Q1群落、结构和稳定性

Q1

群落、结构和稳定性要点群落群落（community）是在相同时间聚集在同一地段上的许多物种种群（speciespopulations）的集合。它的特性是由个体之间的相互作用如竞争（competition）和寄生（parasitism）决定的。群落也能够从更广阔的角度和物种多样性（speciesdiversity）、食物网（food-webs）、能量流（energyflow）和同资源种团（guilds）中种间的相互作用来观察它的特性。Thecommunityisanassemblageofspeciespopulationsthatoccurtogetherinthesameplaceatthesameplaceatthesametime.Ithaspropertiesdeterminedbytheimteractionsamongindividualssuchascompetitionandparasitism.Thecommunitycanalsobeviewedfromthebroaderperspectiveintermsofspeciesdiversity,food-webs,energyflowandtheinteractionsamongguildsofspecies.KeyNotesThecommunityQ1

THECPMMUNITY,STRUCTUREANDSTABILITY群落结构一个群落的物种多样性取决于群落含有的不同种的数量即种丰富度（thespeciesrichness）和种多度的均匀性（theevennessofspeciesabundance）。多样性指数（diversityindices）可以通过这两个因子计算出来。表达种丰富和种均匀度综合的另一种方式是通过种的相对多度对种的顺序作图。多样性能够在局域群落（localcommunity）、地区（region）和最广阔的地理尺度（geographicscale）（如大陆）三个不同的空间尺度上测算它。这样就产生了a、β和Υ多样性。Thespeciesdiversityofacommunitydependsonthenumberofdifferentspeciesitcontains(thespeciesrichness)andtheevennessofspeciesabundanceacrossspecies.Diversityindicescanbecalculatedtotakeintoaccountbothofthesefactors.Anotherwayofrepresentingspeciesrichnessandevennesstogetheristoplottherelativeabundanceofspeciesagainstrankorderofspeciesabundance.Diversitycanbemeasuredoverthethreedifferentspatialscalesofthelocalcommunity,theregionandthebroadestgeographicscale(e.g.thecontinent).Thisyieldsalpha(α)-,beta(β)-andgamma(γ)-diversity.Communitystructure群落边界群落不会突然中断，而是逐渐的过渡到其他群落，因为各个物种是逐渐受到它们的环境耐受力限制的。这一点可以通过梯度分析来得到证明，梯率分析重点在于物种分布重叠区域。分类和排序的统计方法允许群落的边界在这个连续体上重叠。分类技术分出了生态学上不同的物种或地段，获得了客观等级。排序并不是企图勾画出边界，而是根据它们在分布上的相似性而勾画出物种集团或地段。Communitiesdonotendabruptlybutgradeintooneanotherasindividualspeciesencounterthelimitsoftheirenvironmentaltolerance.Thiscanbedemonstratedthroughgradientanalysis,whichfocusesontheoverlappingdistributionsofindividualspecies.Thestatisticalmethodsofclassificationandordinationallowcommunityboundariestobesuperimposedonthiscontinuum.Classificationtechniquesseparateecologicallydifferentspeciesorsitesyieldingobjectiveclasses.Ordinationdoesnotattempttodrawboundariesbutgroupsspeciesorsitesaccordingtohowsimilartheyareintheirdistributions.Communityboundaries同资源种团同资源种团是许多占据相似生态位的物种组合的集团；如以阔叶树为食物的许多昆虫就形成一个同资源种团。一些研究已经表明，在一个群落内的某些同资源种团中的总物种的比例是不变的。这就表明也许有某一共同的“规则”在统治着群落结构。Guildsaregroupsofspeciesthatoccupysimilarniches;forexample,insectsfeedingonbroad-leavedtreesformoneguild.Somestudieshavefoundconstancyintheproportionoftotalspeciesincertainguildswithinacommunity.Thisindicatesthattheremaybecertaincommon‘rules’governingcommunitystructure.Guilds群落的复杂性、多样性和稳定性稳定性有两个组成成分——恢复力（resilience）和抵抗力（resistance）。这两个指标描述了群落在受到干扰后的恢复能力和抵御变化的能力。复杂性被认为是决定群落恢复力和抵抗力的重要因素。然而群落越复杂并不意味着群落越稳定。复杂性增加已经显示会导致不稳定。此外，群落的不同组分（如种丰富度和生物量）也许对干扰有不同反应。具有较低生产力的群落（如冻原）其恢复力是最低的。相反，较弱的竞争可以使许多的物种共存，从而减少群落的不稳定性。茫茫的北极冻原Therearetowcomponentstostability–resilienceandresistance,whichdescribethecommunity’sabilitytorecoverfromdisturbanceandtoresistchange.Complexityisthoughttobeimportantindeterminingresilienceandresistance,However,morecomplexcommunitiesarenotnecessarilythemoststable;increasedcomplexityhasbeenshowntoleadtoinstability.Inaddition,differentcomponentsofthecommunities(e.g.speciesrichnessandbiomass)mayresponddifferentlytodisturbance.Communitieswithalowproductivity(e.g.tundra)tobetheleastresilient.Incontrast,weakcompetitionpermitscoexistenceamongspeciesandreducescommunityinstability.Communitycomplexity,diversityandstability相关主题资源分配（见I3）食物链（见P3）营养复杂性与稳定性食物链的长度也许能够影响群落的恢复力。具有不同营养连接水平的许多群落模型，显示复杂性导致恢复力和稳定性下降。然而，这样的研究应该被谨慎地解释，因为真正的群落所具有的特性在零群落模型中并没有被发现。稳定性也依赖于环境状况——一个脆弱的（复杂的或多样的）群落也许能够在一个稳定和可预知的环境中持续下去，而在一个多变的和不可预知的环境中，仅仅简单的和生长旺盛的群落才能够生存下去。RelatedtopicsResourcepartitioning(I3)

