة. من الأهمية بمكان فهم العوامل التي تنظم حجم السكان. يتكون حجم السكان من مكونين - الكثافة المحلية للأفراد ، والمدى الإجمالي للسكان.

في موطن معين ، تعتمد كثافة الأفراد من نوع معين على الجودة الجوهرية لموائلهم ، وعلى صافي حركة الأفراد إلى هذا الموطن من الموائل الأخرى. من الواضح أن الأفراد كثيرون حيث تكون الموارد أكثر وفرة.

وهكذا يوفر لنا العكر والخجل المحلي:

(1) معلومات عن تفاعل السكان مع حسدهم وخدمتهم ، و

(2) التغييرات في الكثافة تعكس الظروف المحلية المتغيرة.

يمكن تصنيف العوامل التي تنظم حجم السكان على أنها خارجية وجوهرية. يقال إن استجابة السكان للكثافة هي أمر جوهري ، بينما يقال إن التفاعل مع بقية المجتمع هو العامل الخارجي. تشمل العوامل الداخلية المنافسة غير المحددة ، والهجرة ، و emi & shygration والتغيرات الفسيولوجية والسلوكية التي تؤثر على التكاثر والبقاء على قيد الحياة. العوامل الخارجية هي التنافس بين الأنواع والافتراس والتطفل والمرض.

الفهارس الهامة المستخدمة:

إنه الرقم (أو الكتلة الحيوية) لكل وحدة من المساحة الإجمالية.

الكثافة البيئية هي العدد (أو الكتلة الحيوية) لكل وحدة من مساحة الموطن (المنطقة أو الحجم المتاح الذي يمكن أن يستعمره السكان)

يتم استخدامه للإشارة إلى تغيير (زيادة أو نقصان) السكان وهو نسبي للوقت. على سبيل المثال ، عدد الطيور التي تُرى على شجرة في الساعة.

4. تواتر الحدوث:

تواتر الحدوث هو النسبة المئوية لمؤامرات العينة التي يشغلها النوع.

تتشكل قيمة أهمية كل نوع من خلال الكثافة المختلطة والسيادة والتكرار أثناء الدراسات الوصفية للغطاء النباتي.

طرق تقدير الكثافة السكانية:

تقدير الكثافة السكانية مهم لدراسة ديناميات السكان. السكان ، كما نعلم ، يحتويون على عدد كبير جدًا من الأفراد الموزعين على مساحة كبيرة جدًا. هذا يطرح مشاكل لإجراء إحصاء كامل للسكان ، خاصة وخجولة في حالة الأفراد المتنقلين.

من الطرق الشائعة جدًا لتقدير الكثافة السكانية من خلال طريقة تسمى طريقة وضع العلامات وإعادة الأسر. تتضمن هذه الطريقة التقاط جزء صغير من popu & shylation ووضع علامات عليها بالعلامات والطلاء وأطواق الراديو وما إلى ذلك ، وإعادتها مرة أخرى إلى السكان ، حيث يُسمح بوقت كافٍ للأفراد المميزين للتعافي والاختلاط ببقية السكان. يتم أخذ عينة ثانية ، بعد فترة زمنية معينة ، من المجتمع المختلط.

يتم تسجيل نسبة العلامة إلى غير المميزة ويمكن حساب تقدير حجم السكان من خلال المعادلة التالية:

حيث x هو عدد الأفراد الذين تم وضع علامة عليهم والأفراد الخجولين الذين تم الاستيلاء عليهم ،

n هو العدد الإجمالي أو حجم العينة الثانية ،

M هو عدد الأفراد المميزين في البداية (العينة الأولى) ، و N هو الحجم الإجمالي للسكان.

إذا تم إعادة ترتيب المعادلة أعلاه ، فإننا نحصل عليها

وبالتالي ، فإن تقدير الكثافة السكانية الإجمالية يسمى مؤشر لنكولن. تعتمد صحة المعادلة أعلاه على العوامل المذكورة:

1. تقنية الوسم ليس لها أي تأثير سلبي على معدل النفوق من indi & shyviduals ملحوظ.

2. تم إطلاق سراح الأفراد المصنفين في نفس موقع الأسر وسمح لهم بالاختلاط مع السكان ، بناءً على سلوكهم الطبيعي.

3. لا يؤثر أسلوب الوسم على احتمالية إعادة الأسر.

4. يجب أن تكون العلامات واضحة ومثبتة بإحكام حتى لا تضيع أو تفرط في الانحناء.

5. يجب ألا يكون هناك أي ولادة أو وفيات ذات دلالة إحصائية خلال الفترة الزمنية قيد الدراسة.

6. يجب ألا يكون هناك أي هجرة أو هجرة كبيرة للأفراد المميزين أو غير المميزين خلال الفترة الزمنية قيد الدراسة.

لنفترض أن 10 نمور (M) كانت محاطة بالراديو وسُمح لها بالاختلاط مع السكان. بعد فترة زمنية معينة ، جاء 23 نمراً (ن) إلى موقع معين من أجل لعق الأملاح. من بين هذه النمور الـ 23 ، كان عدد الحيوانات ذات الأطواق اللاسلكية 4 (x). وبالتالي ، فإن كثافة سكان النمور هي تلك المنطقة المقدرة

ومع ذلك ، فإن تقدير أعداد النمور والكتل يتم إجراؤه بشكل عام بطريقة علامة الصلصال.

تم تجربة العديد من التقنيات والمنهجيات لأخذ عينات السكان. منهجية أخذ العينات هذه هي نفسها مجال مهم للبحث. الطرق الأخرى المستخدمة في الجينات والشيرالي هي الحد الأدنى من التعدادات الإجمالية الحية المعروفة (MKA) ، وأخذ العينات المربعة أو المقطعية ، وأخذ العينات من الإزالة ، والطرق غير المؤامرة وما إلى ذلك.

المصادر والمصارف والتجمعات الفوقية:

نظرًا لاختلاف نجاح التكاثر بين الموائل ، غالبًا ما تتأثر الكثافة السكانية المحلية بالتفاعل مع السكان والمجموعات السكانية الأخرى. عندما تكون هناك موارد وفيرة في الموائل ، ينتج الأفراد المزيد من النسل أكثر مما هو مطلوب لاستبدالها. في مثل هذه الحالات ، قد يتشتت النسل الفائض إلى مناطق أخرى.

ويقال أن هذه التجمعات السكانية مصدر (الشكل 4.35). يحدث العكس في حالة habi & shytats الفقراء. هنا ، يتم إنتاج عدد قليل من النسل محليًا ، لتعويض الخسارة الناتجة عن الوفيات. وبالتالي ، للحفاظ على السكان ، فإن الأفراد يخجلون من الموائل الأخرى. ويقال أن هذه التجمعات هي مجموعات بالوعة (الشكل 4.35).

هناك مجموعات سكانية موجودة كمجموعة من المجموعات السكانية الفرعية يشار إليها باسم المجموعات الفرعية بواسطة Richard Levins (1970). هذه المجموعات الفوقية معزولة إلى حد ما ولكن هناك بعض التبادل للأفراد (والجينات) عن طريق التشتت. تعتبر مفاهيم المصادر والمصارف والتجمعات الفوقية هذه مهمة لأنها تعمل كإطار لدراسة العديد من الأنواع المهددة والمهددة بالانقراض.

السمة # 2. الولادة:

يزداد السكان بإضافة الأفراد بطريقتين ، بالولادة والتأخر والخلل. من ناحية أخرى ، يترك الأفراد السكان بطريقتين - الموت و emi & shygration. يشار إلى ولادة أفراد جدد بالولادة.

المولد مصطلح واسع ويغطي إنتاج أفراد جدد من أي كائن حي ، سواء ولدوا أو فقسوا أو نبتوا أو نشأوا عن طريق الانقسام. يقال إن الحد الأقصى من الإنتاج النظري للأفراد الجدد في ظل ظروف مثالية (بدون إجهاد) هو الحد الأقصى من الولادة.

إنه ثابت لسكان معين. المواليد البيئية أو الحقيقية والمبطنة هي زيادة عدد السكان في ظل ظروف مجال بيئية فعلية أو محددة وليست ثابتة. وهي متغيرة حسب الحجم والعمر والظروف البيئية للسكان والظروف البيئية المادية. يتم التعبير عن الموطن كمعدل ، أي كأرقام في وقت معين. على سبيل المثال ، إذا كان هناك 320 ولادة في عدد السكان خلال عام ، فإن معدل المواليد هو 320 في السنة.

معدل المواليد من نوعين:

1. يتم الحصول على معدل المواليد الخام أو المطلق بقسمة عدد الأفراد الجدد الذين يتم إنتاجهم على وحدة زمنية محددة.

2. يتم الحصول على معدل المواليد المحدد بقسمة عدد الأفراد الجدد لكل وحدة زمنية على وحدة من السكان. يشار إليه أيضًا باسم متوسط ​​معدل التغيير لكل وحدة سكانية.

لتوضيح الفرق بين المواليد الخام والولادة النوعية ، دعونا نأخذ في الاعتبار عددًا من الأسماك يبلغ 1000 سمكة في البركة التي زادت عن طريق التكاثر إلى 3500 في السنة. المواليد الخام 2500 في السنة والولادة المحددة 3.5 في السنة للفرد.

نسب الجنس والتشتت:

غالبًا ما تؤدي المسابقات إلى نسب جنسية متحيزة. تتشكل النسب الجنسية المتحيزة للإناث بسبب التنافس بين الذكور للتزاوج. من ناحية أخرى ، تحدث النسب الجنسية تجاه المزيد من الذكور (المتحيزين للذكور) عندما يكون هناك تنافس على الموارد ، سواء بين الأشقاء وبين الأبناء والأبوين.

غالبًا ما تؤدي الولادات إلى تشتت النسل لتجنب الازدحام. يتفرق صغار الثدييات وعدد قليل من الطيور بعيدًا عن أماكن ولادتهم مقارنة بالإناث. هذه الظاهرة تسمى تشتت الولادة. تميل البنات إلى البقاء بالقرب من أمهن ، وبالتالي يتنافسن معها وبين أنفسهن على الموارد اللازمة للتكاثر. هذا الميل للبقاء بالقرب من مسقط رأسهم يسمى Philopatry (محبة المنزل).

السمة # 3. معدل الوفيات:

معدل الوفيات أو قيمة الموت للأفراد هو إلى حد ما عكس المواليد. معدل الوفيات هو عدد الأفراد الذين يموتون خلال فترة زمنية معينة (الوفيات لكل وحدة زمنية) ، أو يمكن التعبير عنه كمعدل محدد من حيث وحدات إجمالي السكان أو أي جزء منه.

