Hominid paleoecology: The competitive exclusion principle and determinants of niche relationships

Some paleonanthropologists invoke the competitive exclusion principle programmatically in support of a single-species (or lineage) hypothesis of hominid evolution. Others apparently accept the association between competitive exclusion and a single species view, and develop multi-species interpretations using only taxonomic concepts. This paper demonstrates that the competitive exclusion principle itself is too assumption-bound to be appropriate for analyzing questions of hominid coexistence. Especially, the principle does not establish the ecological validity of the single-species hypothesis. Contrary to its immediate appearances, the principle has developed historically and analytically to predict and explain the evolution and maintenance of diversity in communities. Used in this manner it constitutes an important basis for the study of hominid paleoecology. Niche concepts necessary to demonstrate this are introduced, and competition and other factors that may have influenced the realized niches of sympatric hominid species are discussed. Nearly all modifications of the competitive exclusion principle that make it more realistic also illuminate factors that generate stable coexistence among competing species. These factors and their organizing theory establish the relevance of a broad data base to the analysis of hominid paleoecology; they should help to guide research on the ecology of early homonid species and their interrelationships.     

Estimating predation risk in zooplankton communities: the importance of vertical overlap

In order to estimate predation risk in nature, two basic components of predation need to be quantified: prey vulnerability, and density risk. Prey vulnerability can be estimated from clearance rates obtained from enclosure experiments with and without predators. Density risk is a function of predator density, and the spatial and temporal overlap of the predator and prey populations. In the current study we examine the importance of the vertical component of overlap in making accurate estimates of predation risk from the invertebrate predator Mesocyclops edax on rotifer versus crustacean prey. The results indicate that assumptions of uniform predator and prey densities cause a significant underestimation of predation risk for many crustacean prey due to the coincident vertical migration of these prey with the predator. The assumption of uniformity is more reasonable for estimating predation risk for most rotifer prey.     

部分扩增与双片段连接相结合制作长基因定点突变

重叠延伸PCR是基因定点突变的主要方法,但是以该方法制作长基因定点突变时,往往遇到难以获得第二轮PCR产物或容易引入新的非预期突变等问题。此时,可先以重叠延伸PCR扩增含突变位点的部分基因片段,再将其连入适当载体获得重组质粒。若该扩增片段两侧的酶切位点在质粒载体上不单一,则可采用双片段连接法构建完整质粒。以制作视网膜母细胞瘤基因S780E定点突变为例,直接以重叠延伸PCR扩增全长基因时未能得到理想的目标产物。故先扩增含点突变的F3片段,再将其与源自原始质粒的F2片段一起连入含F1片段的质粒载体而构建完整质粒。两个筛选出的重组质粒经序列检测完全符合目标突变序列特征,验证了该方案的可行性。该方法作为重叠延伸PCR的补充,可为许多长基因定点突变提供解决方案。     

中国特有植物雪落樱桃潜在分布及其生态特征

为明确中国特有植物雪落樱桃(Cerasus xueluoensis)的潜在分布与居群生态特征,利用DIVA-GIS软件及其耦合的BIOCLIM模型,首次绘制了雪落樱桃适生区分布模拟图,并对影响其分布的主导气候因子进行了定性定量分析。结果表明,雪落樱桃当前潜在适生区主要分布在亚热带长江流域1 200 m以上高海拔山区,其中渝-鄂-湘三省交界的大巴山-巫山山脉可视为现代核心分布区,湘黔交界及湘南的南岭山脉可视为雪落樱桃潜在分布的南界,陕-豫-鄂交界山区的秦岭南麓可能是其潜在分布的北界。主成分分析(PCA)筛选的主导气候因子及其贡献率依次为:年降水量(bio12)最冷季降水量(bio19)最暖季降水量(bio18)最湿季降水量(bio16),累计频率曲线进一步确定其适宜范围分别为:993.00～1 870.22、500.00～680.00、430.00～669.16和500.00～680.00mm,表明降水是影响雪落樱桃当下分布格局的主导气候限制因子。Pearson相关性分析表明,雪落樱桃分布格局在区域尺度上受海拔、经、纬度影响;最小树分析和聚类分析表明,雪落樱桃7个野生居群可划分为中西部与东部两大分支;受试者工作特征曲线(ROC) AUC值达到0.751,满足模型预测精度的基本要求。这些有助于为雪落樱桃制定科学合理的资源保护与科学引种规划。     

