环境变异性和物种多样性迁入率控制模式之间的相互作用.doc

环境变异性和物种多样性迁入率控制模式之间的相互作用 翻译：林学院生态学 黄韡 1110425007 摘要 多数理论聚焦在本地化的竞争过程预示着物种多样性是随着高频率的环境变异性增加到最大限度或者从中级频率中二者择其一。这个模式连接着整个地区多样性模式的地区性说明的进程预示着来自地区物种联营的移居率能强有力地增加多样性。但是，地方性和整个地区进程间的相互作用暂时使环境波动受到很少的关注。 我们在一个模拟研究中探寻物种多样性模式如何受到统计学上随机的环境变异图谱的频率和竞争模式中移居率的绝对密度的影响。假设环境变更影响竞争性物种的增长率。一个物种的增长率对于一个连续的环境变异，比如盐分和温度，呈现单峰分布的响应。最适宜的位置和增长的幅度所反映的生态位轴线被作为从属物种的特性。因此，环境变异能够影响物种的竞争排列。 在竞争模式中，减少环境变异频率产生单调性的减少或单峰的“媒介干扰类型”的多样性模式。多样性的水平和由物种移居率所决定的模式类型和物种最初放置的数量和特性是沿着环境生态位轴线的。移居普遍地增强了多样性，但是中级移居率的增加总量是环境变异性强力成倍增长的。减少环境变异频率一直产生一种单调性减少的多样性模式在把最适宜成长对称地放置在环境噪音模型的两个物种系统中。但是，物种数量的增加和不对称的最适宜条件使得多样性模式对移居率很敏感：多样性能在缺乏移居的环境变异频率时受到非常低的影响和不受影响，在低频率少量的环境移居率的顶峰（例如产生IDH的模式类型），或者减少高移居率的单一性。多样性是在当环境高频率波动时最初物种数量和最适宜生长位置有小的变化时最敏感的。 移居能改变环境变异频率在降低单峰模型（IDH型）的单一的多样性中的影响。并强调区域方法在说明多样性模式中的重要作用，特别是当移居率与当地条件不相关的时候。在群落性能、移居率和环境变异图谱间的强大的相互作用表明在群落性能或散布率中很小的变化能很大地影响引起物种多样性。 1. 前言 竞争排斥原则预示竞争在均匀的环境中将减少物种多样性（Hardin, 1960）。但是，多数进程能放慢进程或防止多样性下降。在局部尺度上，环境条件的波动或者干扰，能减少优势竞争者的种群规模或颠倒竞争排列。Hutchinson（1961）提议这种机制能解释自然种群中浮游生物的多样性。在区域尺度上，个体的移居能重建种群或者防止物种排斥（Huston, 1994）。这两种进程都可能在自然群落中很重要，他们重要的亲缘关系能在不同的生态系统中产生变化。但是，基于物种多样性而产生的理论发展，传统上分别用局部和区域的方法进行研究，也有少部分尝试联合二者进行研究(Loreau and Mouquet, 1999; Mouquet et al., 2002)。 在局部尺度上，竞争过程和物种多样性结果受到环境波动（或‘噪音’）的自然影响，比如噪音分布和曲线图(e.g. Huston, 1994, Grover, 1997)。一般的解释是恒定的环境或者几乎没有产生干扰使物种多样性缩到最小是因为竞争排斥即将发生。中级频率的波动被预期为把多样性增加到最大限度，和非常高的频率又一次使多样性缩到最小值，因为物种不能从低密度中恢复过来(Hutchinson, 1961; Connell, 1978; Huston, 1979 )。然而，这个预报依赖于特殊的假设关于环境变异如何被认为影响物种：如果波动的不利影响种群扰动所有的物种,高频波动通常是对多样性有害的。然而,物种也许也只是对各种不同环境而产生的反应，例如，从性能折中( Huey and Kingsolver, 1993; Grover, 1997 ) 没有任何特定的环境条件下有不利影响所有种类的在同一时间内。因此,一个物种可能是一种竞争性的优越环境条件、劣质的其他条件之下。在这个生态似是而非的情况下,预计时间高频波动最大的多样性(Huston, 1994)。 结合当地的竞争过程和非密度制约的迁入已经被建议在减少变异性总数量的个体在群落上做了一个很大的积极的影响。( Loreau and Mouquet, 1999; Ives and Hughes, 2002 ) 物种驱向低密度或灭绝当地竞争过程可以被非密度制约的迁入解救。另外，在严格的排他的局部竞争中，当迁入率增加的时候，竞争物种的分布被预期为改变从单一栽培到一个单峰和更加均匀地分布。但是，在这样的环境中这些模型只考虑空间竞争过程而没有时间变异性。作为时间变异性的存在和类型可以强烈地修改本地竞争的过程( H