يشار إلى فقدان الأفراد في ظل ظروف بيئية معينة على أنها "eco & shylogical" أو معدل الوفيات المحقق. وهي ، مثلها مثل الولادة البيئية والولادة ، ليست ثابتة أيضًا ، ولكنها قد تختلف باختلاف الحجم والتكوين العمري للسكان والظروف البيئية. ومع ذلك ، فإن الحد الأدنى من الخسارة في ظل الظروف المثالية أو غير المحدودة هو ثابت للسكان ويشار إليه على أنه الحد الأدنى من الوفيات.

يهتم علماء الأحياء ليس فقط بموت الكائنات ، ولكن أيضًا بأسباب وفاتها في عمر معين. عكس Morta & shylity هو البقاء على قيد الحياة أو طول العمر ، والذي يركز على عمر وفاة الأفراد في popu & shylation. غالبًا ما يكون معدل البقاء على قيد الحياة ذا أهمية كبيرة من معدل الوفيات.

يمكن القول أن طول العمر من نوعين:

(1) طول العمر المحتمل ، و

1. طول العمر المحتمل:

يقال إن أقصى عمر حققه فرد من نوع معين هو طول العمر المحتمل. يعتمد ذلك على الحالة الفسيولوجية للنباتات والحيوانات (يُشار إليها أيضًا باسم طول العمر الفسيولوجي) وتموت الأورغا واللمعان ببساطة بسبب الشيخوخة. يمكن أيضًا وصف طول العمر المحتمل بأنه متوسط ​​طول العمر للأفراد الذين يعيشون في ظروف مثالية. في الطبيعة ، يعيش عدد قليل من الكائنات الحية في الظروف المثلى.

إنه العمر الفعلي للكائن الحي. إنه متوسط ​​طول عمر الأفراد من أي شعب وكلية تعيش في ظروف بيئية حقيقية. في الطبيعة ، تموت معظم الحيوانات والنباتات من الأمراض أو تأكلها الحيوانات المفترسة ، أو تستسلم للمخاطر الطبيعية. وبالتالي ، يتم قياس طول العمر هذا في الحقل ويشار إليه أيضًا باسم طول العمر البيئي.

يمكن توضيح النوعين المذكورين أعلاه من طول العمر بشكل أفضل من خلال عمل Lack (1954). ولاحظ أن متوسط ​​العمر المتوقع للروبن الأوروبي يبلغ عام واحد في البرية ، بينما يمكن أن يعيش في الأسر 11 عامًا على الأقل.

يمكن إجراء قياسات الوفيات بشكل مباشر أو غير مباشر. يمكن تحقيق القياسات المباشرة عن طريق وضع علامة على سلسلة من الأورجا واللمعان ومراقبة عدد هذه الكائنات المميزة التي بقيت على قيد الحياة من الوقت & # 8216t & # 8217 إلى وقت & # 8216t + 1 & # 8217.

نظرًا لاختلاف الحالة الطبيعية مع العمر ، فإن دراسات الوفيات المحددة تحظى باهتمام كبير ، لأنها تمكن علماء البيئة من تحديد القوى الكامنة وراء الوفيات الإجمالية للسكان. في مثل هذه الحالات ، يكون القياس غير المباشر والخلل في البقاء على قيد الحياة أمرًا مهمًا ، حيث يمكن للمرء تقدير معدل الوفيات بين الفئات العمرية المتتالية في مجموعة سكانية معينة. تستخدم هذه القياسات على نطاق واسع في أعمال المصايد في تحليل منحنيات الصيد.

يمكن تقدير معدل البقاء على قيد الحياة بشكل غير مباشر من خلال الانخفاض في الوفرة النسبية من فئة عمرية إلى فئة عمرية بالطريقة التالية:

معدل البقاء بين أسماك السنة الثانية والثالثة (أي نوع معين) =

الوفرة النسبية لأسماك السنة الثالثة / الوفرة النسبية لأسماك السنة الثانية

جداول الحياة ومنحنيات البقاء على قيد الحياة:

السكان لديهم هيكل مكاني. كما أن لها بنية جينية. الجانب الثالث يتعلق بمعدلات المواليد والوفيات ونمط توزيع الأفراد بين مختلف الفئات العمرية. علماء البيئة ليسوا الوحيدين المهتمين بالجانب الثالث.

يهتم أخصائيو التأمين والرعاية الصحية بشدة بمثل هذه الديناميكيات البشرية. وهكذا قام علماء البيئة والمتخصصون في مجال الأعمال ببناء جدول حياة يمكن استخدامه لوصف الخصائص التجريبية والشيغرافية للسكان الذين يدرسون.

جدول الحياة هو حساب جدولي لمعدلات المواليد واحتمالات الوفاة لكل فئة عمرية في السكان. وبالتالي ، فإنه يعطي حسابًا إحصائيًا لموت وبقاء السكان حسب العمر. كان ريموند بيرل وباركر (1921) أول من أدخل جدول الحياة في علم الأحياء العام ، لسكان مختبرات وأكواخ من ذبابة الفاكهة ، ذبابة الفاكهة السوداء.

يشكل الأفراد منذ الولادة (الذين ولدوا في نفس الوقت تقريبًا) حتى نهاية دورة الحياة مجموعة تُعرف باسم الفوج ويتحول تحقيقهم إلى تحليل الأتراب.

لفهم بناء جدول الحياة ، يجب أن يكون لدى المرء معرفة بالهيكل العمري للسكان. وهي تتألف من فئات عمرية مختلفة وعدد الأفراد في كل فئة عمرية يقيمون في نفس الوقت.

في جدول الحياة ، يتم تحديد العمر بالرمز × (الجدول 4.10). الفئة العمرية الأولى أو الأصغر هي x = 0. الأعمار مغمورة بالسنوات (بالنسبة لبعض الكائنات الحية قد تكون شهورًا أو أيامًا أو ساعات). يشار إلى المتغيرات العمرية المحددة بواسطة sub & shyscript x.

إلx هو البقاء على قيد الحياة (عدد الإنديين و shyviduals على قيد الحياة في البداية) دx هو معدل الوفيات ، فx هو معدل الوفيات (عدد المتوفين مقسومًا على عدد الأحياء في بداية الفترة الزمنية) و ex هو توقع الحياة (متوسط ​​الوقت المتبقي للفرد في بداية الفترة).

يوضح الجدول 4.10 جدول حياة سكان ماكينلي موري. في البداية (عمر 0) تم أخذ 100 فرد للولادة في بداية الفترة. مات أكثر من نصفهم (55) خلال الفترة الأولى. الكذب و الخداع كان 55 /100 × 100 = 55٪. كما في السنة الأولى ، مات 55 حيوانًا ، لذا 100 & # 8211 55 = 45 سور & shyvived لبدء السنة الثانية.

خلال الفترة الثانية (من سن عام إلى عامين) ، توفي 30. وجد أن معدل الوفيات في السنة الثانية أعلى قليلاً أي 30 /45 × 100 = 67٪. كان العمر المتوقع عند الولادة ، في المتوسط ​​، يزيد قليلاً عن عام واحد (1.15). العدد الذي يبلغ من العمر سنة واحدة له عمر متوقع أقل بقليل من سنة واحدة (0.94).

في عمر 0 ​​، يكون العمر المتوقع هو نفسه متوسط ​​طول العمر الطبيعي. طول العمر الفسيولوجي هو جانب آخر من جوانب طول العمر وهو العمر الذي يبلغه الأفراد الذين يموتون في سن الشيخوخة. الأفراد الذين يعيشون في ظروف حيث تنتج الوفاة بسبب الافتراس والحوادث وسوء التغذية والعدوى ليست عوامل.

باستخدام أنواع مختلفة من المعلومات ، يمكن تكوين جداول الحياة وإلغائها بعدة طرق. بشكل عام ، هناك نوعان أساسيان من جداول الحياة: خاصة بالعمر وجداول زمنية. جداول الحياة الخاصة بالعمر أو جداول الحياة الديناميكية بسيطة ويمكن الحصول على بيانات مجموعة من خلال تتبع أعمارهم عند الوفاة. مرة واحدة أعمدة العمر (x) والوفيات (دx) من المعروف أن الباقي يمكن حسابه و shylated.

يمكن تطبيق هذه الطريقة بسهولة على مجموعات من النباتات والحيوانات اللاطئة أو البوب ​​والخجل من الحيوانات المتنقلة الموجودة في منطقة صغيرة ، حيث يمكن إعادة أخذ عينات من الأفراد المحددين باستمرار طوال فترة حياتهم.

حدود هذه الطريقة هي:

(1) قد يستغرق جمع البيانات وقتًا طويلاً ، و

(2) من الصعب تطبيقه على الحيوانات عالية الحركة.

جداول الحياة الخاصة بالوقت أو الثابتة معقدة بعض الشيء. في هذه الحالة ، يتم استخدام المعلومات من فترة زمنية واحدة لتقدير أحد أعمدة الجدول. على سبيل المثال ، من التعداد السكاني تقدير للبقاء على قيد الحياة (لx) يمكن الحصول على العمود. من هذا ، يمكن للمرء حساب الأعمدة الأخرى. في حالة أخرى ، إذا كانت معدلات الوفيات (qx) من العام يمكن تقديره من تقرير التعداد ، ثم يمكن استخدام هذه المعلومات لحساب الأعمدة الأخرى.

يعتبر نهج sec & shyond أكثر فائدة وسهولة بالنسبة إلى البشر كما هو الحال بالنسبة للحيوانات الأخرى ، فمن الصعب الحصول على البيانات ذات الصلة. حدود هذه الطريقة هي أنه (1) يجب على المرء أن يعرف أعمار الأفراد ، من خلال حلقات النمو ، أو تآكل الأسنان أو بعض المؤشرات الأخرى الموثوقة ، و (2) يجب أن تظل أحجام الأفواج والناجين والشيشة كما هي من سنة إلى أخرى.

قد تكون بيانات جدول الحياة الجماعية مفيدة للغاية عند رسمها لتشكيل منحنى البقاء على قيد الحياة لسكان معينين. عندما تكون البيانات من العمود lx يتم رسم (البقاء على قيد الحياة) مقابل العمود x (العمر) ، ويسمى المنحنى الناتج على هذا النحو بمنحنى البقاء على قيد الحياة.

هذا المنحنى مناسب للاستخدام كأداة مساعدة للرؤية والشيال لاكتشاف التغيرات في البقاء على قيد الحياة (والوفيات) حسب فترة الحياة. قد يجعل استخدام الأرقام الفعلية مقارنة جداول الحياة أمرًا صعبًا. لذا ، فإن الطريقة الثانية لتقديم منحنيات البقاء على قيد الحياة وإخفائها هي استخدام مقياس لوغاريتمي لعدد الأفراد (الشكل 4.36).

