Log in to StudySoup
Get Full Access to Texas State - Study Guide - Final
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to Texas State - Study Guide - Final

Already have an account? Login here
Reset your password

TEXAS STATE / Biology / BIO 4416 / What is simpson’s reciprocal index?

What is simpson’s reciprocal index?

What is simpson’s reciprocal index?


School: Texas State University
Department: Biology
Course: General Ecology
Term: Spring 2019
Cost: 50
Name: Final Exam Review
Description: This guide covers the last few chapters on our final exam.
Uploaded: 05/11/2019
9 Pages 112 Views 6 Unlocks

jeg130 (Rating: )

In addition to this study guide, review previous exams on TopHat 

What is simpson’s reciprocal index?



Community – a group of species inhabiting a given area an interacting either directly or  indirectly

Spatial – within a space, such as various levels of altitude on a mountain or within the ocean.  Temporal – through time, such as seasonal, hourly, yearly, etc. 

Relative Abundance – the proportion of each species relative to the total number of individuals  (of all species) living within the community.

Species Richness – the number of species within the community

Species Evenness – how equally the individuals of each species are distributed throughout the  community 

What is shannon index?

Simpson’s Diversity Index – three closely related indices that consider species number and  relative abundance. 

Simpson’s Index (D) – probability that two randomly selected individuals from the same  community belong to the same species

Simpson’s Index of Diversity – the probability that two individuals randomly drawn from the  same community will belong to different species; (1­D) If you want to learn more check out What are the five main elements the make up the evolutionary theory?

Simpson’s Reciprocal Index – the most common way to use Simpson’s index; (1/D) Shannon Index – index of diversity that considers richness and evenness Dominants – the single or few species which predominate within a community; not only  measured by abundance, but also competitive ability, number, and size

What is the keystone species?

∙ Ex. There may be more small understory trees than the few large trees, but  collectively the large trees make up most of the forest’s biomass

Keystone species – a species whose presence is crucial to maintaining a healthy ecosystem; they function in a unique and significant way. 

∙ May be a predator or prey; ex. Wolves in Yellowstone, Sea otters in kelp forests Food Chain – a representation of feeding relationships within a community Food Web – a diagram representing complex interaction between predators and prey; a  compilation of food webs.  If you want to learn more check out Why cellular integrity requires the cytoplasm to be “chemically separate” from the environment?
Don't forget about the age old question of What did john watson do to little albert?
We also discuss several other topics like The buying and selling of products and services through a computer network is called what?

Links – the arrows which flow from consumed to consumer

Basal Species – usually autotrophs that dodo not feed on other species but are fed on by other  species; consumed by intermediate species or top predators. 

Intermediate Species – either herbivores or carnivores that feed on other species and are also  prey to other species; preyed upon by other intermediate species or top predators Top Predators – feed on intermediate and sometimes basal species (if omnivorous) but are NOT preyed upon

Linkage density – a measure of the average number of lengths per species in the food web Trophic levels – feeding groups within a food web; primary produces, primary consumer,  secondary consumer, etc.  Don't forget about the age old question of What are the two types of culture?

Guilds – a subdivision of trophic levels into groups of species that exploit a common resource in

a similar way 

Canopy – the uppermost layer of a plant community; primary sites of energy acquisition through photosynthesis

Photic layer – light available to support photosynthesis

Aphotic layer – insufficient light for photosynthesis

Benthic layer – the bottom layer of sediments with higher levels of decomposition. Zonation – the change in physical and biological structures of communities as seen when  moving across landscapes

Supratidal – above the high­tide line

Intertidal – between the high­ and low­tide lines

Subtidal – below the low­tide line, always submerged


∙ The concept of community is spatial – species live in a given location with a defined  boundary

∙ Types of interaction within a community: competition, predation, mutualism ∙ Attributes of a community:

O Species number and relative abundance

O Physical structure (usually defined by plant growth forms) We also discuss several other topics like What is the mechanism dna uses?

O Interactions among/between species

∙ Species composition defines the biological structure of a community.  ∙ A rank abundance diagram shows rank abundance (x­axis) and relative abundance (y­axis) O Provides information on species richness and species evenness

O A longer curve = greater species richness

O Gradual slope = greater species evenness

∙ Dominance may be defined using a combination of characteristics, including both number  and size of the individuals

∙ Keystone species create/modify habitats and influence interactions among other species ∙ The removal of Keystone species can lead to loss of biodiversity and changes in community  structure. 