西双版纳国家级自然保护区蚂蚁-树互作网络空间变异

网络分析(network analysis)可以同时分析群落中的物种多样性和种间关系, 为了解生态群落的稳定性机制提供了新的分析思路和方法。本研究从西双版纳国家级自然保护区的纳板河、勐仑和勐腊(补蚌)三个地点采集了树栖性蚂蚁及树木的种类和数量数据, 对蚂蚁-树组成的二分网络进行了分析, 探讨了3个采样点物种的多样性、网络指标以及群落指标之间的关系。我们采用零模型的方法比较了3个样点的标准化网络参数差异。结果表明: 蚂蚁和树木的物种数以及树的异质性指数(Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数)都呈现出勐仑 > 纳板河 > 补蚌的趋势。树木-蚂蚁的灭绝曲线系数大小关系同样为勐仑 > 纳板河 > 补蚌, 灭绝曲线与树的物种数及异质性指数大小趋势一致, 而与蚂蚁的异质性指数并不吻合。根据Z值的绝对值来看, 网络参数(加权嵌套性、平均连接数、特化水平、模块性、连接度)与群落参数(灭绝曲线系数、生态位重叠)的大小趋势相同, 表现出勐仑 > 纳板河 > 补蚌的趋势。综上所述, 蚂蚁-树互作网络的稳定性(灭绝曲线系数)主要由树的数量和异质性指数决定。网络的加权嵌套性和网络中节点的平均连接数也能促进群落的稳定性。而在一个特化的(数值越大表示专性互作越多)和模块化(具有较多密切互作的节点单元)的网络中, 当低营养级物种灭绝时高营养级物种数量将迅速减少。     

人为干扰对传粉昆虫群落物种多样性及其优势类群生态位的影响

物种多样性是群落功能复杂性和稳定性的重要量度指标,不同干扰强度下物种多样性和生态位特征不同,人为干扰对传粉群落的影响可以通过群落结构和物种多样性的变化直接表现出来。在巩义市选取24个采样点,3种景观类型(农田、灌丛、林地)进行取样,共捕获传粉昆虫18576头,分属于14目,147科,双翅目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目、半翅目与缨翅目6个传粉功能群。为了解研究区人为干扰对传粉昆虫类群传粉类群及其生态位的影响,本研究选取双翅目、膜翅目、鞘翅目3类主要传粉昆虫作为研究对象,在景观类型分类与实际情况的基础上,依据人为干扰指数赋值表和干扰强度计算公式,分析不同干扰强度下传粉昆虫优势种群生态位特征情况,结果表明:各传粉类群在不同的干扰条件下物种多样性不同;作为优势类群的蠓科、胡蜂科,生态位宽度和生态位重叠均均值高于其他几个类群,且中度干扰强度下值最大,但其生态宽度值与生态重叠值之间没有明显的相关关系。     

四川鞍子河保护地水鹿和羚牛栖息地适宜性评价与重叠性分析

水鹿(Rusa unicolor)和羚牛(Budorcas taxicolor)是国家重点保护野生动物,了解和掌握濒危物种的空间分布格局和对栖息地的利用特征是制定相关保护和管理策略的前提和基础。利用红外相机和样线法收集四川鞍子河保护地内水鹿和羚牛的实体、粪便和痕迹等点位信息,在得到水鹿124个、羚牛79个有效点位的基础上,结合15个环境因子,利用最大熵模型对保护地内水鹿和羚牛进行了栖息地适宜评价及其重叠性分析。结果表明:(1)水鹿和羚牛栖息地的适宜性评价结果均达到良好水平,其AUC值分别为0.888和0.813;(2)水鹿适宜和较适宜栖息地主要分布在保护地的中、南部海拔1474—3336 m区域,面积分别为943.23 hm~2和3390.15 hm~2,分别占保护地总面积的6.25%和22.48%;(3)羚牛适宜和较适宜栖息地主要分布在保护地中、西部海拔1467—3823 m区域,面积分别为1808.37 hm~2和8384.35 hm~2,分别占保护地总面积的11.99%和55.59%;(4)水鹿和羚牛生态重叠指数较高,其D和I值分别为0.6739和0.9098,适宜和较适宜栖息地重叠面积分别达261.10 hm~2和2048.41 hm~2,且主要集中在保护地中、南部低山河谷区,受人为活动影响大。加强水鹿、羚牛、斑羚等同域偶蹄目动物的食性研究以及食性特征与栖息地选择利用之间的相关性是未来的研究方向之一。     

桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种生态位研究

采用样方法对不同资源位群落进行调查,通过冗余分析（RDA）结合Monte Carlo随机置换检验筛选出对桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种分布影响显著的土壤资源轴（土壤有机质、土壤水溶钙、土壤速效氮、土壤全氮、土壤pH值和土壤厚度）。利用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数对桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层14个优势物种在土壤有机质、土壤水溶钙、土壤速效氮、土壤全氮、土壤pH值和土壤厚度6个土壤资源轴上的生态位特征进行研究。结果表明：（1）在土壤有机质和土壤水溶钙资源轴上,生态位宽度最大值为常绿物种檵木（0.89、0.94）;在土壤pH值资源轴上,生态位宽度最大值为常绿物种粗糠柴（0.96）;在土壤速效氮、土壤全氮和土壤厚度资源轴上,生态位宽度最大值为落叶物种南酸枣（0.87、0.99、0.97）。（2）14个优势物种在6个土壤资源轴上,生态位重叠均值由大到小依次为土壤厚度 > 土壤全氮 > 土壤水溶钙 > 土壤速效氮 > 土壤pH值 > 土壤有机质,且均表现为常绿物种与常绿物种形成的种对生态位重叠均值（0.84） > 常绿物种与落叶物种（0.74） > 落叶物种与落叶物种（0.66）。（3）综合6个土壤资源轴,生态位重叠值≥0.5的种对高达480对,占总种对数的87.91%,暗示桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种在资源匮乏且资源异质性高的特殊生境中存在激烈竞争,且乔木层种间关系相对不稳定。     

浙江乐清湾浮游动物空间生态位

基于2016年5月至2017年2月在乐清湾进行的4个航次浮游动物调查数据,计算乐清湾浮游动物优势种的优势度指数(S)、平均拥挤度(X^*)、生态位宽度(B_i)及生态位重叠值(Q_ik )。结果表明: 乐清湾海域浮游动物优势种(S＞0.02)共17种,生态位宽度值差异较大,优势度指数与生态位宽度值呈极显著正相关。浮游动物的生态位重叠值极低,Q_ik＞0.6的种对有25对。冗余分析表明,温度和盐度是影响乐清湾海域浮游动物优势种分布的重要因素,浮游动物优势种在这些环境因子上存在生态分化现象。     

浙江披山海域主要鱼类时空生态位

依据2015年11月(秋)、2016年2月(冬)、5月(春)、8月(夏)4个航次的渔业资源底拖网调查数据,运用相对重要性指数(IRI)、Shannon指数和Pianka指数对浙江披山海域主要鱼类的时空生态位宽度和重叠进行分析,并结合冗余分析和种间竞争系数研究了主要鱼类间的竞争共存关系及生态位分化。结果表明: 研究期间共采集鉴定鱼类61种,隶属13目29科48属,其中主要鱼类(IRI>100)有19种。绿鳍鱼与丽叶鲹的时间生态位重叠值最高,二者对时间资源利用的同步性最强;孔虾虎鱼与断线舌鳎的空间生态位重叠值和时空生态位重叠值均最高,二者在空间资源序列上的同域性最强,同时,物种对时空二维资源的利用趋于一致。披山海域时空二维生态位显著重叠(Q_ik>0.6)的种对仅占总种对数的5.8%,表明物种时空分布的差异较大,时空生态位重叠受季节变化的影响比较明显,种间竞争系数计测结果与生态位重叠基本一致。冗余分析揭示了主要鱼类与温度、盐度、溶解氧等环境因子之间的关系,进一步解释了物种间的生态位分化。