الميزة الرئيسية لاستخدام مخطط شبه لوغاريتمي هي أنه في حالة وجود أي مجموعة تكون فيها نسبة الأفراد الذين يموتون في كل وحدة زمنية (كل يوم أو أسبوع أو سنة) ثابتة ، فإن المؤامرة ستظهر دائمًا خطًا مستقيمًا.

منحنيات البقاء على قيد الحياة من الناحية الافتراضية من ثلاثة أنواع (الشكل 4.36). تم تقديمه لأول مرة بواسطة Pearl (1927). تسمى المنحنيات الثلاثة للناجين والشيشيب بالأنواع الأول والثاني والثالث ، أو المعروفة باسم المنحنيات المحدبة والقطرية والمخادعة. يشير المنحنى المحدب أو النوع الأول إلى معدل عالٍ للبقاء على قيد الحياة أو معدل وفيات منخفض جدًا بين الأفراد الأصغر سنًا حتى عمر معين ، وبعد ذلك يموت معظم السكان.

هذا الوضع هو سمة لبعض السكان ، العديد من أنواع الحيوانات الكبيرة وضأن جبل الضال. قد يحدث مثل هذا الموقف إذا كانت العوامل البيئية غير مهمة وعاشت معظم الكائنات الحية طول عمرها الفسيولوجي الكامل. سيعتمد الانخفاض المفاجئ في معدل البقاء على قيد الحياة على مدى تغير عدد السكان والحيوان في العوامل الوراثية التي تؤثر على طول العمر.

ينتج منحنى مقعر للغاية أو منحنى من النوع الثالث عندما يكون معدل الوفيات مرتفعًا خلال المراحل الصغيرة. هذا النمط نموذجي في حالة أشجار البلوط واللافقاريات البحرية (المحار) والعديد من الأسماك وبعض السكان. معدل الوفيات مرتفع للغاية خلال مرحلة اليرقات الحرة السباحه أو مرحلة شتلة البلوط.

ينتج هذا عن عوامل مثل قلة الخبرة في البحث عن الطعام وتجنب الحيوانات المفترسة ونقص المناعة ضد الأمراض. بمجرد أن يكون الفرد راسخًا على ركيزة مواتية ، يتحسن متوسط ​​العمر المتوقع بشكل كبير.

يشير المنحنى القطري أو منحنى النوع الثاني إلى احتمال ثابت للوفاة. يمكن القول بخلاف ذلك أن نسبة مئوية ثابتة من السكان تضيع في كل فترة زمنية. ربما لا يوجد سكان في العالم الطبيعي لديهم معدل بقاء ثابت خاص بالعمر طوال فترة حياتهم بأكملها.

ومع ذلك ، فإن منحنى مقعر قليلاً ، يقترب من خط مستقيم ديا وخجول على قطعة أرض شبه لوغية (النوع الثاني) ، هو سمة للعديد من الطيور والفئران والأرانب والغزلان (الشكل 4.37). في هذه الحالات ، يكون معدل الوفيات مرتفعًا عند الشباب ولكنه منخفض وثابت تقريبًا عند البالغين (عام واحد أو أكبر).

على الأرجح لا توجد مجموعة سكانية تتوفر لها معلومات مناسبة عن الولادة حتى الموت تعرض في الواقع أيًا من المنحنيات المثالية المذكورة أعلاه. يبدو أن النمط الحقيقي الذي يتم ملاحظته بشكل متكرر هو النمط الذي توجد فيه شريحة الأحداث من الوفيات المرتفعة ، تليها شريحة البالغين من الوفيات المنخفضة أو شبه الثابتة.

الجزء الأخير من الشيخوخة هو الجزء الذي يرتفع فيه معدل الوفيات مرة أخرى (الشكل 4.38).غالبًا ما يكون الانحراف عن هذا النمط نتيجة لإهمال جزء من الكائن الحي وعمره. على سبيل المثال ، نادرًا ما تُظهر منحنيات البقاء على قيد الحياة للطيور البرية الجزء الأخير من الشيخوخة. وبالتالي ، يحدث النقص في معظم الحيوانات بين منحنى البقاء على قيد الحياة الممكن والفعلي.

شكل منحنى البقاء على قيد الحياة:

يرتبط شكل منحنى البقاء على قيد الحياة بالعوامل التالية:

1. الشكل المتعلق بدرجة رعاية الوالدين أو الحماية الأخرى الممنوحة للشباب. على سبيل المثال ، منحنى البقاء على قيد الحياة لنحل العسل والروبينات وما إلى ذلك الذين يحمون صغارهم ، يكونون أقل تقعرًا من تلك التي تحدث للجندب والسردين وما إلى ذلك الذين لا يحمون صغارهم.

2. الشكل المرتبط بكثافة السكان. على سبيل المثال ، منحنيات البقاء على قيد الحياة لاثنين من الغزلان البغل (Odocoileus hemi-onus) popu & shylations الذين يعيشون في chaparral of California تُظهر (الشكل 4.39) منحنى مقعر إلى حد ما للسكان الأكثر كثافة. ويرجع ذلك إلى أن الغزلان تعيش في المنطقة المدارة حيث يكون الطعام والشيبلي مرتفعًا ، ولديها متوسط ​​عمر متوقع أقصر من الغزلان التي تعيش في منطقة غير مدارة. في الحالة الأخيرة ، هناك زيادة في عرض الصيد والخداع ، والمنافسة غير المحددة وما إلى ذلك.

لقد زاد البشر أيضًا بشكل كبير من طول العمر الإيكولوجي الخاص بهم بسبب زيادة المعرفة الطبية والمرافق ، وزيادة التغذية ، والصرف الصحي المناسب والملائم. وهكذا ، فإن المنحنى الذي يصور بقاء البشر يقترب من منحنى الحالة الطبيعية الزاوية الحادة من النوع الأول.

استراتيجيات r و K التي أظهرها Survivor & shyship Curves:

اقترح ماك آرثر وويلسون (1967) طريقة أخرى لتصنيف الاستراتيجيات التطورية ، عندما طبقوا المصطلحات r-selected و K-selected على السكان. يتم أخذ الحرفين الأوليين r و K من معادلة logis & shytic ، المستخدمة لوصف المعدل الفعلي لنمو السكان (R):

حيث: r هو الحد الأقصى لمعدل زيادة السكان.

K هو عدد الكائنات الحية القادرة على العيش في المجتمع ، عندما يكون في equi & shylibrium أو ، بعبارة أخرى ، هو قدرة تحمل السكان.

N هو عدد الكائنات الحية في السكان و shytion في الوقت t.

كما يتضح من المعادلة اللوجستية أعلاه ، فإن المجموعات المختارة من r هي تلك التي يكون فيها الحد الأقصى لمعدل الزيادة (r) مهمًا وغير مهم. في المناطق المعتدلة والقطبية الشمالية ، يخضع السكان والفقر لتخفيض دوري (بغض النظر عن الأنماط الجينية) بسبب الظروف الجوية الكارثية. وتعقب هذه الانهيارات في السكان والقرى فترة أطول من الزيادة السكانية السريعة.

السكان الذين تم اختيارهم من r لديهم القدرة على الاستفادة من هذه الحالة المواتية من خلال زيادة البراز والشيدة والنضج المبكر. لديهم العديد من النسل الذين يموتون في ظل الظروف العادية والمظلات قبل بلوغهم مرحلة النضج ، لكنهم يخجلون إذا تغيرت الظروف وتم انتقاؤهم وإهمالهم. وبالتالي ، ترتبط اختيارات r بالنوع الثالث من منحنى البقاء على قيد الحياة (الشكل 4.36).

يرتبط السكان المختارون بـ K بقدرة تحمل ثابتة. على سبيل المثال ، في & # 8216 بيئات استوائية ثابتة & # 8217 ، حيث يتقلب السكان قليلاً ، يظل السكان بالقرب من الحد الذي تفرضه الموارد (K). يتم اختيار عمليات التكيف التي تعمل على تحسين القدرة التنافسية وكفاءة استخدام الموارد.

وبالتالي ، فإن المجموعات السكانية المختارة من فئة K أقل قدرة على الاستفادة من فرص معينة للتوسع (من البوب ​​والخجل المختارين من فئة r). هم بشكل عام أكثر استقرارًا وأقل عرضة للمعاناة من ارتفاع معدل الوفيات. عادة ما يكون للكائنات المختارة بـ K عدد قليل من الشباب الذين يتم الاعتناء بهم جيدًا. وهكذا ، فهي مرتبطة مع النوع الأول والثاني من منحنيات البقاء على قيد الحياة (الشكل 4.36).

يشير r-selected إلى قدرة النمو (معدل النمو الأسي) بينما يشير K-selected إلى القدرة الاستيعابية للبيئة والخجول بالنسبة للسكان. الفئتان (اختيار r و K) هما النهايات القصوى لسلسلة متصلة. ترتبط كل نهاية بمجموعة كاملة من خصائص الحياة التي تتوافق معًا في استراتيجية تطورية معينة. أدرج إريك بيانكا (1970) مجموعة متنوعة من السمات الواردة في الجدول 4.11.

في أي نظام بيئي ، يخضع السكان باستمرار للاختيار r- أو K. يعتمد موقعهم في سلسلة r-K على قوة ضغط الاختيار وأين يتوازنون. مثل هذه الحالة تحدث في حالة طبيعية يصعب إظهارها.

وضع Pianka (1970) الحشرات في الطرف المختار من الطيف والثدييات في الطرف المختار K ، حيث تتقلب أعداد الحشرات أكثر من تعداد الثدييات. لقد استنتج أن الكائنات الحية الصغيرة تتحرك بسرعة أكبر بالنسبة لأطوال أجسامها وتستخدم المزيد من الطاقة بالنسبة إلى وزن الجسم. لديهم تطور أسرع وأجيال أقصر من الحيوانات الكبيرة.

لقد حاول العديد من علماء البيئة خداع الاستجابات الجينية وإبطال الاستجابات الجينية لأطياف تم اختيارها من قبل و K في مجموعات المختبر. أظهر فرانسيسكو أيالا (1965) أنه عندما تم الحفاظ على مجموعات ذبابة الفاكهة لفترات طويلة في ظل ظروف مزدحمة ، فإن عدد البالغين في القفص يزداد تدريجيًا.

كان هذا بسبب انتقائية الصفات التي حسنت الخصوبة والبقاء على قيد الحياة عند الكثافة العالية. في تجربة أخرى ، تم إبقاء مجموعات ذبابة الفاكهة أقل بكثير من قدرة الحمل والخجل عن طريق إزالة البالغين. نتج عن التأثيرات الانتقائية والخشبية للكثافة المنخفضة مع ارتفاع معدل الوفيات. كما أعطت تجارب مماثلة للبكتيريا والأوليات على مجموعات المختبر و shylations نتائج سلبية.

