Mục lục bài họcĐang ở d02-b1
Three Levels of Biodiversity and How It Is Measured
Diversity is not one thing but three
AP Environmental Science asks you to separate genetic diversity (the number of different alleles inside a single population), species diversity (how many species live in a community and how evenly individuals are spread among them), and ecosystem diversity (the variety of habitat types — marsh, dune, pine forest — inside one region).
Genetic diversity is the one that decides resilience. A population is a portfolio of alleles. When a drought, a new pathogen or a heat wave arrives, survival depends on whether some individuals already carry a tolerant allele. A genetically uniform population has no such reserve: whatever kills one individual kills all of them. This is why a genetic bottleneck is permanent damage — numbers can recover in decades, but alleles lost from the gene pool do not come back.
Richness and evenness
Species diversity has two components. Richness is simply how many species are present. Evenness is how equally abundant they are. A plot with $4$ species at $25$ individuals each is far more diverse than a plot with $4$ species where one holds $70$ of the $100$ individuals — same richness, very different community.
The index the exam uses is Simpson's Diversity Index:
$$D = 1 - \sum \left(\frac{n}{N}\right)^{2}$$where $n$ is the number of individuals of one species and $N$ is the total. $D$ runs from $0$ (one species only) toward $1$ (many species, all equally common).
Đa dạng sinh học không phải một thứ, mà là ba mức — đề AP luôn bắt phân biệt rạch ròi.
- Đa dạng gen — số alen khác nhau bên trong một quần thể.
- Đa dạng loài — bao nhiêu loài trong quần xã, và các cá thể chia đều cho các loài đến mức nào.
- Đa dạng hệ sinh thái — bao nhiêu kiểu sinh cảnh khác nhau trong một vùng: đầm lầy, cồn cát, rừng thông.
Mức quyết định sức chống chịu là đa dạng gen. Hãy coi quần thể như một danh mục alen. Khi hạn hán, dịch bệnh mới hay đợt nóng ập tới, sống sót hay không phụ thuộc vào việc đã có sẵn vài cá thể mang alen chịu được hay chưa. Quần thể đồng nhất về gen thì không có khoản dự trữ đó: thứ giết được một cá thể sẽ giết cả đàn.
Vì thế thắt cổ chai di truyền là tổn thất vĩnh viễn. Số lượng có thể hồi phục sau vài chục năm, nhưng alen đã mất khỏi vốn gen thì không quay lại.
Độ giàu loài và độ đồng đều là hai thành phần của đa dạng loài. Một ô có $4$ loài, mỗi loài $25$ cá thể, đa dạng hơn hẳn ô cũng $4$ loài nhưng một loài chiếm $70$ trong $100$ cá thể — cùng độ giàu, khác hẳn về chất.
Chỉ số đề AP dùng là chỉ số Simpson:
$$D = 1 - \sum \left(\frac{n}{N}\right)^{2}$$với $n$ là số cá thể của một loài, $N$ là tổng số cá thể. $D$ chạy từ $0$ (chỉ một loài) tới gần $1$ (nhiều loài, chia đều).
Quần xã P đếm được $40$, $30$, $20$, $10$ cá thể của bốn loài. Quần xã Q đếm được $70$, $10$, $10$, $10$. Tính $D$ cho mỗi quần xã và nêu kết luận.
Cả hai đều có $N = 100$ và cùng độ giàu $S = 4$.
Quần xã P:
$$\sum\left(\frac{n}{N}\right)^{2} = 0{,}40^{2}+0{,}30^{2}+0{,}20^{2}+0{,}10^{2} = 0{,}16+0{,}09+0{,}04+0{,}01 = 0{,}30$$$D = 1 - 0{,}30 = \mathbf{0{,}70}$.
Quần xã Q:
$$\sum\left(\frac{n}{N}\right)^{2} = 0{,}70^{2}+3\times 0{,}10^{2} = 0{,}49+0{,}03 = 0{,}52$$$D = 1 - 0{,}52 = \mathbf{0{,}48}$.
Kết luận: độ giàu loài giống hệt nhau, nhưng đa dạng của P cao hơn Q khoảng $46\%$. Toàn bộ chênh lệch đến từ độ đồng đều. Ba loài hiếm ở Q chỉ còn $10$ cá thể mỗi loài — mức mà một mùa xấu là đủ để xoá sổ, kéo độ giàu xuống $1$.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 2 — The Living World: Biodiversity gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.