∙ Food web math:

O Maximum number of links is a direct function of species richness, S

o L is the actual number of links

o C = L/S2 is connectance

 Decreases with species richness, S

o S(S­1)/2 is the maximum number of links

o LD = L/S is linkage density (LD)

 Linkage density and mean chain length (average of all chain lengths) increase  as S increases

∙ Community dynamics do not only involve direct species interactions. Indirect effects must  be included in analysis of community structure. 

∙ Functional types (guilds) are based on common response to the environment, life history  characteristics, and role within the community. 

∙ The physical structure of a community is influenced by both abiotic and biotic factors ∙ Vegetation primarily defines the form and structure of terrestrial communities ∙ Vertical structure of a terrestrial community:

o Canopy (uppermost layer), understory, ground cover (herb layer), forest floor ∙ Savanna community vertical structure;

o Tree layer, grass layer, soil surface

∙ Aquatic community vertical structure:

o Photic layer, aphotic layer, benthic layer

∙ All true marine life begins in the intertidal zone



Species Composition – the species present and their relative abundance; defines their biological  structure of the community

Zonation – refers to the spatial changes in a community

Diffuse Competition – the total competitive effects of a number or interspecific competitors Keystone Predation – the predator enhances survival of one or more less competitive species by reducing the abundance of more competitive species; top­down regulation Apparent Competition – two species that do not compete directly for resources may still affect  one another indirectly by sharing a common predator; often between intermediate species (herbivores and omnivores)

Bottom­up Control – the abundance of populations is controlled by the productivity and  abundance of populations in trophic levels below them 

Top­down Control – the predator populations control the abundance of prey species, which in  turn influences the abundance of their food

Size Symmetric – nutrient uptake is proportional to the size of the plant’s root system Size Asymmetric – nutrient uptake is not proportional to the size of the plant’s shoot system     KEY CONCEPTS: 

∙ A set of adaptations that enables one species to succeed under a certain set of environmental  conditions restricts that species or prevents its success under different environmental  conditions.

∙ The fundamental niches of multiple species in a community can be represented by curves  along the environmental gradient, plotted against abundance. 

∙ The null model assumes that the presence and abundance of the individual species in a  community are only based on independent responses of each species to the current abiotic  environment. 

o Interactions among species have no significant influence on community structure but  gives a framework for comparing the actual patterns seen within a community.  ∙ Species interactions do influence the presence and abundance of species within  communities by

o Modifying fundamental niches

o Influence species relative abundance and distribution along gradients

o Competition and predation can reduce abundance or exclude species

o Mutualism can increase abundance or extend distribution of a species ∙ Differences in competitive advantage lead to a pattern of zonation along resource gradient  that reflect changes in competitive ability. 

o Lower boundaries are defined by ability to tolerate resource limitation o Upper boundaries are defined by competition

∙ Competition among plants rarely involves only a single resource

o Light, water, nutrients such as carbon, nitrogen, phosphorus

∙ Patterns of zonation reflect an interaction between the relative competitive abilities of  species to acquire nutrients and the ability of species to tolerate increasing physical stress.  ∙ If the relative abundance of a species is affected by competitive interactions with a single  competitor, removing the competitor may provide information on the importance of  competition for the species being studied 

o Removing a single competitor may have little effect, however removing multiple  competitors may yield results

∙ Diffuse interactions are not limited to competition

o Predator prey cycles show that many predators are response for cycles in prey o Pollination and seed dispersal show that a single plant may require a variety of animal species to successfully reproduce

∙ Food webs may illustrate indirect interactions. Removing one organism may not directly  affect a top predator but may influence the top predator’s food source. 

∙ Indirect interactions between species can be positive. 

o Indirect commensalism and indirect mutualism

∙ If all species interactions are important to the community structure, when one species it  removes it should affect all other species

∙ If a small subset of interactions are important to the community, species are loosely  connected and removing different species will have varying effects. 

o Most of the time, relative importance of each species is unknown

∙ Environmental conditions are not typically homogenous (the same) throughout a community ∙ There is a strong link between vegetative structure and the species diversity of birds.  o Increased vertical structure or diversity in vegetation has a positive correlation with  diversity of birds

∙ Robert MacArthur quantified the relationship between structural heterogeneity of  vegetation and the diversity of animal species, depending on the given habitat.  o ex. Increased foliage height diversity has a positive correlation with bird species  diversity. 

