生態学とエネルギーの流れ:学習ガイド

重要なポイント

生態学は、生物がどれだけいるか、どれだけ多様か、栄養段階の間でエネルギーがどう動くかを測る。多くの問題は野外データからの短い計算である。

• 個体群密度は N ÷ 面積である。標識再捕獲法による推定は N = (M × C) ÷ R で、M は最初に標識した数、C は 2 回目に捕獲した数、R はそのうち標識されていた数である。
• 純一次生産量は総一次生産量から生産者の呼吸量を引いたものである。NPP = GPP − R。
• ある栄養段階のエネルギーのうち次の段階に届くのは約 10 % だけで、そのため食物連鎖は短く、ピラミッドは先細りになる。
• シンプソンの多様度指数 D = 1 − Σ(n ÷ N)² は、種数が多いほど、また個体数が均等なほど大きくなる。

主な式

• N = (M × C) ÷ R (Lincoln–Petersen)
• NPP = GPP − R
• density = N ÷ area
• D = 1 − Σ(n ÷ N)²
• transfer efficiency ≈ 10 %

例題

標識再捕獲の調査で 50 匹に標識をつけて放す。後の 40 匹の標本に標識個体が 8 匹いたなら N = 50 × 40 ÷ 8 = 250 である。生産者が 10 000 kJ を固定すると、一次消費者はおよそ 1000 kJ、二次消費者はおよそ 100 kJ を得る。GPP = 5000 kJ、呼吸 2000 kJ の生産者の NPP は 3000 kJ である。

よくある間違い

• 再捕獲された数を C として使うこと。C は 2 回目に捕獲した総数である。
• 標識個体が死んだり去ったりしても標識再捕獲法が成り立つと考えること。仮定が成り立つ必要がある。
• 生態系でエネルギーが再利用されると考えること。物質は循環するが、エネルギーは通り抜けて熱として失われる。

練習

このトピックの練習問題で力試しをしましょう:生態学とエネルギーの流れ