Makroekologické fenomény v různých prostorových měřítkách: distribuce, početnost a diversita ptáků podél geografických gradientů

GAČR 206/03/D124
Vypracovali jsme teoretické modely vztahu prostorové distribuce druhů a jevů týkajících se druhového bohatství ptáků, a testovali je s použitím (1) publikovaných dat založených na kvadrátovém mapování ptačí distribuce a (2) námi sesbíraných dat o distribuci, diverzitě a početnosti ptáků v mnoha prostorových měřítkách. Zjistili jsme, že prostorová distribuce je agregovaná na všech prostorových měřítkách a může být efektivně aproximovaná jako fraktální (soběpodobná). To nám umožňuje predikovat nárůst druhového bohatství s plochou na základě pouhých dvou parametrů charakterizujících prostorovou distribuci každého druhu. Vytvořili jsme nulový model vysvětlující pozorovanou soběpodobnou prostorovou distribuci druhů pomocí předpokladu náhodné agregace v rámci hierarchicky strukturovaných habitatů a ukázali, že tato teorie predikuje většinu pozorovaných makroekologických jevů bez jakýchkoli ad-hoc parametrů. Z naší teorie také plyne, že v oblastech s vyšší produktivitou, vyznačujících se vyšší pravděpodobností výskytu jednotlivých druhů na každé lokalitě a vyšším druhovým bohatstvím, zároveň pomaleji roste počet druhů s plochou, a tyto oblasti jsou tedy prostorově homogennější co se týče druhového složení. To jsme ukázali na datech ze dvou biogeograficky odlišných oblastí. Zobecněním původní teorie tedy dostáváme obecný rámec vysvětlující nejnápadnější jevy týkající se druhového bohatství, totiž jeho nárůst s plochou a dostupností energie, na základě jednoduchých předpokladů o růstu pravděpodobnosti výskytu každého druhu s plochou a dostupností energie. Ukázali jsme též, že nárůst pravděpodobnosti výskytu jednotlivých druhů v produktivnějších oblastech je provázen také vyšší celkovou početností ptáků, a množství zdrojů je tedy zřejmě důležitějším faktorem ovlivňujícím druhové bohatství než heterogenita prostředí, která by teoreticky také mohla souviset s produktivitou prostředí. Populační hustoty jednotlivých druhů většinou korelují s jejich areálem rozšíření, ale my jsme ukázali, že ve speciálních případech, kdy jsou lokálně izolované populace adaptovány na neobvyklé podmínky, tomu tak nemusí být a druhy omezené na malé území výskytu mohou mít vysoké populační hustoty. Naši teorii o vztahu druhového bohatství a pravděpodobnosti výskytu druhů v závislosti na produktivitě prostředí jsme otestovali s použitím prostorově explicitního modelu dynamiky areálů rozšíření v globálním měřítku, a ukázali, že model předpokládající náhodnou dynamiku areálů rozšíření modulovanou produktivitou (proporčně zvyšující pravděpodobnost obsazení příslušného místa) vysvětluje variabilitu druhového bohatství ptáků v globálním měřítku lépe než environmentální proměnné a modely založené na náhodné dynamice areálů rozšíření. Tyto výsledky jsme publikovali ve třech článcích v časopise Ecology Letters (IF=5,151), jednom článku v Journal of Biogeography (IF=2,804) a dvou kapitolách v knize; další články jsou připravovány či v recenzním řízení.