亚马逊雨林物种分布格局解析：河流屏障与空间限制的相对贡献

本文通过贝叶斯机制模型量化了地理距离、环境变异和河流屏障对亚马逊雨林物种分布的相对贡献。研究发现亚马逊河作为生物地理屏障的效应相当于172公里森林扩散距离，但45%物种因自身狭窄分布而未受河流直接影响。模型对S?rensen相似性指数的解释力（R2=0.527）显著优于传统多元回归，揭示了常见物种对群落相似性指标的支配性影响。

　　

亚马逊雨林物种分布格局解析：河流屏障与空间限制的相对贡献

摘要

本研究旨在量化地理距离、环境变异和河流屏障对亚马逊森林物种分布相对贡献的定量关系。通过开发贝叶斯机制模型，直接估计这些变量对物种生态位和扩散的影响，并将个体物种沿这些梯度与屏障的分布模式与常见的物种相似性随距离衰减现象相联系。研究应用于跨越亚马逊河的105个样地中71种收割者蜘蛛（Opiliones）的分布数据。

引言

阿尔弗雷德·R·华莱士于1854年首次提出亚马逊河作为影响亚马逊地区物种分布和起源的关键生物地理屏障。尽管众多研究证实了河流两岸物种组成的差异，但在广阔地理尺度上，地理距离隔离群落同样导致物种组成变化。传统研究受限于采样设计，难以区分河流、地理距离与环境因素的独立效应。

方法

研究区域涵盖巴西中部亚马逊地区，采样点分布于亚马逊河北岸的Ducke森林保护区和南岸的BR-319公路沿线。采用标准化RAPELD采样设计，通过隐秘手动搜索法收集收割者蜘蛛标本。环境预测因子包括土壤阳离子浓度、颗粒组成、树木密度、温度和降水。

贝叶斯模型构建基于物种出现概率与其最优生境条件距离的函数关系，将河流屏障效应建模为阶梯函数。模型参数通过MCMC模拟估计，使用JAGS软件运行三个并行链各15000步。通过乘性分区γ多样性和S?rensen相似性指数分析β多样性模式。

结果

共鉴定71种收割者蜘蛛，南岸物种丰富度（55种）显著高于北岸（27种），仅15%物种分布于河流两岸。模型估计物种在河岸处成功跨越河流的平均概率为43%，该屏障效应相当于通过森林扩散172公里。45%的南部物种具有天然狭窄分布，其在河岸的出现概率接近零，表明其对岸缺失并非直接源于河流屏障。

当包含所有物种时，河流对物种组成的影响强于地理距离。但排除五种最常见物种（占总数的7%）后，地理距离的影响超过河流效应。整合多因素的模型对观测S?rensen相似性指数具有更高解释力（R2=0.527）。

讨论

研究证实亚马逊河作为生物地理屏障的重要性，但强调地理距离和环境异质性对物种分布的关键影响。多数物种的狭窄分布范围表明，即使不存在河流屏障，区域间物种组成仍存在显著差异。常见物种对群落相似性指标的支配性影响可能导致河流效应的过高估计。

收割者蜘蛛的生理生态特性（如扩散能力弱、对微生境依赖性强）使其成为研究空间分布与生物地理的理想模型。研究结果对生物地理分区和系统发育分析具有重要启示，建议综合考虑空间与环境因素界定生物地理单元。

结论

亚马逊雨林物种分布是地理距离、环境梯度与河流屏障共同作用的结果。揭示亚马逊超多样性的成因，不仅需要理解物种如何响应地理屏障演化，还需探究众多物种在区域内形成狭窄生态位/分布的内在机制。