السمة # 4. النمو السكاني:

تخضع الكائنات الحية للنضج الجنسي ولديها القدرة على إنتاج صغار من نوعها. بعبارة أخرى ، تتمتع popu & shylations الطبيعية بالقدرة على النمو. إن قدرة السكان على النمو هائلة ، جزئية ومتقاربة عندما يتم تقديمها في مناطق جديدة ذات موائل مناسبة.

تؤدي هذه الزيادة السريعة في الأرقام إلى تطوير تقنيات رياضية للتنبؤ بنمو السكان وتنظيمه. دراسة السكان تسمى الديموغرافيا.

يوفر التكاثر زيادة في النمو السكاني. ولكن ، في الطبيعة ، لا ينفجر popu & shylations. يستمر التكاثر ويتأرجح ، لكن السكان لا ينموون دائمًا. أشار داروين بحق إلى أن أحجام السكان غالبًا ما تنظمها عوامل بيئية وخجولة.

وبالتالي ، فإن السكان هو كيان متغير. تُعزى هذه الخاصية المتغيرة للسكان إلى عوامل مثل الكثافة والولادة والوفيات والبقاء على قيد الحياة والتركيب العمري ومعدل النمو والهجرة والهجرة وغيرها من السمات. تكون هذه العوامل دائمًا في حالة تغير مستمر حيث تتكيف الأنواع باستمرار مع المواسم والقوى المادية ومع بعضها البعض ، حتى عندما يبدو المجتمع والنظام البيئي في حالة لا تتغير. تسمى دراسة التغيرات في عدد الكائن الحي في مجتمع ما والعوامل المتعلقة بهذه التغييرات ديناميكيات السكان.

النمو السكاني الأسي (نمو بدون تنظيم):

عدد السكان الصغير الذين يعيشون في موطن كبير جدًا ومناسب له معدل نمو يعتمد على عاملين & # 8211 حجم السكان وقدرة السكان & العشيرة على الزيادة (يشار إليها باسم القدرة الحيوية والحيوية أو المعدل الجوهري للزيادة الطبيعية). تحدث مثل هذه الحالة للكائنات المائية عندما تتشكل بحيرة جديدة أو عندما يتمكن بعض الغزلان من الوصول إلى جزيرة حيث لم يكن هناك غزال في وقت سابق.

ينتج عن الإنتاج الدوري المهم للذرية اختلافات مهمة في الطريقة التي ينمو بها السكان. يمكن إضافة الصغار إلى السكان فقط في أوقات محددة من السنة ، أي خلال فترات التكاثر المنفصلة والخلقية.

ويقال إن مثل هذه التجمعات لديها نمو هندسي - حيث تتناسب الزيادة في الزيادة مع عدد الأفراد في العشيرة في بداية موسم التكاثر. النمو الهندسي هو النمط النموذجي للنمو السكاني.

هناك بعض الكائنات الحية التي ليس لها مواسم تكاثر مميزة ، ولكنها تضيف بدلاً من ذلك صغارًا في أي وقت من السنة. هذه المجموعات السكانية تزيد بشكل أو بآخر بشكل خجول ويشار إليها بالنمو الأسي. معدل النمو الأسي هو المعدل الذي ينمو فيه السكان على فترات زمنية وجزئية ، معبراً عنه بزيادة نسبية لكل وحدة زمنية.

في النمو الأسي ، يصبح منحنى الأعداد والخجول مقابل الوقت أكثر حدة وانحدارًا وخفيفًا (الشكل 4.40). يعتمد النمو على الإمكانات الحيوية التي لا تتغير ، وعلى حجم السكان الذي يتغير باستمرار وبشكل خجول - ينمو بشكل أكبر وأكبر. نتيجة لذلك ، يزداد معدل نمو السكان بشكل مطرد من معدل بطيء (عندما يكون عدد السكان منخفضًا) إلى معدل أسرع (عندما يكون عدد السكان مرتفعًا).

توجد أمثلة كثيرة على معدل النمو الأسي في الدراسات المختبرية ، ولكنها نادرة في المواقف الميدانية والظواهر لأنها تتطلب عملاً شاقًا من أجل انتقاد دقيق. أحد هذه الاختبارات و shyple هو الدراج ذو العنق الدائري الذي تم إدخاله في جزيرة الحماية (قبالة سواحل واشنطن).

بلغ العدد الأولي من الطيور 8 طيور إلى 1898 في ستة مواسم تكاثر. مثال آخر هو قطيع من tule elk تم إدخاله إلى جزيرة Grizzly (شمال غرب سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا). تم إطلاق هذا الحيوان في منتصف عام 1977 ، وتم تطويره من 8 حيوانات أليفة وشيمال إلى 150 بحلول عام 1986.

إذا كان معدل المواليد يساوي معدل الوفيات ، يكون معدل النمو السكاني صفرًا ويكون السكان في حالة مستقرة. إذا نما عدد السكان بمعدل ثابت إلى حد ما (لنقل 1٪ ، 5٪ أو أقل من 1٪) ، سيزداد حجم السكان أضعافا مضاعفة.

ومع ذلك ، إذا لم يكن لدى popu & shylation توزيع عمري ثابت ، يكون معدل النمو أسرع من المتوقع من الإمكانات الحيوية. بعد ذلك ، إذا استمر النمو بمعدل ثابت ، يتم إنشاء توزيع ثابت للعمر بسرعة.

معادلة النمو الأسي:

الصيغة التي يحدث بها النمو الأسي هي

حيث dN / dt هو معدل النمو السكاني ويشير إلى التغيير في الأرقام (dN) لكل فترة زمنية (dt). الإمكانات الحيوية ، r ، هي الزيادة في عدد الأفراد لكل فترة زمنية لكل فرد (أو لكل فرد) ومعدل المواليد ومعدل الوفيات. N هو عدد وخجل الأفراد في السكان.

في الصيغة أعلاه ، يكون معدل النمو أعلى في مجموعة سكانية ذات مستوى عالٍ من r com & shypared مع مجموعة سكانية منخفضة r. على العكس من ذلك ، يعتمد معدل النمو أيضًا على N ، مع معدل نمو بطيء عندما يكون N صغيرًا ومعدل نمو سريع عندما يكون N كبيرًا.

تعطي الصيغة الواردة أعلاه معدل النمو في عدد السكان المتزايد أضعافا مضاعفة. إذا ، بدلاً من ذلك ، يجب ملاحظة حجم السكان (الشكل 4.41) في أوقات مختلفة أثناء النمو السكاني الأسي ، فإن التعبير المكافئ هو المعادلة المتكاملة

أين نر هو عدد الأفراد في المجتمع بعد t من الوحدات الزمنية N0 هو الرقم في الوقت 0 (أي في بداية الفترة قيد الدراسة) ، و r هو الإمكانات الحيوية و t هي الفترة الزمنية التي يتم تخزينها وتجنبها. الثابت e هو أساس اللوغاريتم الطبيعي الذي تبلغ قيمته حوالي 2.718. المصطلح e r هو العامل الذي من خلاله يزداد عدد السكان خلال كل وحدة زمنية ويتم كتابته بالحرف الصغير اليوناني lambda (λ) أي عندما يكون t = 1. ثم

لنفترض أن عددًا من الطحالب المكونة من 10 طحالب ينمو لمدة 4 أيام وأن r هو 0.20 يوميًا. ثم

ن4 = 10 × هـ (0.20 × 4) = 10 × 2.22 = 22.2

وبالتالي ، فإن حجم السكان في نهاية 4 أيام هو 22 أو 23 من الحشائش البط.

النمو السكاني اللوجستي (تنظيم بسيط للسكان والحيوان):

كما هو مكتوب في وقت سابق في النمو السكاني الأسّي والنمو السكاني - عندما يغزو السكان منطقة جديدة حيث يوجد الكثير من المساحة والطعام ، يخضع السكان لنمو متسارع. ومع ذلك ، فإن النمو المتسارع لعدد السكان والشيشلة يبدو دائمًا سخيفًا وسخيفًا لأن عدد الكائنات الحية يظل ثابتًا في العادة من سنة إلى أخرى.

وبالتالي ، يُظهر منحنى النمو السكاني أسيًا ، أو تقريبًا ، في البداية بمعدل نمو أبطأ في البداية والذي يصبح أسرع وأسرع لاحقًا. ثم يصبح السكان متوسطين الحجم ويبدأ معدل النمو في التباطؤ حتى يصل أخيرًا إلى الصفر ، عندما يوازن المواليد الموت. يشبه هذا النوع من منحنى النمو شكل S مسطح ويسمى منحنى النمو السيني (الشكل 4.42).

إن النموذج الذي يزيل ويخفف هذا النوع من النمو هو المعادلة واللوجيستيات اللوجيستية ، التي تم إدخالها في علم البيئة بواسطة Raymond Pearl و LJ Reed في عام 1920. يتم تعريف المعادلة اللوجستية على أنها التعبير الرياضي لمنحنى النمو السيني المعين الذي تنخفض فيه النسبة المئوية للزيادة بطريقة خطية مع زيادة حجم السكان والخجل.

يتم تحديد معدل نمو السكان من خلال الإمكانات الحيوية ويتم تعديل حجم السكان من خلال المقاومة البيئية والخجولة (من خلال جميع العوامل التي تتحكم في الازدحام). قد تشمل هذه العوامل انخفاض الإنتاج بسبب سوء تغذية الأمهات & # 8217 ، وارتفاع معدل الوفيات بسبب الحيوانات المفترسة أو الطفيليات ، وزيادة الهجرة ، وما إلى ذلك.

تزداد المقاومة البيئية تدريجياً مع اقتراب حجم السكان من القدرة الاستيعابية (عادةً ما يتم تمثيلها وتجاهلها بواسطة K) ، وهو عدد الأفراد المستقلين في مجموعة سكانية يمكن أن تدعمها موارد الموائل.

وبالتالي ، فإن منحنى النمو على شكل S أو السيني الذي تم تناوله أعلاه ، يتكون من عدد السكان الذي يزداد ببطء في البداية ، ثم بسرعة أكبر ، ولكنه يتباطأ لاحقًا مع زيادة المقاومة البيئية حتى يتم الوصول إلى التوازن والحفاظ عليه. يمكن تمثيل ذلك بمعادلة لوجستية بسيطة

K هي أقصى قدرة تحمل.

ومع ذلك ، يُظهر منحنى النمو اللوجستي نمطًا أساسيًا آخر للنمو ، يُطلق عليه منحنى النمو على شكل حرف J. في منحنى النمو على شكل J (الشكل 4.43) ، يزداد عقل السكان وخجلهم بسرعة بطريقة أسية.

