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Alpha-, Beta- und Gamma-Biodiversität

1960
  • Robert H. Whittaker
Ökologische Landschaft, die die Alpha-, Beta- und Gamma-Biodiversität in verschiedenen Lebensräumen zeigt.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

This framework partitions Biodiversität into three spatial scales. Alpha (α) diversity is the species richness within a single, local habitat or Ökosystem. Beta (β) diversity measures the change or turnover in species composition between different habitats. Gamma (γ) diversity represents the total species richness over a large geographical area or landscape, encompassing both alpha and beta diversity.

Die von dem Ökologen Robert H. Whittaker in den 1960er Jahren eingeführten Konzepte der Alpha-, Beta- und Gamma-Diversität lieferten ein wichtiges Vokabular und einen mathematischen Rahmen für die Analyse der biologischen Vielfalt auf verschiedenen räumlichen Ebenen. Zuvor zählten Ökologen oft nur die Arten in einem bestimmten Gebiet (ein Maß für den Artenreichtum), ohne eine standardisierte Methode zum Vergleich der Vielfalt innerhalb und zwischen verschiedenen Orten. Whittaker's Partitionierung verdeutlichte diese Vergleiche. Die Alpha-Diversität ist das intuitivste Maß: Sie ist die Anzahl der Arten, die auf lokaler Ebene vorkommen, z. B. in einem bestimmten Teich, Waldstück oder Korallenriff. Sie ist ein Maß für den Reichtum der lokalen Gemeinschaft.

Die Beta-Diversität ist das konzeptionelle Bindeglied zwischen lokaler und regionaler Vielfalt. Sie gibt an, wie unterschiedlich die Artenzusammensetzung zwischen zwei oder mehr lokalen Lebensräumen ist. Eine hohe Beta-Diversität bedeutet, dass die Lebensräume sehr unterschiedliche Artenzusammensetzungen aufweisen, d. h. es gibt einen hohen Artenwechsel entlang eines Umweltgradienten. Umgekehrt bedeutet eine geringe Beta-Diversität, dass dieselben Arten in mehreren Lebensräumen vorkommen. Whittaker schlug ursprünglich einfache Formeln vor, wie z. B. [latex]beta = gamma / alpha[/latex], aber seitdem wurden zahlreiche andere Messgrößen entwickelt, um die Beta-Diversität robuster zu messen, wie z. B. der Jaccard-Index oder der Sørensen-Index, die gemeinsame und nicht gemeinsame Arten zwischen Standorten berücksichtigen.

Gamma diversity is the total biodiversity across a larger landscape or region that comprises multiple habitats. It is the product of the diversity within those habitats (alpha) and the diversity between them (beta). This hierarchical framework is fundamental to conservation biology and landscape ecology. For example, a conservation plan might aim to protect a network of sites that, while having moderate alpha diversity individually, collectively exhibit high beta diversity. This strategy would conserve more total species (high gamma diversity) than protecting a single, large, homogenous area with high alpha diversity but low beta diversity. The framework allows scientists to understand how processes like habitat fragmentation or Klimawandel beeinträchtigen die biologische Vielfalt nicht nur durch die Verringerung der lokalen Artenzahl, sondern auch durch die Veränderung der Besonderheit ökologischer Gemeinschaften in der gesamten Landschaft.

UNESCO Nomenclature: 2407
- Ökologie

Typ

Konzeptioneller Rahmen

Störung

Inkremental

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Gleasons individualistisches Konzept des Pflanzenverbands
  • frühe Studien zu Art-Areal-Beziehungen
  • grundlegende Konzepte der ökologischen Nische
  • Entwicklung quantitativer Methoden in der Ökologie

Anwendungen

  • Vergleich der Biodiversität in verschiedenen Ökosystemen für Umweltverträglichkeitsprüfungen
  • Gestaltung von Netzwerken geschützter Gebiete zur Maximierung der Artenvielfalt
  • Überwachung der Auswirkungen der Habitatfragmentierung auf den Artenumsatz
  • Leitung ökologischer Wiederherstellungsprojekte zur Wiederherstellung komplexer Gemeinschaftsstrukturen
  • Untersuchung biogeografischer Muster der Artenverteilung

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • developing ‘functional beta diversity’ metrics to measure turnover in species traits, not just identity
  • using genomic data to calculate ‘genetic beta diversity’ between populations
  • creating predictive models of beta diversity change under different climate scenarios
  • applying the alpha-beta-gamma framework to microbiome analysis in medicine and agriculture
  • designing urban planning software that optimizes for high beta diversity in city parks
  • integrating temporal beta diversity (turnover through time) into long-term environmental monitoring
  • creating a global, open-source database of beta diversity measurements for meta-analysis
  • developing ‘Akustik beta diversity’ indices based on soundscape recordings
  • using the framework to assess the diversity of cultural practices or languages across regions
  • engineering agricultural landscapes with high beta diversity of crops and pollinators to enhance resilience
Verwandt mit: Alpha-Diversität, Beta-Diversität, Gamma-Diversität, Robert Whittaker, Gemeinschaftsökologie, Artenreichtum, Artenumsatz, räumlicher Maßstab, Messung der biologischen Vielfalt, Landschaftsökologie.

Historischer Kontext

Alpha-, Beta- und Gamma-Biodiversität

1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975
1950
1950
1954
1960
1967
1970
1975
1977

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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