理解溪流大型无脊椎动物在大小-密度关系中异常高的密度现象

《Hydrobiologia》：Understanding disproportionately high densities of stream macroinvertebrates in size-density relationships

代谢尺度理论揭示生物体质量与密度负相关，本研究通过分析热带溪流无脊椎动物群落的大小密度关系（SDR），发现高近缘种冗余的物种呈现密度异常升高，且伴随时序波动性增强，提示群落组装中竞争规避与生态位重叠共同驱动高密度现象。

　　

摘要

代谢缩放理论为理解生态系统中的能量流动提供了一个框架，该理论预测体型与密度之间存在负相关关系，即较小的物种通常比较大的物种以更高的密度出现。我们通过研究体型-密度关系（SDR）来评估热带溪流中大型无脊椎动物异常高的密度现象，重点关注那些其密度超出基于体型预期值的类群。我们假设，独特的功能特征使这些类群能够独占特定生态位并减少竞争，从而获得较高的净能量收益。为了验证这一假设，我们连续一年多时间每月对大西洋森林的溪流群落进行采样，并利用异速生长方程估算个体体重。正的SDR残差表明存在异常高的密度现象，我们将这种现象与某些功能特征联系起来。正如预期的那样，体型与密度呈负相关关系，但有些类群的密度随时间的变化幅度超过了其体型所预测的范围。然而，与我们的假设相反，功能独特性并未与更高的密度相关联，这表明仅凭功能特征可能无法解释这种异常高密度现象。相反，这些异常高密度的类群往往与同属物种具有较高的冗余性。此外，密度较高的类群在时间上的变化更为显著，表明这些密集种群的数量动态存在波动。我们的研究结果表明，高密度可能是生态位抢占机制与群落组装方式改变共同作用的结果。