غالبًا ما تميل إلى تجاوز القدرة الاستيعابية ثم تتراجع بشكل حاد إلى حد ما ، حيث تصبح المقاومة البيئية أو العوامل المقيدة الأخرى فعالة بشكل أو بآخر فجأة. يمكن تقديم هذا المنحنى بواسطة نموذج بسيط يعتمد على المعادلة التجريبية (تم النظر فيها سابقًا)

المعادلة الواردة أعلاه لصيغة النمو على شكل J هي نفس المعادلة الأسية فيما عدا أنه يتم فرض حد على N ، ويتوقف النمو غير المقيد فجأة عندما ينفد السكان من الموارد مثل الطعام أو الفضاء عند الصقيع أو موجة الحرارة أو أي عامل بيئي آخر يتدخل أو عندما ينتهي موسم التكاثر والتكاثر فجأة.

عندما يصل عدد السكان إلى الحد الأعلى لـ N ، يظل عند هذا المستوى لفترة ثم يحدث انخفاض مفاجئ. وبالتالي ينتج عنه تذبذب استرخاء (ازدهار وكساد) وثبات في الكثافة. مثل هذا النمط هو صفة مميزة للعديد من السكان في الطبيعة ، مثل تكاثر الطحالب ، والنباتات السنوية ، وتكاثر العوالق الحيوانية ، وبعض الحشرات ، وربما القوارض في التندرا.

يُظهر نمط النمو على شكل S أو السيني عملًا متزايدًا تدريجيًا للعوامل الضارة (المقاومة البيئية أو التغذية المرتدة السلبية) مع زيادة كثافة السكان. ومع ذلك ، في النمو السكاني على شكل حرف J ، يتم تأخير التغذية السلبية والارتباك حتى النهاية عندما تتجاوز القدرة الاستيعابية.

تختلف معادلة المنحنى على شكل S عن معادلة المنحنى على شكل J ، بالإضافة إلى تعبير واحد K & # 8211 N / K أو I & # 8211 N / K ، وهو مقياس لجزء من العوامل المحددة المتاحة لا يستخدمه السكان.

نمط النمو على شكل حرف S يتبعه مجموعة كبيرة ومتنوعة من السكان ممثلة بالكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات ، سواء في التجمعات الطبيعية أو المختبرية. يشتمل نموذج النمو على شكل حرف S على نوعين من التأخر الزمني: (1) الوقت اللازم لبدء الكائن الحي في الزيادة عندما تكون الظروف مواتية ، و (2) الوقت اللازم لاستجابة الكائنات الحية للظروف غير المواتية عن طريق تغيير معدلات الولادة والوفاة . المراحل المختلفة التي نراها في منحنى على شكل حرف S هي مراحل التأخر والنمو اللوجستي ونقطة الانعطاف والمقاومة البيئية والقدرة الاستيعابية (الشكل 4.42).

مرحلة التأخر هي الفترة الزمنية اللازمة لكي يتأقلم السكان مع بيئتهم. نقطة الانعطاف هي أقصى معدل للزيادة. مرحلة مقاومة البيئة والغزل هي تباطؤ النمو السكاني والسكاني بسبب محدودية الموارد. يصل السكان في نهاية المطاف إلى حالة الاستيعاب / القدرة عندما يكون معدل الزيادة السكانية صفرًا ويكون عدد السكان والخلل في الحد الأقصى. على الصعيد العالمي ، لم يصل البشر بعد إلى حالة القدرة الاستيعابية.

السمة # 5. الهيكل العمري:

سمة أخرى مهمة من popu & shylation هو التوزيع العمري أو الهيكل. يشير الهيكل العمري للسكان إلى المناصرة والأفراد من مختلف الأعمار. بالنسبة لمعظم الحيوانات ، يعتبر عمر الفرد مهمًا في تحديد دوره في السكان والخجل. يؤثر التوزيع العمري على كل من nata و shylity والوفيات. يتم تحديد الحالة الإنجابية للسكان من خلال نسبة الفئات العمرية المختلفة.

كما يشير إلى ما يمكن توقعه في المستقبل. سيحتوي النمو السكاني السريع أو المتزايد عمومًا على عدد كبير من الأفراد الشباب والأفراد المستقرين سيظهر توزيعًا متساويًا للفئات العمرية ، في حين أن الانخفاض أو الانهيار السكاني سيكون له عدد كبير من الأفراد المسنين (الشكل 4.44).

يُطلق على السكان والكتل التي تنمو أو تنخفض بمعدل ثابت لكل رأس اسم التوزيع العمري المستقر. إذا لم يتغير عدد السكان وكان معدل نموه أو انخفاضه صفراً ، فإنه يسمى التوزيع العمري الثابت. يمكن حسابها من lx عمود جدول الحياة (الجدول 4.10). تميل إلى أن يكون لديها عدد كبير من الأفراد الأكبر سنًا من الأشخاص الأصغر سنًا. ومع ذلك ، فإن السكان الحقيقيين عادة ما يكون لديهم هيكل عمري مختلف تمامًا عن ما ورد أعلاه & # 8216 بسبب الأحداث المختلفة في الماضي القريب.

من الواضح أن السكان يميلون إلى التوزيع العمري الطبيعي أو المستقر. بمجرد تحقيق التوزيع العمري المستقر ، ستستمر أي زيادة غير عادية في المواليد أو الوفيات لفترة قصيرة وسيعود السكان تلقائيًا إلى الحالة المستقرة.

مع وصول عدد الرواد المتزايد بسرعة تدريجيًا إلى حالة ناضجة ومستقرة ذات نمو بطيء أو معدوم ، تنخفض النسبة المئوية للفئة العمرية الأصغر سناً indi & shyviduals (الشكل 4.45). وقد لوحظ أيضًا أن متوسط ​​عمر الأفراد يزداد أيضًا في حالة استقرار السكان.

الهيكل العمري المتغير ، مع زيادة نسبة كبار السن ، له بعض التأثيرات القوية على نمط الحياة والعواقب البيئية والاجتماعية. يجب استخدام نسبة أكبر من مواردنا لمساعدة كبار السن ونسبة صغيرة تستخدم للتعليم وخدمات رعاية الطفل الأخرى. ومع ذلك ، قد لا يكون العبء البيئي والعبء أكبر لأن نسبة الإعالة (عدد العمال مقارنة بعدد غير العمال) لن تختلف كثيرًا.

يمكن التعبير عن الهيكل العمري أيضًا من حيث ثلاث فئات: ما قبل الإنجاب ، والتكاثر ، وما بعد الإنجاب. تختلف المدة النسبية لهذه الأعمار اختلافًا كبيرًا باختلاف الكائنات الحية ، من حيث التوافق مع عمرها الافتراضي. في حالة البشر ، في الآونة الأخيرة ، كانت الفئات العمرية الثلاث متساوية نسبيًا مع سقوط ثلث حياة الإنسان في كل فئة.

ومع ذلك ، كان لدى البشر الأوائل فترة ما بعد الإنجاب أقصر بكثير. الحشرات لها فترة طويلة للغاية قبل التكاثر ، وفترة تكاثر قصيرة للغاية وليس لها فترة ما بعد التكاثر.على سبيل المثال ، تتطلب الذباب من سنة إلى عدة سنوات لتتطور خلال مرحلة اليرقات ويخرج الكبار ليعيشوا لبضعة أيام فقط.

لوحظت ظاهرة تسمى الفئة العمرية السائدة في تجمعات الأسماك التي لديها معدل ولادة مرتفع للغاية. عندما يحدث بقاء كبير للبيض والأسماك اليرقية في عام واحد ، يتم منع التكاثر في السنوات اللاحقة.

السمة # 6. أنماط التوزيع:

يصف توزيع أو تشتت indi & shyvidual داخل مجموعة تباعدهم فيما يتعلق ببعضهم البعض.

في مجتمع ما ، يمكن توزيع الأفراد وفقًا لأربعة أنواع من الأنماط (الشكل 4.46):

جميع أنواع التوزيع الأربعة المذكورة أعلاه موجودة في الطبيعة.

(أ) يحدث التوزيع العشوائي في الأفراد و shyviduals التي يتم توزيعها في جميع أنحاء منطقة متجانسة دون النظر إلى وجود الآخرين. يحدث عندما تكون البيئة موحدة ولا يوجد عشرة وقفة للتجميع.

تُظهر الطفيليات أو الحيوانات المفترسة المنفردة توزيعًا عشوائيًا لأنها غالبًا ما تشارك في سلوك بحث عشوائي لمضيفها أو فريستها.

(ب) في التوزيع المنتظم أو المنتظم أو المتباعد ، يحتفظ كل فرد بمسافة دنيا بينه وبين جاره. قد يحدث عندما تكون المنافسة بين الأفراد شديدة أو عندما يكون هناك عداء قوي - مما يؤدي في النهاية إلى التباعد بين الأفراد.

تظهر الأشجار الموجودة في الغابات التي وصلت إلى ارتفاع كافٍ لتشكيل مظلة غابة توزيعًا منتظمًا وخجلًا بسبب المنافسة على ضوء الشمس. ومن الأمثلة الأخرى محاصيل الزراعة الأحادية ، ومزارع البساتين أو الصنوبر ، والشجيرات الصحراوية ، وما إلى ذلك ، كما لوحظ نمط توزيع منتظم مماثل في الحيوانات البرية والشجيرات.

(ج) يحدث التوزيع المجمّع في الأفراد الذين يحتفظون بمجموعات منفصلة. يعتبر التكتل أو التجميع ، إلى حد بعيد ، أكثر أنماط التوزيع شيوعًا.

قد يحدث بسبب:

(1) الاستعداد الاجتماعي للأفراد والشيفيدول لتكوين مجموعات ،

(2) التوزيع المتراكم وتجميع الموارد (السبب الأكثر شيوعًا) ، أو

(3) ميل النسل للبقاء على مقربة من والديهم.

يفضل السلمندر العيش في مجموعات تحت جذوع الأشجار. تسافر الطيور في قطعان كبيرة. تشكل الأشجار مجموعات من الأفراد من خلال التكاثر الخضري.

(د) في التوزيع المنتظم المتكتل ، يتم تجميع الأفراد وتباعدهم بالتساوي عن مجموعات أخرى مماثلة.

تظهر قطعان الحيوانات أو الحيوانات المستنسخة في النباتات إما عشوائية أو متجمعة في نمط منتظم. في حالة عدم وجود العداء والانجذاب المتبادل ، يمكن للأفراد توزيعهم على أنفسهم بشكل عشوائي. وبالتالي ، في المجتمع ، لا يتأثر موقف الفرد بمواقف الأفراد الآخرين. يشير نمط التوزيع العشوائي إلى أن التباعد لا يرتبط بعملية بيولوجية. غالبًا ما يستخدم كنموذج لمقارنته بالتوزيع المرصود.

