Khám Phá Đóng Góp Của Loài Và Địa Điểm Đến Đa Dạng Beta Trong Tập Hợp Côn Trùng Dòng Nước

Oecologia - Tập 183 - Trang 151-160 - 2016
Jani Heino1, Mira Grönroos2
1Finnish Environment Institute, Natural Environment Centre, Biodiversity, Oulu, Finland
2Department of Environmental Sciences, Section of Environmental Ecology, University of Helsinki, Lahti, Finland

Tóm tắt

Gần đây, có đề xuất rằng đa dạng beta có thể được phân chia thành những đóng góp của từng địa điểm cho đa dạng beta tổng thể (LCBD) hoặc những đóng góp của từng loài cho đa dạng beta tổng thể (SCBD). Chúng tôi đã khám phá mối quan hệ của LCBD và SCBD với các đặc điểm của địa điểm và loài, tương ứng, trong các tập hợp côn trùng dòng nước. Chúng tôi phát hiện rằng LCBD chủ yếu được giải thích bởi sự biến đổi trong độ phong phú loài, với một mối quan hệ tiêu cực được phát hiện. SCBD có mối liên hệ mạnh mẽ với các đặc điểm khác nhau của loài, chẳng hạn như tỷ lệ cư trú, độ phong phú, vị trí sinh thái và độ rộng sinh thái, nhưng chỉ có mối liên hệ yếu với các thuộc tính sinh học của loài. Cụ thể, tỷ lệ cư trú và các biến hình vuông của nó cho thấy một mối quan hệ hình chữ U rất mạnh với SCBD, gợi ý rằng những loài trung gian về tỷ lệ cư trú tại địa điểm đóng góp nhiều nhất vào đa dạng beta. Những phát hiện của chúng tôi về việc giải mã những đóng góp của địa điểm hoặc loài đến đa dạng beta tổng thể rất quan trọng đối với sinh thái cộng đồng, bảo tồn và đánh giá sinh học sử dụng các tập hợp côn trùng dòng nước, và có thể mang lại một số tổng quát chung có thể tìm thấy trong các nhóm sinh vật khác.

Từ khóa

#đa dạng beta #LCBD #SCBD #côn trùng dòng nước #sinh thái cộng đồng #bảo tồn #đánh giá sinh học