Foodchains(P3)TrophiccomplexityandstabilityFoodchainlengthmayinfluencetheresilienceofthecommunity.Modelsofcommunitieswithdifferentlevelsoftrophicconnectanceshowthatcomplexityreducesresilienceandstability.However,suchstudiesshouldbeinterpretedwithcaution,asrealcommunitiesmsypossessimportantattributesmotfoundinthecommunitiesofnullmodels.Stabilityalsodependsonenvironmentalconditions–afragile(complexordiverse)communitymaypersistinastableandpredictableenvironment,whileinavariableandunpredictableenvironmentonlysimpleandrobustcommunitieswillsurvive.Q2

岛屿群落与移殖要点物种-面积关系岛屿上（或一个地区中）物种数目会随着岛屿面积的增加而增加，最初增加十分迅速，当物种接近该生境所能承受的最大数量时，增加将逐渐停止。物种数目的对数与面积对数的坐标图显示的是一个线性关系。对于海洋岛屿和生境岛屿来说，这些双对数坐标图直线的斜率，大多在0.24~0.34之间。对于连续生境内的亚区域，斜率接近0.1。随着面积增加，物种多样性增加的效果在岛屿上要比连续生境内明显。岛屿Thenumberofspeciesonanisland(orinanyarea)willincreasewiththesizeoftheisland.Theincreaseisinitiallyrapid,tailingoffatthemaximumnumberofspeciesforagivenhabitat.Aplotoflogspeciesnumberagainstlogareagivesalinearrelationship.Foroceanicislandsorislandsofhabitat,theslopesoftheselog-logplotsmostlyfallwithintherange0.24-0.34.Forsubareaswithincontinuoushabitat,theslopeisaround0.1.Theeffectofincreasingspeciesdiversitywithincreasingareaismorepronouncedonislandsthanwithincontinuoushabitat.KeyNotesThespecies-arearelationshipQ2