لتحديد نوع التباعد ودرجة التكتل ، تم اقتراح عدة طرق من بينها طريقتان للرجل والمخفف:

1. لمقارنة التكرار الفعلي لحدوث مجموعات مختلفة الحجم تم الحصول عليها في سلسلة من العينات. إذا كان حدوث المجموعات الصغيرة الحجم والكبيرة الحجم أكثر تكرارا وكان حدوث المجموعات متوسطة الحجم أقل تواترا من المتوقع ، فسيتم تجميع التوزيع. يظهر العكس في توزيع موحد.

2. يتم قياس المسافة بين الأفراد ويتم رسم الجذر التربيعي للمسافة مقابل التردد. يشير شكل المضلع الناتج إلى نمط التوزيع. يشير المضلع المتماثل (على شكل جرس) إلى التوزيع العشوائي ، ويشير المضلع المائل إلى اليمين إلى التوزيع المنتظم ، ويشير المضلع المائل إلى اليسار إلى التوزيع المتكتل والتوزيع.

يعكس نمط التشتت للعديد من الأنواع ترتيب بقع الموائل في البيئة. على سبيل المثال ، أوراق التفاح هي بقع موطن للعث. قد يكون نمط التشتت للأنواع الأخرى ناتجًا عن تفاعل بين الترتيب المكاني لبقع الموائل والعمليات البيئية أو السلوكية الأخرى.

على سبيل المثال ، فئران الكنغر ، من أجل بناء جحورها ، تتطلب بعض خصائص التربة والخجل. قد يُفترض أن فئران الكنغر الفردية سوف تتجمع ببساطة داخل بقع الموائل المناسبة عندما يمكنها بسهولة بناء الجحور.

ومع ذلك ، فإن التشتت الكلي في السكان لم يكن بسبب عدم وجود موطن طبيعي حيث أن فئران الكنغر المنعشة والذيلية تميل إلى مغادرة مكان ولادتها. قد تؤثر حركة الأفراد أيضًا على نمط التشتت. على سبيل المثال ، في حالة النباتات ، غالبًا ما يعتمد تشتت البذور على عمل الكائنات الحية الأخرى.

تعتبر الدرجات المتفاوتة لتجميع الأفراد من سمات البنية الداخلية لمعظم السكان والأفراد. سيؤدي التجميع لاحقًا إلى زيادة المنافسة بين الأفراد على الموارد مثل العناصر الغذائية والطعام والمساحة وما إلى ذلك.

غالبًا ما يتم موازنة ذلك من خلال زيادة بقاء المجموعة بسبب قدرتها على الدفاع عن نفسها ، أو العثور على مورد ، أو تعديل ظروف الموائل الصغيرة. وبالتالي ، قد يكون كل من الازدحام الناقص (نقص التجميع) والاكتظاظ المفرط محدودًا. تم طرح هذا الرأي من قبل دبليو سي ألي ، وهو من كويكر وف.

يؤكد تأثير ألي على أن أي وظيفة مثالية (نمو أسرع للجسم ، أو زيادة في التكاثر ، أو حياة أطول) تحدث في كثافة متوسطة بدلاً من الحد الأدنى من الكثافة. على سبيل المثال ، عند الكثافة المنخفضة ، يحدث انخفاض في معدل الإنجاب حيث قد لا تتزاوج بعض الإناث لأن الذكور لم يتم العثور عليهم أو بسبب نسبة الجنس غير المتوازنة.

السمة # 7. علم الوراثة السكانية:

لفهم كيفية تطور المجموعات السكانية وتغير النظم البيئية بمرور الوقت ، من الضروري وجود نقص في الجينات السكانية والانتقاء الطبيعي. يمكن تعريف علم الوراثة السكانية على أنه دراسة التغيرات في ترددات الجينات والأنماط الجينية داخل السكان.

الانتقاء الطبيعي هو عملية تطورية وقائمة حيث تتغير تكرارات الصفات الوراثية التي يتحملها الأفراد في مجموعة سكانية نتيجة للتفاضل والنجاح التفاضلي والنجاح الإنجابي. يتحمل السكان اختلافات جينية ويتغير مقدار التباين بشكل كبير وخجول من نوع إلى نوع ومن مكان إلى آخر.

التنوع الجيني مهم للسكان للأسباب التالية:

(1) إنها قدرة السكان على الاستجابة للتغير البيئي من خلال التطور ، و

(2) قد يؤدي التباين في النسل إلى زيادة احتمالية تكيف بعض الأفراد جيدًا مع بقع الموائل الخاصة أو الظروف المتغيرة. يحدث الاختلاف الجيني بسبب الطفرة وتدفق الجينات حيث تتمتع الجينات المختلفة بميزة انتقائية.

قياس التباين الجيني في السكان:

لفهم طبيعة الاختلاف الجيني في السكان ، طور علماء البيئة عددًا من التقنيات:

1. في الحالات العامة ، بالنسبة لسمة معينة ، من خلال الملاحظة المظهرية ، يمكن لعلماء البيئة معرفة ما إذا كان الفرد متماثلًا وخجولًا أو متغاير الزيجوت بالنسبة لتلك السمة. بعد ذلك ، من خلال ملاحظة أعضاء مختلفين من تلك السكان والشيلين ، قد يكون قادرًا على تحديد مدى تغاير الزيجوت في السكان.

2. يمكن تحديد الاختلاف الجيني عن طريق الرحلان الكهربائي ، أي بفحص المنتجات البروتينية للجينات. تتعامل هذه العملية مع حقيقة أن البروتينات التي ينتجها الزيجوت المتغاير لها أشكال مختلفة قليلاً تسمى allozymes. من ناحية أخرى ، تنتج متجانسة الزيجوت نوعًا واحدًا فقط من البروتين.

3. في الآونة الأخيرة ، لفحص التباين الجيني والتشكيل ، استخدم علماء البيئة تقنية الحمض النووي المؤتلف. هنا يتم استخدام فئة خاصة من الإنزيم ، تسمى إنزيمات التقييد (التي تتعرف على تسلسل أساسي معين على جزيء الحمض النووي) ، لقطع كل من خيوط الحمض النووي في موقع تسلسل أساسي معين.

باستخدام إنزيمات تقييد مختلفة ، يمكن قطع جزيء الحمض النووي في مكانين لإنتاج جزء من الحمض النووي يسمى جزء التقييد. يشار إلى شظايا التقييد ذات الأطوال المختلفة باسم تعدد الأشكال أو تعدد الأشكال أو RFLP. RFLPs وراثية وتستخدم لتحديد التباين الجيني أو كواسمات وراثية لدراسة الاضطرابات الوراثية.

4. طريقة أخرى حديثة لفحص الحمض النووي بشكل مباشر هي بصمة الحمض النووي. إنه تحسين لتقنية RFLP. يتم استخدامه لاكتشاف الاختلافات في مقاطع قصيرة من الحمض النووي ، مع وجود تسلسلات متكررة من النوكليو والشيتييدات ، والتي يشار إليها باسم التكرارات الترادفية ذات العدد المتغير (VNTR). يمكن العثور على VNTRs في مواقع مختلفة من الكروموسومات المختلفة. تستخدم إنزيمات التقييد لقطع هذه التسلسلات المتكررة. يمكن استخدام هذه كمقياس لمستوى الاختلاف الجيني في السكان.

الاختلاف الجيني وحجم السكان:

نظرًا لأن الأليلات المختلفة قد تسبب اختلافات في الشكل والوظيفة ، فإنها عرضة للتأثر بالانتقاء الطبيعي. قد يفضل الانتقاء الطبيعي زيادة أليل واحد على آخر في مجموعة سكانية. قد يؤدي هذا إلى الانجراف الجيني (تغيرات في تواتر الجينات).

معدل تثبيت الأليلات يتناسب عكسيا مع حجم السكان. وبالتالي ، في عدد قليل من السكان ، يتناقص التباين الجيني بسرعة أكبر مما هو عليه في حالة التجمعات السكانية الكبيرة. عندما تستمر مجموعات صغيرة في الوجود لفترة طويلة ، يحدث فقدان الجينات والتباين اللزج بسبب الانجراف الوراثي وتزاوج الأقارب القريب ، وهو وضع يُشار إليه باسم عنق الزجاجة السكاني.

حدثت مثل هذه الحالة في شرق إفريقيا في مجموعات من الفهود التي لم تظهر عمليًا أي اختلاف جيني. غالبًا ما تقيد المجموعات السكانية الصغيرة الاستجابة التطورية للضغوط الانتقائية للبيئة المتغيرة ، مما يجعل هذه المجموعات السكانية الفرعية عرضة للانقراض وخجولًا.

تنظيم السكان:

يتعرض الأفراد لعدد من المخاطر البيئية التي تؤثر على نموه وانتشاره. يتكون السكان من الأفراد ويعتمد حجم السكان على اللياقة الإنجابية وعمر هؤلاء الأفراد. وبالتالي ، يتأثر حجم السكان بعوامل مثل العناصر الغذائية والفيضانات والجفاف والحيوانات المفترسة والأمراض وما إلى ذلك.

العوامل المحددة المختلفة هي:

(أ) العوامل الثابتة:

هناك عوامل ثابتة نسبيًا وتحد من عدد السكان إلى حجم ثابت إلى حد ما ، حيث يتعين على الأفراد التنافس على الموارد. فالنباتات ، على سبيل المثال ، تتنافس على الفضاء والضوء ، والطيور على مناطق التعشيش ، والطيور غير المتجانسة والأغلفة على الغذاء وما إلى ذلك. ومع ذلك ، لا يتم إنتاج تغييرات كبيرة في عدد السكان.

(ب) العوامل المتغيرة:

على الرغم من أن بعض العوامل مثل الجفاف الموسمي أو البرد متغيرة إلا أنها يمكن التنبؤ بها. يتم الشعور بوجودهم لبضعة أشهر أو بضعة أيام وقد يؤدي في بعض الأحيان إلى انهيار popu & shylation. يمكن اتخاذ إجراءات مراوغة مثل الهجرة أو إسقاط الأوراق (الأشجار المتساقطة) لتجنب مثل هذه العوامل التي يمكن التنبؤ بها.

(ج) العوامل التي لا يمكن التنبؤ بها (الاستقلالية عن الخجل والكرامة والمعتمدة على الكثافة):

تتعرض النظم البيئية لاضطرابات خارجية غير منتظمة أو لا يمكن التنبؤ بها مثل الطقس وتيارات المياه والتلوث وما إلى ذلك. هذه العوامل الفيزيائية غالبًا ما تؤثر على حجم السكان والحيوان. عندما يكون هناك احتمال ضئيل للإجهاد البدني مثل العواصف أو الحرائق ، يميل السكان والسكاكين إلى التحكم بيولوجيًا وكثافتهم ذاتية التنظيم.