Tài liệu tham khảo

Anderson MJ, Crist TO, Chase JM, Vellend M, Inouye BD, Freestone AL, Sanders NJ, Cornell HV, Comita LS, Davies KF, Harrison SP, Kraft NJB, Stegen JC, Swenson GS (2011) Navigating the multiple meanings of β diversity: a roadmap for the ecologist. Ecol Lett 14:19–28 Brown JH (1984) On the relationship between abundance and distribution of species. Am Nat 124:255–279 Cribari-Neto F, Zeileis A (2010) Beta Regression in R. J Stat Softw 34:1–24 da Silva PG, Hernández MIM (2014) Local and regional effects on community structure of dung beetles in a mainland-island scenario. PLoS One 9:e111883 Dolédec S, Chessel D, Gimaret-Carpentier C (2000) Niche separation in community analysis: a new method. Ecology 81:2914–2927 Dray S, Dufour AB (2007) The ade4 package: implementing the duality diagram for ecologists. J Stat Softw 22:1–20 Gaston KJ (2003) The structure and dynamics of geographic ranges. Oxford University Press, Oxford Gaston KJ, Borges PAV, He F, Gaspar C (2006) Abundance, spatial variance and occupancy: arthropod species distribution in the Azores. J Anim Ecol 75:646–656 Giraudoux P (2016) Pgirmess: data analysis in ecology. R package version 1.6.4. http://CRAN.R-project.org/package=pgirmess. Accessed 1 June 2016 Grönroos M, Heino J (2012) Species richness at the guild level: effects of species pool and local environmental conditions on stream macroinvertebrate communities. J Anim Ecol 81:679–691 Grönroos M, Heino J, Siqueira T, Landeiro VL, Kotanen J, Bini LM (2013) Metacommunity structuring in stream networks: roles of dispersal mode, distance type and regional environmental context. Ecol Evol 3:4473–4487 Hawkins CP, Mykrä H, Oksanen J, Vander Laan JJ (2015) Environmental disturbance can increase beta diversity of stream macroinvertebrate assemblages. Glob Ecol Biogeogr 24:483–494 Heino J (2005) Positive relationship between regional distribution and local abundance in stream insects: a consequence of niche breadth or habitat niche position? Ecography 28:345–354 Heino J (2013) Environmental heterogeneity, dispersal mode, and co-occurrence in stream macroinvertebrates. Ecol Evol 3:344–355 Heino J (2015) Deconstructing occupancy frequency distributions in stream insects: effects of body size and niche characteristics in different geographical regions. Ecol Entomol 40:491–499 Heino J, de Mendoza G (2016) Predictability of stream insect distributions is dependent on niche position, but not on biological traits or taxonomic relatedness of species. Ecography (in press) Heino J, Grönroos M (2014) Untangling the relationships among regional occupancy, species traits and niche characteristics in stream invertebrates. Ecol Evol 4:1931–1942 Heino J, Muotka T, Paavola R (2003) Determinants of macroinvertebrate diversity in headwater streams: regional and local influences. J Anim Ecol 72:425–434 Heino J, Ilmonen J, Paasivirta L (2014) Continuous variation of macroinvertebrate communities along environmental gradients in northern streams. Boreal Env Res 19:21–38 Laliberté E, Legendre P, Shipley B (2014) FD: measuring functional diversity from multiple traits, and other tools for functional ecology. R package version 1.0–12. https://cran.r-project.org/web/packages/FD/index.html. Accessed 1 June 2016 Legendre P, De Cáceres M (2013) Beta diversity as the variance of community data: dissimilarity coefficients and partitioning. Ecol Lett 16:951–963 Lopes PM, Bini LM, Declerck SAJ, Farjalla VF, Vieira LCG, Bonecker CC, Lansac-Toha FA, Esteves FA, Bozelli RL (2014) Correlates of zooplankton beta diversity in tropical lake systems. PLoS One 9:e109581 Mayor SJ, Boutin S, He F, Cahill JF Jr (2015) Limited impacts of extensive human land use on dominance, specialization, and biotic homogenization in boreal plant communities. BMC Ecol 15:5 Merritt RW, Cummins KW (1996) An introduction to the aquatic insects of North America, third edition. Kendall/Hunt, Dubuque, Iowa, USA Moog O (2002) Fauna Aquatica Austriaca. Katalog zur autoökologischen Einstufung aquatischer Organismen Österreichs. -Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien Mykrä H, Ruokonen T, Muotka T (2006) The effect of sample duration on the efficiency of kick-sampling in two streams with contrasting substratum heterogeneity. Ver Int Ver Theor Ang Limnol 29:1351–1355 National Board of Waters and the Environment (1981) Vesihallinnon analyysimenetelmät. Publ Nat Board Wat Finland Report 213:1–136 Nilsson A (ed) (1997) Aquatic insects of North Europe, vol 2. Apollo Books, Stenstrup Poff NL, Olden JD, Vieira NKM, Finn DS, Simmons MP, Kondratieff BC (2006) Functional trait niches of North American lotic insects: traits-based ecological applications in light of phylogenetic relationships. J N Amer Bentholl Soc 25:730–755 R Core Team (2015) R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/. Accessed 1 June 2016 Siegel S, Castellan NJ (1988) Nonparametric statistics for the behavioural sciences. MacGraw Hill International, New York Siqueira T, Bini LM, Cianciaruso MV, Roque FO, Trivinho-Strixino S (2009) The role of niche measures in explaining the abundance–distribution relationship in tropical lotic chironomids. Hydrobiologia 636:163–172 Slatyer RA, Hirst M, Sexton JP (2013) Niche breadth predicts geographical range size: a general ecological pattern. Ecol Lett 16:1104–1114 Tachet H, Richoux P, Bournaud M, Usseglio-Polatera P (2010) Invertébrés d’eau douce: systématique, biologie, écologie (nouvelle édition revue et augmentée). CNRS, Paris Tales E, Keith P, Oberdorff T (2004) Density-range size relationships in French riverine fishes. Oecologia 138:360–370 Tonkin JD, Heino J, Sundermann A, Haase P, Jähnig S (2016) Context dependency in biodiversity patterns of central German stream metacommunities. Freshw Biol 61:607–620 US EPA (2012) Freshwater biological traits database (Final Report) US. Environmental protection agency, Washington, DC, EPA/600/R-11/038F, 2012 Verberk WCEP, van der Velde G, Esselink H (2010) Explaining abundance-occupancy relationships in specialists and generalists: a case study on aquatic macroinvertebrates in standing waters. J Anim Ecol 79:589–601 Vieira NKM, Poff N, Carlisle DM, Moulton SR, Koski ML, Kondratieff BC (2006) A database of lotic invertebrate traits for North America: US geological survey data series 18 Whittaker RH (1960) Vegetation of the Siskiyou Mountains, Oregon and California. Ecol Monogr 30:279–338