∙ Resource availability can influence plant diversity within a community.  o Decreased soil fertility will result in fewer species

o This may be related to competition; at low nutrient levels there is less competitive  displacement, reduced growth rates, and shorter vegetative density and biomass

∙ Competition for belowground resources are size symmetric which competition for  aboveground resources are size asymmetric

o Size Symmetric – larger plants cause a large decrease in the growth of smaller plants  while smaller plants cause a small decrease in the growth of larger plants

o Size Asymmetric – larger plants cause a large decrease in the growth of smaller  plants by shading them out. Smaller plants have no effect on the growth of larger  plants



Succession – the temporal change in community structure at a given location Sere – the sequence of communities seen in succession, from grass to shrub to forest. Each stage  is called a sere. 

Seral Stage – each change in sere; ex. From grass to shrub or from shrub to forest Primary Succession – occurs at a location that was not previously occupied by a community; a  newly exposed surface

Secondary Succession – occurs at a location that was previously occupied by a community and  then underwent a disturbance that removed all or part of the existing community Chronosequence – a series of sites within an area that are at different successional stages (seral  stages)

Allogenic Environmental Change – the result of the presence and activates of organisms within a community

Allogenic Environmental Change – is the result of a feature of the physical environment;  governed by physical rather than biological processes. 


∙ Community structure changes across space (zonation) as populations respond to changing  environmental conditions. Changing environmental conditions are influenced by species  interactions.

∙ Abandoned agricultural fields undergo succession, slowly transforming from abandoned  cropland to grassland, then shrubs invade, followed by pine trees and finally hardwood trees  move in and dominate. Over time, the abandoned cropland will become a hardwood forest. 

∙ Seral stages can be recognized as distinct communities, which characteristic structure and  species composition

o Seral stages may last years or decades. Some stages may be skipped or abbreviated.  ∙ Succession occurs in both terrestrial and aquatic environments

∙ Early successional species, Initial colonists, or pioneer species tend to have the following  characteristics:

o High/quick growth rates, small size, high degree of dispersal and colonization, high  rates of per capita population growth

o Ex. Mosses, lichens, herbaceous plants, grasses

∙ Late successional species have the following characteristics:

o Longer lifespans, larger size, lower rates of dispersal and colonization, lower rates of  per capita growth

o Ex. Shrubs, pines, hardwood trees

∙ Primary succession occurs in locations such as newly created volcanic islands and land  exposed by glacier movement or melt.

∙ Secondary succession occurs after a natural disturbance such as a landslide, fire, or  hurricane. 

∙ During successional events, colonizing species change the landscape to a more hospitable  environment for other species. 

∙ Monoclimax hypothesis views community as a highly integrated superorganism o The process of succession is seen as analogous to the development of an individual  organism

∙ Initial floristic composition hypothesis proposed that the process of succession at any site  depends on which specie arrives first. 

o Species replacement is not orderly, and some species may suppress or exclude others  from colonizing

o Succession is individualistic, dependent on the species that colonize a site and the  order of arrival

∙ The facilitation model states that early successional species change the environment, making it more suitable for later successional species to invade and grow. 

∙ Inhibition model involves strong competitive interactions. No species is completely superior to another. The first species to arrive holds the state against any other that try to invade.  ∙ Tolerance model species in earlier successional stages neither aid nor inhibit later  successional species

∙ R, Ruderal species rapidly colonize disturbed sites. 

o They are small, short lived, and almost all resources are dedicated to reproduction.  They have wide dispersal patterns in newly disturbed sites

∙ C, Competitive species live in predictable habitats with abundant resources o Resources are allocated primary to growth and competitive ability, such as additional  resource acquisition

∙ S, Stress tolerate species typically live in habitats with limited resources.  o Resources are usually dedicated mostly to maintenance. 

∙ Resource ratio hypothesis is succession based on a trade­off in characteristics that enable  plants to compete for essential resources, such as light and nitrogen.

o The changes in the relative ability of these resources leads to succession ∙ There are two major classes for changes in environmental conditions which lead to changes  in physical and biological structures of communities. 

o Autogenic and Allogenic environmental changes

o Autogenic environmental change is a feature common to all plant succession  (primary and secondary)

∙ Species diversity does not always increase with the age of the site. Diversity can decrease  after a seral stage change.

∙ Succession is driven by the process of species colonization and replacement o Colonization increase species richness

o Species replacement results from the inability of a specie to tolerate changing  environmental conditions or competition

o Peak diversity occurs in mid­successional stages when later successional species  have arrived, but early successional species have not yet been replaced. 