ISLANDCOMMUNITIESANDCOLOMOZATION岛屿生物地理学麦克阿瑟和威尔逊的岛屿生物地理学理论指出，岛屿上物种的数目是由新移殖来的物种和以前存在物种的灭绝之间的动态平衡决定的。当移殖种的数目增加时，到达岛屿的移殖来的物种的数目会随着时间的推移而减少。相反，当物种之间的竞争变得强烈时，灭绝的速率就会增加。当灭绝和移殖的速率达到相等时，物种的数目就处于平衡稳定状态。模型研究也证明了物种的数目会随着岛屿面积的增加而增加，和随着距移殖者源距离的缩短而增加。对模型研究有利的证据，是由对除去动物的岛屿上物种的再移殖的观察，和对最近隔离的岛屿物种的丧失结果所提供的。当与邻近大陆对照的时候，灭绝和移殖过程说明了岛屿植物区系和动物区系的衰亡。MacArthurandWilson’stheoryofislandbiogeographystatesthatthenumberofspeciesfoundonanislandisdeterminedbyadynamicequilibriumbetweentheimmigrationofnewcolonizingspeciesandtheextinctionofpreviouslyestablishedones.Asthenumberofcolonizingspeciesincreases,thenumberofimmigrantsarrivingontheislanddecreasesovertime.Incontrast,ascompetitionamongspeciesbecomesmoreintense,theextinctionrateincreases.Thepointatwhichextinctionandcolonizationratesareequalgivesthenumberofspeciesatequilibrium.themodelalsoaccountsfortheincreaseinspeciesnumberwithincreasingislandsizeanddecreasingdistancefromasourceofcolonists.Extinctionandcolonizationaccountforthedepauperatefloraandfaunaofislandswhencomparedtotheadjacentmainland.Islandbiogeography岛屿和异质种群异质种群理论已经替代了岛屿生物地理学来解释片断化生境的“岛屿”种群行为。异质种群含有许多种群，这些种群之间通过迁入和迁出而交换个体。与岛屿不同，生境斑块（patch）是在景观镶嵌板块（landscapemosaic）之中的，景观板块能够影响斑块的性质和它所含的物种种类。相关主题种内竞争（见I2）保育对策（见V2）稀有物种、生境损失和灭绝（见V1）RelatedtopicsIntraspecificcompetition(I2)Conservationstrategies(V2)Rarespecies,habitatlossandextinction(V1)IslandsandmetapopulationsMetapopulationtheoryhassupersededislandbiogeographyinexplainingthebehaviorofpopulationsin‘islands’offragmentedhabitat.Ametapopulationconsistsofanumberofpopulationsthatexchangeindividualsthroughimmigrationandemigration.Unlikeislands,habitatpatchesareembeddedinalandscapemosaicthatcaninfluencethequalityofthepatchandthespeciesitwillcontain.Q3群落格局、竞争和捕食要点群落集合集合规则（assemblyrule）的概念企图解释自然群落是如何不同于来自物种库中的物种而随机装配出来的群落。群落集合也许能被生境类型、物种移殖和定居，或者种内的相互关系，像捕食、寄生和竞争所影响。集合规则研究群落组成中的格局，将那些由“零(null)”群落模型所产生的格局与真实的群落格局相比较。Theconceptofassemblyrulesattemptstoexplainhownaturalcommunitiesvaryfromrandomassemblagesderivedfromtherangeofavailablespecies(thespeciespool).Communityassemblymaybeinfluencedbyhabitattype,speciescolonizationandestablishment,and/orbyinterspecificrelationshipssuchaspredation,parasitismandcompetition,Assemblyrulestudiesinvestigatepatternsincommunitymake-up,comparingrealcommunitypatternswiththosegeneratedby‘null’communitymodels.KeyNotesCommunityassemblyQ3

COMMUNITYPATTERNS,COMPETITIONANDPREDATION竞争竞争可能是形成群落结构的一个重要力量，但是在调查的时候，它又不一定是重要的。过去竞争的痕迹在群落中可以留下很深的烙印（像生态位的分化）。竞争的一些研究已经表明，生态学上相似物种组成的同资源种团当中，仅仅只有一个成员在群落中能够生存，这就意味着其他相似物种被竞争排斥了。岛屿上超飘流的鸟类物种的分布也支持了该理论，即竞争导致了群落的结构化。新西兰岛屿Competitioncanbeanimportantforceshapingcommunitystructurebutisnotnecessarilysignificantatthetimeofinvestigation.Theghostofcompetitionpastcanleaveastrongimprintonacommunity(e.g.asnichedifferentiation).Somestudiesofcompetitionhaveshownthatonlyonememberofaguildofecologicallysimilarspeciestendstobepresentinthecommunity,suggestiveofcompetitiveexclusionofothersimilarspecies.Thedistributionofsupertrampbirdspeciesonislandsalsosupportsthetheorythatcommunitiesarestructuredbycompetition.Competition食肉动物选择捕食和转换猎物能够使稀有物种免遭捕杀。这种行为能够导致许多相对稀少的物种在同一个群落中共存。食草动物食草动物对植物群落有两个作用：（i）它们选择摄食影响群落的物种多度。（ii）啃食抑制了竞争物种的生长，因此加速和维持了低竞争物种的多样性。当啃食强度很强时，物种多样性降低，物种会局部灭绝。Grazinganimalshavetwoeffectsonplantcommunities:(i)theirselectivefeedingaffectsspeciesabundanceinthecommunity,and(ii)grazingsuppressesthegrowthofcompetitivespeciest