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作者：

赵郁豪

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摘要：

生境片段化是指原来连续的生境受自然和人为干扰的影响,逐渐转变为隔离的且面积较小的斑块的过程.生境片段化会影响生物多样性和生物群落的构建过程,其中生物群落的构建过程主要包括生态位过程(环境过滤和种间竞争等)和中性过程(扩散限制和生态漂变等).现有的研究主要围绕片段化生境中植物和鸟类等生物类群开展,缺乏对片段化生境中蚂蚁群落构建过程的研究.蚂蚁在生态系统中扮演着十分重要的角色,并且对生境变化十分敏感.对片段化生境中蚂蚁群落构建过程的研究有助于更深入地了解生境片段化对生物群落的影响.此外,现有的关于蚂蚁群落构建的研究多是从物种多样性的角度进行分析,忽略了蚂蚁不同功能特征(功能多样性)和进化背景(谱系多样性)对其群落构建过程的影响.功能多样性有助于揭示群落对环境的适应能力,谱系多样性则反映了物种间的进化关系,有助于我们从进化的角度来阐释群落构建过程中不同生态过程的相对重要性.人工陆桥岛屿系统具有形成历史相同和地理界限清晰等优势,为研究片段化生境中群落的构建过程提供了十分有利的条件.因此,本研究基于物种,功能和谱系多样性三个维度,结合不同的群落构建模型和方法(如零模型),对千岛湖片段化生境中蚂蚁群落的构建过程展开如下研究:(1)从物种多样性角度出发,探讨种间竞争是否影响千岛湖蚂蚁群落和不同功能群蚂蚁的构建;(2)千岛湖蚂蚁群落和不同功能群的空间分布是否呈现嵌套格局,以及何种生态过程影响其的空间分布格局;(3)结合蚂蚁群落性状分布以及功能和谱系结构,探讨生态位过程对蚂蚁群落构建的影响,以及不同大小和隔离度岛屿上决定蚂蚁群落构建的主要生态过程是否相同.2017-2018年,我们在浙江省千岛湖地区选择了33个研究岛屿,通过陷阱法,凋落物收集法和手拣法调查蚂蚁群落多样性,测量蚂蚁的体长,眼宽,后足长上颚长和触角柄节长等功能性状特征,并基于3个核基因片段构建蚂蚁种水平的系统发育树.基于以上数据,从物种,功能和谱系多样性的角度分析影响蚂蚁群落构建的主要生态过程,主要结果如下:(1)千岛湖蚂蚁群落以及多数功能群(广布类群,机会主义类群,专性捕食类群和温热气候特化种类群)都符合以竞争为主要群落构建机制的恒定体型比例模型.此外,专性捕食类群内两两物种共存的数量要显著少于预测值.(2)千岛湖蚂蚁群落不存在嵌套格局.但是对不同的功能群来说,亚优势类群和专性捕食类群存在显著的嵌套格局,物种多度和岛屿面积是影响其嵌套的主要因素.(3)蚂蚁群落的平均体长和上颚长随着岛屿面积增加而增加,眼宽,后足长和触角柄节长则随着岛屿面积增加而减少,小岛上的性状组合是趋向于能够抵抗干扰的杂食性性状.功能分散指数(FDis)的预测值与岛屿面积显著正相关,且大多数小岛上功能丰富度(FRic)和功能分散指数的实际值低于预测值.隔离度对千岛湖蚂蚁群落的性状分布没显著作用.(4)蚂蚁群落的谱系结构总体趋于聚集而群落的功能结构总体趋于发散.随着岛屿面积的增加,蚂蚁群落的谱系和功能结构从聚集逐渐变为发散,但岛屿隔离度隔离度没有显著作用.本研究表明,生态位过程主要影响专性捕食类蚂蚁,这可能与它们食性范围窄和生境需求特殊有关.相比于隔离度,岛屿面积对蚂蚁群落多样性和构建的影响更大,岛屿面积越小,岛上的环境会越恶劣和均质,导致无法适应这些条件的物种丧失.蚂蚁群落的功能结构对竞争作用更敏感,而谱系结构对环境过滤更敏感,因此,谱系并不能成为功能在群落研究中的替代指标.后续的研究应该同时从物种,功能和谱系多样性的角度对群落构建过程进行研究.

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