树洞水生无脊椎动物群落构建中资源与条件生态位的相对重要性：基于性状的物种分布模型解析

《Freshwater Biology》：Relative Importance of Resource and Condition Niche for Invertebrates in Water-Filled Treeholes

本文通过独立操控资源（棉粉添加）和微生境条件（塑料叶添加），结合性状分布模型（SDM），揭示了树洞水生无脊椎动物群落构建中资源生态位相较于条件生态位具有更重要的分化作用。研究发现体型较小的物种对资源与条件变化响应更敏感，而资源添加的协同效应可改变竞争格局，强调了区分资源与条件生态位对理解群落构建机制的关键意义。

　　

引言：生态位分化作为物种共存的关键机制，通过资源与条件轴的分化缓解种间竞争。在斑块化环境中，资源（可消耗性营养物质）与条件（非消耗性环境因子）的异质分布共同驱动群落构建过程。水淹树洞作为理想微宇宙系统，其内部叶屑同时具备资源供给与结构基质的双重功能，为解析两类生态位的相对贡献提供了独特平台。本研究通过独立操控资源与条件变量，结合基于体型大小的性状分布模型，验证"资源生态位分化程度高于条件生态位"的核心假设。

材料与方法：实验在日本中部柳杉人工林（36°21′N, 139°36′E）开展，设置40个标准化人工树洞（容积800 mL），采用2×2因子设计：资源处理（棉粉0.2 g）模拟微颗粒有机质，条件处理（10片塑料叶）模拟结构基质，监测pH、电导率（EC）、溶解氧（DO）等水质参数。通过广义线性混合模型（GLMM）分析物种丰度与体型大小（β₁）、处理交互项（β₂）的关系，计算响应比揭示生态位分化程度。

结果：共记录2782头水生无脊椎动物（6个形态种），优势种为大型蚊类Tripteroides bambusa（体长4.95±1.76 mm）和Aedes flavopictus（4.40±1.27 mm）。群落水平分析未发现处理间物种丰富度、总丰度或群落组成的显著差异（PERMANOVA, p=0.275）。但SDM揭示体型与处理的显著交互作用（χ²=124.085, p<0.001）：资源处理的种间响应差异（|β₂|=0.433）大于条件处理（0.338），而联合处理呈现协同效应（0.934>0.771）。小型物种（如体长2.73 mm的蠓科昆虫）对资源添加响应强烈，而T. bambusa在联合处理中丰度显著下降。

讨论：资源生态位的主导作用印证了资源竞争在群落构建中的核心地位，符合清洁者-机会主义者权衡理论。大型物种凭借较宽的生态位幅度（如耐受饥饿能力）占据优势，而资源条件改善通过促进小型物种繁殖改变竞争平衡。塑料叶与棉粉的有效性验证了叶屑双重功能的可分离性，但低物种库（6种）可能削弱群落水平信号的检测。未来研究需梯度设计、控制定殖顺序，并整合温度等多元条件因子。

结论：在局域尺度上，资源可得性（而非 abiotic 条件）是驱动树洞群落生态位分化的首要因素。研究框架为解析多物种系统中资源与条件的互补作用提供了新视角，跨尺度整合营养-温度互作机制将深化对群落构建规律的理解。