Pojęcia „liczba gatunków” i „różnorodność gatunkowa” są stosowane m.in. do charakterystyki biocenoz i ich części składowych.
Wśród organizmów żywych nawet w obrębie jednego gatunku nie spotyka się osobników jednakowych pod względem wszystkich cech - właściwość tę określa się jako bioróżnorodność. Po raz pierwszy użyto tego określenia w 1992 roku podczas konferencji („Szyt Ziemi”) Środowisko i Rozwój UNICED w Rio de Janeiro. Przyjęto tam konwencję Różnorodności Biologicznej.
Różnorodność biologiczna - zróżnicowanie wszystkich organizmów żywych pochodzących z ekosystemów lądowych, morskich i innych wodnych ekosystemów oraz zespołów ekologicznych, których są one częścią. Dotyczy to różnorodności w obrębie gatunkowym, pomiędzy gatunkami oraz ekosystemami.
Zmienność:
- wewnątrzgatunkowa - bogactwo puli genowej
- międzygatunkowa - skład gatunkowy w ekosystemie
- ponadgatunkowa - różnorodność ekosystemów, krajobrazów
Przyczyny różnorodności biologicznej
Ekologiczne podstawy różnorodności biocenoz jako jeden z pierwszych opisał Thienemann formułując prawa biocenotyczne: wraz ze wzrostem oferty środowiska (jego bogactwa abiotycznego i biotycznego) wzrasta liczba gatunków w nim występujących, przy jednoczesnym spadku liczebności osobników reprezentujących każdy gatunek.
Czynniki warunkujące powstawanie bioróżnorodności globalnej:
- dostępnośc energi
- warunki klimatyczne
- rodzaje siedlisk
- czas w znaczeniu stopnia sukcesji i szerszym 0 ewolucyjnym
- interakcje między gatunkami
- zaburzenia (pożary)
Biocenozy stabilnych środowisk (np. tropikalne lasy deszczowe) mają większą różnorodność gatunkową niż biocenozy podlegające sezonowym lub okresowym zakłóceniom. Również w starszych biocenozach obserwuje się większą liczbę gatunków, niż w nowo powstałych.
Znaczenie różnorodności w biocenozie
Im większa różnorodność, tym dłuższe łańcuchy pokarmowe i więcej interakcji między organizmami oraz większe możliwości kontroli poprzez ujemne sprzężenia zwrotne, które zmniejszają wahania, a tym samym zwiększają stabilność.
Obecnie dyskutuje się jako niedostatecznie zdefiniowaną hipotezę stabilności wynikającej z różnorodności w myśl, której stabilność biocenozy wzrasta wraz z jej różnorodnością gatunkową i stopniem złożoności.
Lampert zaproponował modyfikację rozróżniając w pojęciu stabilności co najmniej trzy formy:
Stałość - niezmienność liczby osobników, biomasy, liczby gatunków, itd. Niekoniecznie polegająca na zachowaniu status quo. Zawierają się w niej również stałe cykle lub trendy. Przyczynę tej stałości może być stałość warunków zewnętrznych i odporność na działanie zakłóceń.
Odporność (bezwładność) - zdolność do utrzymywania niezmienionego stanu lub do zachowania przebiegu cykli lub tendencji w warunkach zakłóceń. Odporność sprzyja stałości, jednak nie jest jej jedynym możliwym źródłem.
Elastyczność (plastyczność) - zdolność systemu do powrotu do stanu wyjściowego lub do odtworzenia wyjściowego przebiegu cykli i trendów po okresowym odchyleniu od stanu normalnego. Elastyczność długofalowo sprzyja zachowaniu stałości.
Metody pomiaru różnorodności:
Różnorodnośc gatunkowa przejawia się w liczbie gatunków oraz strukturze dominacji, czyli równomierności rozdziału osobników między istniejące gatunki. W środowisku o takiej samej liczbie gat. Większą bioróżnorodnościa odznacza się to, w którym rozkład liczebności jest bardziej równomierny. Obydwa elementy są więc równie ważne.
Opracowano wiele wskaźników mówiących o strukturze zbiorowiska, w mniejszym lub większym stopniu uwzględniając oba komponenty. Wykorzystując do obliczeń liczebność lub (gdy występują drastyczne różnice w wielkości między gatunkami) biomasę. W przypadku małych form kolonijnych, gdy odróżnienie pojedynczego osobnika jest trudne, można zamiast liczebności wprowadzić objętość. W praktyce również liczba gatunków jest trudna do określenia i zależy w dużej mierze od wielkości obszaru, jaki poddano badaniom. Dlatego należy stosować te wskaźniki bioróżnorodności, których wartość nie jest zależna od oszacowania liczebności gatunków rzadkich i stabilizuje przy niewielkiej liczbie gatunków.