分形模型与一般性物种多度分布关系的检验解析:以贝类和昆虫群落为例

作     者：徐伟强 苏强 Weiqiang Xu;Qiang Su

作者机构：中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 

出 版 物：《生物多样性》 (Biodiversity Science)

年 卷 期：2024年第32卷第4期

页      面：66-75页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金(42371062 42071137) 

主　　题：物种多样性 物种多度分布 分形理论 分形模型 多样性指数 

摘      要：群落物种多度分布(species abundance distribution,SAD)是描述自然界生物群落中各物种间个体数量关系的定量方法,也是群落物种多样性的一项主要研究内容。目前,已提出了40余种SAD理论模型,但该如何解读群落物种多样性,学界内却很难达成一致。研究表明,各类生物群落通常由极少的优势种和大量的稀有种组成。先前有研究运用SAD分形模型对近两万个群落样本的统计分析发现,自然群落SAD最容易观测到的分布特征是1:1/2:1/3……,并据此提出了SAD的一般性分布关系。虽然后续研究对该项研究进行过验证,但对一般性分布关系和分形模型的探讨尚不够充分,特别是对其内在机制的解读,还要依靠更多学者提供想法,找出问题,逐步完善,并最终形成共识。本文选取大西洋深海双壳类群落和全球农作物授粉昆虫群落为例,基于拟合优度R2和分形参数p的统计分析(包括平均值、中值和频数分布),对分形模型和一般性分布关系两方面内容进行了更为详细的检验和研究。结果表明:(1)分形模型对两类群落均有较好的拟合效果,平均近70%样本(具体分别为85.5%和67.8%)的R^(2)0.8;(2)两组群落最常见的SAD都是1:1/2:1/3……,这说明一般性分布关系可以得到包括深海贝类与授粉昆虫在内的多种生物群落的支持,具有较强的普遍性意义。本研究拟通过分形模型和一般性分布关系的验证,为学界提供值得思考和讨论的学术议题(如一般性分布关系的内在机制可能是什么),为开拓群落物种多样性研究的新领域找到较为新颖的切入点。