千岛湖片段化岛屿上蜘蛛群落功能和谱系beta多样性研究

Habitat fragmentation is commonly considered one of the main drivers of biodiversity loss. To better understand biodiversity pattern in fragmented habitats and its underlying mechanism, beyond the classical approach of taxonomic diversity, more attention should be paid to diversity related to functional and phylogenetic facets. Here, this study will describe patterns of functional and phylogenetic beta diversity based on changes of species traits (body size, dispersal modality, foraging strategy, web architecture, web size and mesh width) and phylogenetic distances (branch length) among communities, and examine the relationships between island attributes (island area, isolation, tree richness and canopy cover) and pairwise functional and phylogenetic indices as well as their turnover and nestedness components. These results will help to elucidate the ecological processes structuring the compositional dissimilarity and its drivers. An integrative approach combined with taxonomic, functional and phylogenetic beta diversity will contribute substantial developments to biogeographical theories, and will provide valuable insights for spider diversity conservation on fragmented islands after dam construction.

栖息地片段化通常是导致生物多样性丧失的主要原因之一。要全面了解片段化栖息地中生物多样性格局及其隐含机制，除了传统的物种水平多样性，还需关注功能和谱系水平多样性。本项目以千岛湖片段化岛屿系统为研究平台，以蜘蛛为研究对象，结合物种功能特征参数（身体大小、扩散方式、觅食策略、蛛网结构、蛛网面积和蛛网孔宽等）和谱系关系（枝长），分析蜘蛛功能和谱系beta多样性格局，探讨功能和谱系beta多样性及相应空间替换和嵌套与岛屿参数（岛屿面积、隔离度、植物物种丰富度和盖度等）之间的关系，阐明千岛湖片段化岛屿上蜘蛛群落组成差异及其潜在生物学过程和影响因素。综合分析物种、功能和谱系beta多样性，不仅丰富了岛屿生物地理学相关理论，而且为片段化栖息地中蜘蛛多样性保护提供重要科学依据。

自然栖息地的破坏和片段化日益加剧，全球范围内约70%森林在1km边缘内，致使地球上大量现存物种生存于各类型片段化栖息地中。为充分理解片段化景观中生物群落的物种组成格局及其构建机制，需探究物种分类和功能β多样性格局与其决定因素之间的关系。本项目选取浙江千岛湖片段化景观系统为研究平台，调查了27个不同面积和隔离度（岛屿离最近大陆距离、岛屿间距离）岛屿上蜘蛛群落，通过对19科81种18010头成蛛觅食策略(管状网，平网，伏击型，游猎型和追型)、身体大小、眼大小、螯肢大小、腿长和相对多度的测定，研究了极少飞航蜘蛛和偶尔飞航蜘蛛物种分类和功能β多样性、空间替换和嵌套组分空间格局及隐含的生态学过程，以期为千岛湖片段化景观系统中蜘蛛多样性分布格局、群落构建机制、蜘蛛多样性保护提供思路。本项目结果显示物种分类β多样性以替换为主，而功能β多样性以嵌套组分为主。偶尔飞航蜘蛛物种分类β多样性高于极少飞航蜘蛛，而功能β多样性则相反。除了面积效应外，本项目结果强调了岛屿隔离度对片段化景观蜘蛛群落构建的影响。通过将β多样性分解物种和岛屿的贡献，显示偏远和一些微小的岛屿倾向于容纳生态独特的偶尔飞航蜘蛛。本研究推测，蜘蛛的扩散在群落构建中起着至关重要的作用。本项目结果表明差异化的蜘蛛物种分类和功能β多样性格局是由确定性的生态过程、岛屿属性和蜘蛛不同的扩散倾向之间复杂的相互作用所导致。极少飞航蜘蛛群落构建主要是由环境过滤相关的选择性灭绝过程所驱动，而扩散限制和选择性灭绝在偶尔飞航蜘蛛群落构建均起着重要作用。从生物多样性保护角度来看，本研究强调了多水平β多样性（物种分类、功能和谱系水平）分解框架在制定保护策略中的必要性，以及小而偏远的岛屿对蜘蛛保护的重要性。