العوامل المؤاتية أو المقتصرة على popu & shylation إما:

(ط) لا يعتمد على الكثافة ، أي أن تأثيره على السكان مستقل عن حجم السكان ، أو

(2) تعتمد على الكثافة ، إذا كان تأثيرها دالة على كثافة السكان ، فغالبًا ما تعمل العوامل المناخية بطريقة مستقلة عن الكثافة ، بينما تعمل العوامل الحيوية بطريقة تعتمد على الكثافة. يحدث منحنى النمو على شكل J في حالة السكان المعتمدين على الكثافة والذين يتباطأ نموهم أو يتوقف. من ناحية أخرى ، يحدث منحنى النمو السيني في التجمعات السكانية التي تعتمد على الكثافة ، حيث ينظم الازدحام الذاتي وعوامل أخرى النمو السكاني.

الاختلافات الأساسية بين العوامل المستقلة عن الكثافة والمعتمدة على الكثافة هي:

1. تتسبب العوامل الخارجية أو المستقلة عن الكثافة في حدوث تغيرات (شديدة في بعض الأحيان) في الكثافة السكانية. قد يتسبب هذا في تغيير مستويات القدرة الاستيعابية (مقاربة).

تميل العوامل الداخلية أو المعتمدة على الكثافة (مثل المنافسة) إلى الحفاظ على كثافة سكانية ثابتة وخجولة.

2. في النظام البيئي المجهد جسديًا ، تلعب العوامل البيئية المستقلة عن الكثافة دورًا أكبر.

في البيئة المواتية ، تلعب المواليد والوفيات المعتمدة على الكثافة دورًا مهمًا.

3. العوامل المستقلة عن الكثافة تنطوي على التفاعل مع بقية المجتمع.

العوامل التي تعتمد على الكثافة هي استجابة popu & shylation & # 8217s للكثافة.

4. العوامل الرئيسية المستقلة عن الكثافة هي الافتراس والتطفل والمرض والمنافسة بين الأنواع.

تشمل العوامل التي تعتمد على الكثافة المنافسة الداخلية ، والهجرة ، والهجرة ، والتغيرات الجسدية والسلوكية التي تؤثر على التكاثر والبقاء على قيد الحياة.

بالنسبة للعديد من الكائنات الحية ، يعد com & shypetition غير المحدد أحد أهم العوامل المعتمدة على الكثافة. مثل الحيوانات ، تُظهر النباتات آليات إعادة التنظيم والتحول التي تعتمد على الكثافة السكانية. عند كثافة عالية جدًا ، تخضع مجموعات النباتات لعملية تسمى التخفيف الذاتي. عندما تزرع البذور في منطقة ما بكثافة عالية ، تتنافس النباتات الصغيرة الناشئة مع بعضها البعض. مع نمو الشتلات ، تزداد حدة المنافسة بينهم.

يموت الكثير مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في عدد النباتات الباقية. تحدث حالة مماثلة في اليرقات المكتظة بالسكان والتي تميل إلى تجاوز ظروف القدرة الاستيعابية. أكد هولينج (1966) على أهمية وخلع الخصائص السلوكية ، حيث يمكن لطفيلي حشرة معين أن يتحكم بشكل فعال في مضيف الحشرة بكثافات مختلفة.

تعتمد الدراسات السكانية بشكل عام على نوع النظام البيئي الذي تعد جزءًا منه. النظم البيئية الخاضعة للرقابة المادية وذاتية التنظيم تعسفية. إنه يقدم نموذجًا مفرطًا في التبسيط. ومع ذلك ، فهو نهج مناسب ، حيث تم توجيه الجهود البشرية نحو استبدال النظم الإيكولوجية ذاتية الصيانة بالزراعة الأحادية والأنظمة المجهدة. في الوقت نفسه ، ارتفعت تكلفة المكافحة الفيزيائية والكيميائية بسبب مقاومة الآفات للحشرات والمبيدات والمواد الكيميائية الثانوية السامة في الغذاء والماء والهواء ، أصبحت تشكل تهديدًا محتملاً للبشرية.

وقد أدى ذلك إلى زيادة تنفيذ الإدارة المتكاملة للآفات. الأدلة على ما ورد أعلاه هي توليد اهتمام متزايد بحدود جديدة تسمى إدارة الآفات القائمة على البيئة. وهذا ينطوي على بذل جهود لإعادة إنشاء ضوابط طبيعية تعتمد على الكثافة وعلى مستوى النظم الإيكولوجية في النظم الإيكولوجية الزراعية والغابات.


شكر وتقدير

نشكر P. Visconti على تطوير وتوفير ممر المشاة بين مخطط تصنيف الموائل IUCN وخرائط الغطاء الأرضي ESA CCI. نشكر أيضًا 3 مراجعين مجهولين لتقديم تعليقات مفيدة أدت إلى تحسين جودة المخطوطة ونعترف بعدة آلاف من الأفراد والمنظمات التي تساهم في تقييمات القائمة الحمراء IUCN للطيور والثدييات. إل. و M.A.J.H. كانت مدعومة بمنحة توطيد ERC (ERC - CoG SIZE 647224).

اسم الملف وصف
cobi13279-sup-0001-SuppInfo1.pdf2.3 ميغابايت الطرق التكميلية (الملحق S1) والنتائج التكميلية (الملحق S2) متاحة على الإنترنت. المؤلفون هم وحدهم المسؤولون عن محتوى ووظيفة هذه المواد. يجب توجيه الاستفسارات (بخلاف عدم وجود المادة) إلى المؤلف المقابل.
cobi13279-sup-0001-SuppInfo2.xls4.2 ميغابايت

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


كيف يجب حساب كثافة الأنواع للتوزيع المتكتل؟ - مادة الاحياء

أخذ عينات من الكائنات العضوية

أولا - الأهداف:
1. إدخال مناهج أساسية لأخذ عينات من الكائنات الحية المستقرة
2. تقديم الخبرة في تطبيق العينات المقطعية والمربع

يواجه علماء البيئة التحدي المتمثل في تقييم طبيعة ووظيفة النظم الطبيعية. ومع ذلك ، غالبًا ما يواجهون مشكلة تتمثل في عدم قدرتهم على تحديد العديد من المعلمات المهمة بدقة من خلال الملاحظات النوعية. غالبًا ما تجعل مشاكل النطاق المكاني من الصعب تقدير متوسط ​​الكثافة في الموائل مثل مساحات الغابات الكبيرة أو في الموائل المائية حيث لا يمكن للمرء أن يرى الحيوانات أو النباتات ذات الأهمية مباشرة. لقياس الوظائف في النظام الطبيعي ، من الضروري أخذ عينات تمثيلية لكل من المكونات الحيوية وغير الحيوية. نظرًا لأنه من المستحيل عادةً أخذ عينة من مجموعة سكانية بأكملها داخل منطقة الدراسة ، يجب على المرء أن يأخذ عينات أصغر من المجتمع أو السكان محل الاهتمام. تصبح المشكلة بعد ذلك أفضل طريقة لتقدير معلمات بعض الأنظمة البيئية مع مراعاة الوقت والموارد المحدودة. يمكن التفكير في مشكلة أخذ العينات على أنها عدة قضايا: 1) ما هي طريقة أخذ العينات التي يمكن استخدامها لجمع البيانات المطلوبة ، 2) كيف نختار مواقع أخذ العينات للحد من التحيز المحتمل والحصول على أفضل التقديرات للمعلمات المستهدفة ، و 3) كيف هل يمكننا تقليل عدد العينات التي نأخذها مع الاستمرار في تقديم تقدير دقيق للمعلمات؟

طور علماء البيئة العديد من مناهج أخذ العينات الأساسية للتعامل مع الكائنات الحية المستقرة (غير المتحركة). الطريقة الأكثر شيوعًا هي أخذ عينات الرسم. هذه الطريقة واضحة نسبيًا من حيث أنها تتضمن ببساطة حساب عدد الكائنات الحية ذات الأهمية في منطقة محددة (غالبًا ، ولكن ليس بالضرورة ، رباعي). أخذ العينات من قطعة الأرض هو نهج متعدد الاستخدامات للغاية ، حيث يوفر معلومات عن الكثافات والجمعيات وأنماط التشتت والأدلة غير المباشرة على مجموعة متنوعة من العمليات المجتمعية أو السكانية. لكن، ثلاث مشاكل مع هذه الطريقة التي سيتم استكشافها في هذا المختبر هي حجم مخطط أخذ العينات ، وكيف سيتم وضع القطع ، وعدد قطع الأراضي التي سيتم أخذ عينات منها. يجب أن يختلف حجم قطعة الأرض بشكل واضح مع حجم الكائنات الحية التي سيتم أخذ عينات منها ، ولكن قد تحتاج أيضًا إلى التغيير اعتمادًا على توزيعات الكائنات الحية أو حجم بقع الموائل في البيئة. غالبًا ما يكون من المفيد أن يكون لديك قطعة أرض أصغر من متوسط ​​حجم التصحيح للحصول على معلومات عن أنماط التشتت والأرقام المتوسطة داخل التصحيحات والكثافات بين التصحيحات. أيضا، تميل قطع الأراضي الكبيرة إلى إعطاء تقديرات أكثر دقة للكثافات الإجمالية ، ولكنها أكثر تعقيدًا وتستغرق وقتًا طويلاً لوضعها وأخذ العينات. يجب أن يتم وضع قطع الأرض بحيث لا يوجد تحيز في البيانات التي تم جمعها. يتم تحقيق ذلك عادةً من خلال التنسيب العشوائي أو العشوائي (ما هو الفرق؟) ، ولكن قد يكون أيضًا مقيدًا بالوقت والموارد.

عندما يكون من المعروف أن الكائنات الحية تختلف عبر بعض التدرج المحدد ، فإن الاختلاف في طريقة أخذ عينات الرسم التي يتم استخدامها غالبًا هو مقطع الحزام. يتضمن ذلك أخذ عينات من الأحزمة المستطيلة المكررة التي تمتد عبر تدرج بيئي معروف. غالبًا ما يتم تقسيم هذه الأحزمة إلى أقسام فرعية. تنطبق مشاكل الحجم (والشكل) ، والتنسيب ، وعدد التكرارات أيضًا على مقاطع الحزام .

