千岛湖片段化栖息地中鸟类和兽类群落的物种与功能beta多样性研究

The project will use birds and mammals on land-bridge islands of the Thousand Island Lake as the target taxa to focus on the basic scientific question of spatial patterns and their underlying mechanisms of taxonomic and functional beta diversity in fragmented habitats. The project aims to analyze the changes of species composition among islands (i.e. taxonomic beta diversity) for the two vertebrate groups, along with calculating the functional beta diversity from multiple traits, e.g. dispersal ability, body size, body weight, foraging behavior and habitat specificity, and then to compare the relationship between them. The project will evaluate the relative contributions of spatial turnover and nestedness components to overall beta diversity, and determine the environmental attributes of the spatial turnover and nestedness processes from the taxonomic and functional perspectives, respectively. Based on the relative contributions of spatial turnover and nestedness components to overall beta diversity, the project will test whether the spatial patterns of beta diversity of different vertebrates responding to habitat fragmentation have generality. By delineating the above patterns, the project will contribute substantial theoretical developments to the subjects of biogeography, conservation biology, biodiversity and related biological theories. The project will also provide valuable conservation strategies for policy-makers on biodiversity conservation by revealing the mechanisms of species distribution and extinction after dam construction in the Thousand Island Lake.

本项目将围绕“片段化栖息地中物种与功能beta多样性的分布格局及其形成机制”这一基本科学问题，以千岛湖人工路桥岛屿上的鸟类和兽类为研究对象，对岛屿间不同动物类群的物种组成变化(物种beta多样性)进行研究，并结合鸟类和兽类的物种功能特征参数(扩散能力、身体大小、体重、取食习性和生境依赖性等)分析功能beta多样性与物种beta多样性之间的关系；评估空间周转和嵌套过程对鸟类和兽类群落的物种与功能beta多样性的相对贡献，以及探讨各个过程与岛屿环境参数之间的关系；检验不同动物类群的beta多样性分布及其形成机制对栖息地片段化的响应是否具有普遍性。该项目的实施，不仅对丰富和发展岛屿生物地理学、保护生物学、生物多样性以及栖息地片段化效应等相关生态学理论具有重要的科学意义，而且对了解水库大坝建设后的物种分布和灭绝机理，以及制定相对应的生物多样性保护策略提供重要的参考价值。

生境片段化被认为是导致生物多样性丧失的主要驱动力。在全球生境片段化日益严重的背景下，理解动物群落的维持机制和灭绝机理是保护生物学的核心科学问题之一。本项目分析了千岛湖岛屿上鸟类、蜥蜴和蜘蛛等动物群落的beta多样性及其周转和嵌套格局，并基于经典岛屿生物地理学的理论，结合物种的功能性状和谱系信息预测生境岛屿中鸟类的群落结构，以及使用基于贝叶斯分析的多物种占域模型评估非充分检测对计算鸟类多样性和群落结构的影响。研究结果发现千岛湖不同动物类群的总体beta多样性均由周转组分主导。不过对于繁殖鸟类而言，在物种维度，周转组分占优势；而在功能维度，嵌套组分占优势。鸟类物种在片段化生境中的丧失是一个以环境过滤为主导的选择性灭绝过程，并且在较小及较远的岛屿上因具有更高的环境压力而导致鸟类的群落结构更为聚集。此外，我们发现在评估生物多样性时，由于非充分检测，物种、功能和谱系多样性都被明显地低估，而且计算物种多样性时具有最大的偏差。上述研究结果显示在开展生物多样性保护时，亟需综合考虑物种不同维度间所表现的生态差异，而且需要考虑校对非充分检测的重要性，以此更为准确地计算生物多样性，并以此推断动物群落的构建机制。