Кіріспе

Түрлердің таралуы немесе олардың қамтитын кеңістігін зерттеу. Ғарыштық экология түрдің соңғы таралуын немесе қамтитын кеңістіктік бірлігін зерттейді. Бірнеше түрдің ортақ мекендейтін белгілі бір ортада әр түр әдетте өзінің микроортасымен немесе кеңістіктік нишасымен шектеледі, себебі бір жалпы аумақтағы екі түр ұзақ уақыт бойы бір экологиялық нишаны толығымен иелене алмайды.

Шолу

Табиғатта организмдер біркелкі де, кездейсоқ та таратылмайды, оның орнына белгілі бір кеңістіктік үлгі қалыптасады. Бұл түрлі энергия ағындары, бұзылыстар және түрлердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде кеңістікте біркелкі емес құрылымдар немесе градиенттер пайда болуына байланысты. Ортадағы бұл кеңістіктік өзгеріс организмдердің қоғамдастықтарында және байқалатын биологиялық және экологиялық құбылыстардың әртүрлілігін тудырады. Екінші жағынан, кейбір кеңістіктік үлгілер бұрын дұрыс деп есептелген белгілі бір экологиялық теорияларды жоққа шығаруы мүмкін. Кеңістіктік экология кеңістіктік үлгілерді зерттегенімен, көбінесе қолданыстағы модельге емес, байқау деректеріне негізделеді. Түрлердің өмір кезеңдері, динамикасы, демографиясы, қозғалысы, мінез-құлқы сияқты егжей-тегжейлі мәліметтермен қаруланғанда, кеңістіктік үлгілердің модельдерін жасауға болады, олар үлгі алынбаған жерлердегі құбылыстарды бағалау және болжау үшін қолданылады. Адам қызметінің салдарынан табиғи әлем үнемі фрагменттелуде; антропогендік ландшафттың өзгеруі жануарлар популяцияларына тікелей әсер етеді, олар қазір көбінесе шағын, таралуы шектеулі және бір-бірінен оқшауланған. Осы білімге жауап ретінде және теориялық дамудың күшеюіне байланысты экологтар зерттеулерде кеңістіктік контекстің маңыздылығын атап өтті. Кеңістіктік экология осы кеңістіктік есеп беруге бағытталған қозғалыстан туындады: "уақыт өте келе кеңістіктік үлгілердегі өзгерістерді қоса алғанда, экологиялық талдауға кеңістіктік өзгерістер мен күрделілікті кезең-кезеңмен енгізу".

Өлшемі

Кеңістіктік экологияда масштаб – экологиялық процестердің кеңістіктік ауқымын және деректердің кеңістіктік интерпретациясын білдіреді. Организмнің немесе түрдің ортаға жауабы нақты бір масштабқа тән, ал үлкен немесе кіші масштабта әртүрлі жауап беруі мүмкін. Көп жағдайда экологиялық үлгілер бірнеше экологиялық процестердің нәтижесі болып табылады, олар көбінесе бірнеше кеңістіктік масштабта өтеді. Геостатистика және көрші матрицалардың бас координаттық талдауы (PCNM) сияқты кеңістіктік статистикалық әдістерді пайдалану арқылы организмдер мен қоршаған орта айнымалылары арасындағы кеңістіктік байланыстарды әртүрлі масштабтарда анықтауға болады.

Аумақтық автокорреляция

Аумақтық автокорреляция – бір-біріне жақын алынған үлгілердің мәні, жай ғана кездейсоқтықтан емес, бір-біріне ұқсас болу ықтималдығы жоғары. Нүктелік үлгілерді талдау кеңістіктегі объектілердің таралуын зерттейді және осы таралудың кездейсоқ екенін анықтауға көмектеседі. Ол сонымен қатар үлгінің типін сипаттайды және байқалған үлгіні қандай процестердің құрағаны туралы қорытындылар жасайды. Квадраттық тығыздық және ең жақын көрші әдістері – ең көп қолданылатын статистикалық әдістер. Жер беті үлгілерін талдау үздіксіз кеңістіктік құбылыстарды зерттейді. Анымалылардың кеңістіктегі таралуы дискретті сынамалар арқылы анықталғаннан кейін, деректердегі аумақтық автокорреляцияның шамасын, қарқындылығын және кеңдігін (мысалы, коррелограммалар, вариограммалар және периодограммалар) сандық өлшеу үшін, сондай-ақ кеңістіктегі өзгерістің мөлшерін картаға түсіру үшін статистикалық әдістер қолданылады.

Зерттеу

Ғарыштық үрдістерді талдау, жабайы табиғатты басқару, өрт экологиясы, популяция экологиясы, аурулар экологиясы, инвазивті түрлер, теңіз экологиясы және көміртегінің жиналуын модельдеу зерттеулерінде қолданылды. Бұл зерттеулер экологиялық процестерді және олардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін анықтау үшін кеңістіктік қатынастар мен үлгілерді пайдаланды. Экологияда кеңістіктік үлгілер экожүйелердің әртүрлі жұмыс істеуін көрсетеді, мысалы, өнімділіктің артуы.

Пәндер аралық

Аумақтық экологияның ұғымдары популяция және қоғамдық экологияның кеңістіктік динамикасын түсіну үшін негізгі болып табылады. Популяциялар мен қоғамдардың кеңістіктегі әртүрлілігі, сабақтастық, бейімделу, қоғамдық тұрақтылық, бәсекелестік, жыртқыш-жеңілдік қарым-қатынастар, паразиттік және эпидемиялық процестер сияқты экологиялық теорияларда орталық рөл атқарады. Аумақтық экологияны модельдеуде қашықтан сезіктеу және географиялық ақпараттық жүйелердің (ГИС) құралымдық элементтері пайдаланылады.

Статистикалық сынақтар

Мұндай байланыстарды зерттеу үшін бірқатар статистикалық тесттер әзірленді.

Пьелуның α

1959 жылы Пьелу басқа статистикалық көрсеткішті ұсынды. Ол ең жақын көршілердің орнына, организм мен сынақ алақанындағы алдын ала таңдалған кездейсоқ нүктелер жиынтығы арасындағы қашықтықты қарастырды, бұл да тұрақты тығыздық деп есептелінеді. Егер популяция аймақта кездейсоқ таратылған болса, онда бұл қашықтықтар ең жақын көршілердің қашықтығына тең болады. ω – кездейсоқ нүктелерден және ең жақын көршілерді есептеу арқылы алынған қашықтықтардың арақатынасы болсын. α келесідей есептеледі:

мұнда d – тұрақты ортақ тығыздық, ал π – оның әдеттегі сандық мәні. α мәні 1-ден кем, 1-ге тең немесе одан жоғары болса, тиісінше біртектілік, кездейсоқтық (Пуассон үлестірімі) немесе жинақылықты көрсетеді. Альфаның 1-ден айтарлықтай өзгешелігін χ2 статистикалық көрсеткішін есептеу арқылы тексеруге болады, ол 2n еркіндік дәрежесімен таралған. Мұндағы n – сынақтан алынған организмдердің саны. Монтфорд 1961 жылы тығыздық белгілі бір тұрақты емес, есептелген жағдайда, альфаның бұл түрі нақты жинақылық дәрежесін жоғары бағалауға бейім екенін көрсетті. Ол бұл қателікті түзетуге бағытталған жаңартылған тұжырымдама ұсынды. Кеңістіктік экологиялық модельдерге қатысты кең ауқымды математикалық мәселелер бар, олар хаостық құбылыстармен, бифуркациялармен және тұрақсыздықпен байланысты кеңістіктік үлгілер мен процестерге қатысты.