∙ Strictly abiotic environmental changes can affect succession over timescales ranging from  days to thousands of years or more. 

∙ Sediment deposition patterns have a major influence on succession in coastal and freshwater  communities

∙ The organismal community is a spatial concept. A variety of plant and animal species  interact and influence the overall structure

∙ The continuum community is a population concept where species that are members of a  community respond individually to features of the environment. 

∙ True community structures lie somewhere in between the organismal community and  continuum community structures. 



Landscape Mosaic – the product of the boundaries defined by changes in the physical and  biological structure of the distinct communities that form its elements

Landscape Ecology – the study of the composition, structure, and function of landscapes Spatial Heterogeneity – the spatial pattern of the landscape elements

Habitat Fragmentation – the division of large continuous tracts of habitat into a mosaic of  smaller, often isolated patches

Patches – areas that are more or less homogenous compared to the areas that surround them;  make up the mosaic 

Matrix – composed of communities which surround patches

Boundaries – where the edge of a patch meets another patch or a matrix.  Connectivity – Determined by proximity; influences the ability of patches to interact; can be  increased by the presence of corridors. 

Corridors – routes that enable individuals to move between patches

Ecotone – a broad and gradual border which forms a transitional zone between patches or a  patch and its matrix

Edge Species – species that are restricted to edge environments

Edge Effect – the blending of elements from adjacent patches at a boundary line; influenced by  the area of the boundary and its degree of contrast with adjoining plant communities Landscape connectivity – the degree to which the landscape either facilitates or impedes  organism movement among patches

Structural connectivity – based on the physical arrangement of the habitat patches in the 

landscape; the degree to which patches are linked

Functional connectivity – based on the degree to which the landscape facilitates movement of  organisms; physical structure of the landscape and behavioral responses of organisms to  the structure

Strip Corridors – corridors which are wider bands of vegetation that have both interior and  edge environments. 

Filter Effects – different sized gaps in corridors which allow some organisms to cross but  restrict others. 

Island biogeography – examines the species richness of a single habitat patch as a function of  colonization and extinction. 

Metapopulation Theory – examines the colonization and local extinction of local population of  a species on an array of patches in a broader landscape

Metacommunity – a set of local communities inhabiting discrete patches that are linked by  dispersal


∙ Patches (of a mosaic landscape) and their boundaries interact in different ways depending on  their size and spatial arrangement. Changes though time also vary. 

∙ Landscape ecology focuses on spatial heterogeneity

o Determines processes that give rise to the patterns observed and examines how those  patterns change through time. 

o Focuses more on broader spatial areas

∙ Spatial structure is affected by many interactions such as abiotic factors, biotic factors,  natural disturbances, and human activities

∙ Human activities can cause profound changes, with greater effect than natural disturbances,  to the landscape, such as habitat fragmentation and removal of natural communities.  ∙ Patches, boundaries, and corridors are all embedded within the matrix ∙ Boundaries are areas of contact, separation, or transition between patches o May be abrupt; abrupt boundaries are often permanent and stable

o Boundaries may be caused by fires, storms, or floods. 

o May be narrow or abrupt. 

o May have vertical structure

∙ The greater the contrast of the edge affect, the greater the species diversity ∙ Narrow abrupt boundaries can attract predators.

∙ Boundaries are dynamic; they change in both time and space

∙ Structural connectivity doesn’t necessarily reflect functional connectivity ∙ Corridors can function as travel lanes for individuals moving within their home range or  dispersal route for individuals traveling between habitats. They can also provide habitats ∙ Corridors encourage gene flow among subpopulations and help reestablish species in  habitats where they have gone locally extinct

∙ Negative effects of corridors are:

o Can offer scouting positions for predators hunting in adjacent patches by concealing  them

o Provide a pathway for disease and invasive species to spread among/between patches o Inhibit the movement of social groups if they are too narrow

o Function as filters by providing dispersal routes for some species but not others ∙ A metacommunity must have the following:

o Multiple potentially interacting species

o Multiple patches at which interactions may occur

o Dispersal by at least some species

o Links in interaction among patches

o The metacommunity theory examines the co­existence of multiple species in that  group of interconnected habitat patches

∙ Spatial configuration and species composition of patches influence dispersal and  colonization among local communities

∙ Species composition of patches determines the nature of species interaction, which influence the ability of a new species to colonize a patch or the ability of a current species to persist in  a patch

Page Expired
It looks like your free minutes have expired! Lucky for you we have all the content you need, just sign up here