بديل لطرق أخذ العينات بالتخطيط هو مجموعة متنوعة من الطرق المعروفة مجتمعة باسم نهج أخذ العينات غير مؤامرة. هذه الأساليب بشكل عام أسرع في التطبيق من أخذ عينات مؤامرة ، ولكن عادة توفر معلومات أكثر محدودية. أكثر طرق أخذ العينات غير المؤامرة شيوعًا هي أخذ العينات على أساس ربع سنوي. أخذ العينات ربع نقطة يمكن أن توفر مقاييس الكثافة إذا تم تطبيقه بشكل صحيح ولديه ميزة على أخذ عينات قطعة الأرض أقل تعقيدًا واستهلاكًا للوقت من أخذ عينات من المربعات الأكبر. ومع ذلك ، فإنه يحتوي على عيوب أن تقديرات الكثافة قد لا تكون دقيقة إذا كانت الكائنات الحية قد تجمعت بشدة أو توزيعات موحدة ولا توفر التقنية معلومات متعددة الاستخدامات كما تم الحصول عليها من أخذ العينات التربيعية. المنهجية الأساسية لأخذ العينات من ربع نقطة هي: 1) عشوائيًا (أو عشوائيًا) حدد نقطة مركزية ، 2) قسم المنطقة حول نقطة المركز إلى 4 أرباع (أقسام دائرية) ، مع تقاطع الأرباع عند نقطة المركز ، و 3 ) سجل المسافة إلى أقرب شجرة (أو الأنواع ذات الأهمية) في كل ربع.

ثم يتم تكرار هذا الإجراء لتكرارات إضافية. يمكن تحديد كثافة الأشجار لأخذ العينات بربع النقطة بالصيغة التالية:

D = الكثافة بوحدات المسافة مربعة A = المساحة التي تشغلها الأشجار

دأنا= المسافة من نقطة المركز إلى أقرب شجرة في الربع الثاني

س = عدد الأرباع المأخوذة لكل نقطة مركزية (عادة 4)

PQ = عدد نقاط المركز مضروبًا في عدد الأرباع لكل نقطة

طريقة أخرى تستخدم للحصول على معلومات نوعية عن توزيع ووفرة الكائنات الحية المستقرة هي خط المقطع العرضي. تتضمن هذه الطريقة ببساطة وضع خط بطول محدد مسبقًا على منطقة ثم تسجيل عدد الكائنات الحية التي اعترضها هذا الخط (أو ضمن مسافة محددة من الخط). هذه الطريقة لديها ميزة كونها سريعة وسهلة ، ولكن لها عيوب توفير معلومات عن الوفرة النسبية فقط وعدم إعطاء معلومات كمية عن الكثافات الفعلية.

ثالثا. المنهجية - محاكاة أخذ العينات بالحاسوب .

سنستخدم برنامج Ecobeaker للتحقيق في العديد من جوانب أخذ العينات الرباعية ، لا سيما كيف يؤثر حجم وعدد وشكل المربعات المأخوذة على دقة نتائج المربعات.

A. الكون Ecobeaker

يقدم عالم Ecobeaker منظرًا طبيعيًا بمساحة 50 مترًا × 50 مترًا به 3 أنواع مختلفة من النباتات ، ولكل منها لون مختلف. تنمو النباتات الخضراء في أماكن عشوائية تمامًا حول المناظر الطبيعية. تنمو النباتات الزرقاء بشكل أفضل عندما تكون بالقرب من نباتات زرقاء أخرى ، لذلك تتجمع معًا (توزيع غير مكتمل). تتنافس النباتات الحمراء مع بعضها البعض بقوة ، لذلك لا تحب أن تنمو بالقرب من النباتات الحمراء الأخرى. هذا يجعل النباتات الحمراء تتباعد في نمط متساوٍ إلى حد ما. يوجد بالضبط 80 فردًا من كل نوع نبات في المنطقة بأكملها.

ب. الدخول في البرنامج

1. انقر نقرًا مزدوجًا فوق رمز Ecobeaker
2. افتح الملف & quotRandom Sampling & quot باستخدام الأمر open في قائمة الملفات.
3. عندما يكون مفتوحًا ، يجب أن تحصل على شاشة تعرض المشهد المراد أخذ عينات منه في الجزء العلوي الأيسر من الشاشة. على يمين المناظر الطبيعية توجد نوافذ الأنواع وحجم السكان ، والتي تظهر اللون والعدد الإجمالي لكل نوع. تتيح لك نافذة معلمات العينات تغيير عرض وارتفاع وعدد المربعات التي تستخدمها لأخذ عينات من السكان. تتيح لك نافذة لوحة التحكم أخذ عينة بالفعل (بالنقر فوق & quotsample & quot).

ج- تأثير الحجم ، مع الحفاظ على التكرار ثابتًا
1. يمتلك البرنامج حجمًا رباعيًا افتراضيًا مبدئيًا يبلغ 5 م × 5 م.
2. انقر على زر العينة في لوحة التحكم لأخذ عينة. سيتم رسم مربع في النافذة "أفقي" ، يوضح المنطقة التي يتم أخذ عينات منها. سيظهر مربع حوار أسفل نافذة المناظر الطبيعية ، يخبرك بعدد الأفراد من كل نوع تم العثور عليهم داخل هذا المربع. اكتب عدد الأفراد من كل نوع وعرض وارتفاع المنطقة التي تم أخذ عينات منها.
3. كرر هذا الإجراء 4 مرات أخرى على الأقل (5 إجمالاً) ، بحيث تحصل على مجموعة من التقديرات المختلفة التي تخبرك ما إذا كان يمكنك توقع أن يمنحك هذا المخطط نتائج دقيقة ودقيقة باستمرار.
4. الآن قم بزيادة حجم مربع أخذ العينات إلى حجم أكبر مثل 10 م × 10 م. للقيام بذلك ، انتقل إلى نافذة معلمات أخذ العينات واكتب & quot10 & quot لكل من عناصر الارتفاع الرباعي والعرض الرباعي. ثم انقر فوق الزر "تغيير" في نافذة معلمات أخذ العينات لإجراء التغيير في الحجم الذي حددته حيز التنفيذ.
5. كرر إجراء أخذ العينات لحجم المربع الأكبر.
6. كرر الإجراء بأكمله لحجمين آخرين على الأقل من المربعات (مثل 15 م × 15 م ، 20 م × 20 م).
7. عند الانتهاء من التسلسل الخاص بك ، قم بتقدير الحجم الحقيقي للتعداد (العدد في المشهد 50 م × 50 م بأكمله) من كل عينة أخذتها لكل نوع. اعرض النتائج في شكل جدول. بعد ذلك ، قم بعمل مخطط لتقدير السكان (المحور الصادي) مقابل مساحة المربع (المحور السيني) لكل نوع. سيُظهر لك هذا بصريًا ما حدث لتقديرك مع زيادة حجم المربع. سيكون لديك العديد من الرواد المخططين لكل حجم رباعي ، من كل عينة أخذتها بهذا الحجم ، وهذا سيوضح لك نطاق الدقة الذي قد تتوقعه من مربع بهذا الحجم.
8. ما هي الأشكال المقدرة لحجم السكان مقابل الرسوم البيانية للمساحة التربيعية لكل نوع؟ هل هناك نقطة يبدو أن زيادة حجم المربع فيها لا تحدث فرقًا كبيرًا في الدقة؟ هل هذه النقطة هي نفسها لجميع الأنواع؟

د- تأثيرات الشكل الرباعي
1. قم بتغيير حجم المربع الخاص بك إلى 10 م × 10 م وقم بأخذ العينات كما هو موضح أعلاه.
2. كرر هذا الإجراء مع 3 أشكال مؤامرة أخرى لها نفس المنطقة (على سبيل المثال ، 5 م × 20 م ، 4 م × 25 م ، 2 م × 50 م).
3. تقدير أحجام السكان الحقيقية وإنشاء الرسوم البيانية كما هو موضح في رقم 7 أعلاه (في هذه الحالة ، سيتم تقدير حجم السكان على المحور ص والمحور السيني سيكون شكلًا رباعيًا مرتبًا من الشكل الضيق إلى المربع الدقيق).
4. كيف أثر تغيير شكل المربع على تقديرات السكان؟ هل التأثير واحد لجميع الأنواع؟

E. تأثير أخذ العينات المكرر
1. اضبط حجم المربع مرة أخرى على 5 م × 5 م وأخذ 5 مجموعات من العينات كما هو موضح أعلاه.
2. انتقل الآن إلى نافذة معلمات أخذ العينات وقم بتغيير عدد المربعات إلى 2. هذه المرة ، عندما تأخذ عينة ، سيظهر أول مربع بحجم 5 م × 5 م ، كما كان من قبل ، وسيخبرك مربع حوار بعدد الأفراد من تم العثور على كل نوع في هذا المربع. عند النقر فوق الزر "متابعة" ، سيتم وضع مربع آخر 5 م × 5 م ، وستتلقى مرة أخرى تقريرًا عن عدد الأفراد الذين تم العثور عليهم في الربع الثاني. أخيرًا ، سيظهر مربع حوار ثالث يعطيك العدد الإجمالي للأفراد الذين تم العثور عليهم في كلا المربعين. لأغراض هذا المعمل ، يجب عليك حساب متوسط ​​العدد لكل كوادرات (العدد الإجمالي مقسومًا على عدد المربعات المكررة لكل عينة). كرر إجراء أخذ العينات هذا 5 مرات (5 أزواج من المربعات).
3. كرر إجراء أخذ العينات الموضح في الخطوة 2 من هذا القسم لمدة 5 مكررات و 7 مكررات لكل فترة أخذ عينات ، يعني التسجيل لكل منها.
4. تقدير الأحجام الحقيقية للسكان وإنشاء الرسوم البيانية كما هو موضح في رقم 7 أعلاه (تحت حجم المربعات). سيكون المحور السيني في هذه الحالة هو عدد المربعات المكررة المستخدمة وسيكون المحور الصادي عبارة عن تقديرات سكانية لكل مجموعة عينات.
5. هل تبدو هذه الرسوم البيانية مماثلة لتلك التي حصلت عليها باستخدام رباعي واحد؟ هل تتغير دقة تقديرك مع زيادة التكرار؟

رابعا. تعيين المختبر
قم بتسليم الرسوم البيانية والإجابات على الأسئلة الواردة في الأقسام C8 و D4 و E5.

V. نقاط أساسية من الواجب المنزلي:

1. مع زيادة حجم قطعة الأرض ، تزداد الدقة ولكن أخذ العينات يصبح أكثر تعقيدًا ويستغرق وقتًا طويلاً.
يمكنك استخدام أصغر أحجام قطع الأرض للأنواع التي يتم توزيعها بالتساوي ، تحتاج إلى استخدام أحجام قطع أكبر للأنواع التي يتم تجميعها.
2. عند أخذ عينات من الأنواع المتكتلة ، من الأفضل استخدام مقاطع الحزام.
3. كلما زادت عدد التكرارات ، تزداد الدقة ولكن تصبح عملية أخذ العينات أيضًا
أكثر تعقيدًا.


شاهد الفيديو: فيزياء الجسم الصلب: الرص المتلاصق و كثافة التعبئة التعرف على الخلية السداسية الفضائية (سبتمبر 2022).