是什么决定了营养生态位的宽度？一项利用等空间方法对全球淡水鱼类的分析

《Reviews in Fish Biology and Fisheries》：What determines trophic niche breadth? A global analysis of freshwater fishes using isospaces

理解塑造物种营养 niche 宽度的因素对预测物种互作、群落组装及生态响应至关重要。本研究基于稳定同位素分析（δ13C 和 δ15N），对来自6个生物地理区的541个淡水鱼种群（358物种，82科）的 niche 宽度展开量化，检验了14个相关假说。结果显示，温暖、高湿及降水波动大的区域 niche 宽度更广，可能与高生产力、生物多样性及季节性相关；而流域鱼类丰富度增加则导致 niche 收窄，暗示竞争作用。体型变化与 niche 宽度正相关， truncate-rounded 鳍鱼类 niche 更宽，提示摄食行为差异。初级消费者 niche 最宽，非捕食者受太阳辐射、丰富度、体型及鳍形影响显著。采样个体数、栖息地及年限增加均使 niche 宽度扩大。尽管 niche 宽度作为生态指标存在局限，但研究支持了传统假说并提出了环境与生物驱动的新方向。

　　

摘要

理解影响营养生态位宽度的因素对于预测物种间的相互作用、群落构建以及生态系统对环境变化的响应至关重要。虽然已经提出了多种假设来解释物种营养生态位在全球范围内的变化，但实证研究仍然有限。在这项研究中，我们利用稳定同位素分析（δ¹³C 和 δ¹⁵N）对来自不同环境条件和六个生物地理区域的541个鱼类种群（358个物种，82个科）的营养生态位宽度进行了量化。我们检验了14个关于营养生态位宽度与环境因素、特征及采样尺度之间关系的假设。在温度较高、湿度较大且降水量变化较大的地区，鱼类的营养生态位宽度更宽，这表明生产力更高、物种更丰富且具有季节性变化的生态系统与更宽的营养生态位相关。相反，随着流域内鱼类物种丰富度的增加，营养生态位的宽度反而减小，这可能反映了竞争相互作用的影响。种群内部体型大小的变异与营养生态位的宽度存在显著的正相关关系，表明鱼类在发育过程中饮食习惯发生了变化。具有截断圆形鳍的鱼类比具有分叉月形鳍的鱼类具有更宽的营养生态位，这可能反映了它们在觅食行为和移动方式上的差异。初级消费者比中级和顶级消费者的营养生态位宽度更大。捕食者的营养生态位模式与其他所有营养级类似，而非捕食者的营养生态位宽度则受到太阳辐射、物种丰富度、体型大小和鳍形态的影响。营养生态位的宽度随着采样个体数量、栖息地数量及调查年份的增加而增大。尽管作为营养生态学指标，营养生态位模式的局限性已被充分记录，但我们的研究结果仍然支持了几种关于营养生态位变化的长期存在假设，并为理解营养生态位宽度的环境和生物驱动因素提供了新的思路。

图形摘要

理解影响营养生态位宽度的因素对于预测物种间的相互作用、群落构建以及生态系统对环境变化的响应至关重要。虽然已经提出了多种假设来解释物种营养生态位在全球范围内的变化，但实证研究仍然有限。在这项研究中，我们利用稳定同位素分析（δ¹³C 和 δ¹⁵N）对来自不同环境条件和六个生物地理区域的541个鱼类种群（358个物种，82个科）的营养生态位宽度进行了量化。我们检验了14个关于营养生态位宽度与环境因素、特征及采样尺度之间关系的假设。在温度较高、湿度较大且降水量变化较大的地区，鱼类的营养生态位宽度更宽，这表明生产力更高、物种更丰富且具有季节性变化的生态系统与更宽的营养生态位相关。相反，随着流域内鱼类物种丰富度的增加，营养生态位的宽度反而减小，这可能反映了竞争相互作用的影响。种群内部体型大小的变异与营养生态位的宽度存在显著的正相关关系，表明鱼类在发育过程中饮食习惯发生了变化。具有截断圆形鳍的鱼类比具有分叉月形鳍的鱼类具有更宽的营养生态位，这可能反映了它们在觅食行为和移动方式上的差异。初级消费者比中级和顶级消费者的营养生态位宽度更大。捕食者的营养生态位模式与其他所有营养级类似，而非捕食者的营养生态位宽度则受到太阳辐射、物种丰富度、体型大小和鳍形态的影响。营养生态位的宽度随着采样个体数量、栖息地数量及调查年份的增加而增大。尽管作为营养生态学指标，营养生态位模式的局限性已被充分记录，但我们的研究结果仍然支持了几种关于营养生态位变化的长期存在假设，并为理解营养生态位宽度的环境和生物驱动因素提供了新的思路。

图形摘要