發(fā)布時(shí)間：2021-10-13 11:40

　　生物間的相互作用是物種共存和生物多樣性維持的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的物種共存研究主要關(guān)注配對物種之間的直接相互作用,而忽略了更為復(fù)雜的間接相互作用。本文首先介紹了兩種間接相互作用:鏈?zhǔn)较嗷プ饔茫ū举|(zhì)上仍是兩兩物種之間的相互作用）和高階相互作用。在此基礎(chǔ)上,我們回顧了高階相互作用定義的演變歷史（包括狹義的高階相互作用和廣義的高階相互作用）及其檢驗(yàn)方法,并介紹了高階相互作用在多營養(yǎng)級之間和同一營養(yǎng)級內(nèi)的研究概況。目前,生態(tài)學(xué)家主要對多營養(yǎng)級之間（如食物網(wǎng)）的高階相互作用的特征、發(fā)生機(jī)制、作用途徑及實(shí)驗(yàn)證據(jù)等方面進(jìn)行了詳盡的研究。近年來,同一營養(yǎng)級內(nèi)的高階相互作用也開始受到關(guān)注,因此我們進(jìn)一步介紹了同一營養(yǎng)級內(nèi)個(gè)體水平高階相互作用的重要意義和度量方法。從個(gè)體水平上研究高階相互作用,既能統(tǒng)一狹義和廣義高階相互作用在定義上的爭議,又可以將個(gè)體間的差異（如個(gè)體大小、個(gè)體的空間分布等信息）考慮進(jìn)來。最后,本文對高階相互作用一些可能的重要研究方向進(jìn)行了展望:在自然群落中（尤其同一營養(yǎng)級內(nèi)）檢驗(yàn)高階相互作用的普遍性與相對重要性,探討高階相互作用的發(fā)生機(jī)制以及如何將高階相互作用整合到現(xiàn)有的理論體系中等。高階相互作用的... 

【文章來源】：生物多樣性. 2020,28(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

包含直接和間接相互作用的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)�；疑^為直接配對相互作用(箭頭1–3),黑色箭頭為間接相互作用(箭頭4–5)。在間接相互作用中,箭頭4表示高階相互作用,即物種k影響的是物種j和i之間的相互作用,箭頭5表示鏈?zhǔn)较嗷プ饔?即物種k先影響物種j的密度進(jìn)而影響物種i�？梢�,物種k對物種i既存在直接相互作用(箭頭1),也存在間接相互作用(箭頭4和5)。箭頭表示作用方向,為簡單起見,只繪出了單向作用。

同樣地，如果d[im,jp]或d[jp,kq]大于鄰域半徑R,就將其設(shè)置成無窮大。在不考慮個(gè)體大小與空間距離時(shí)(u=0且v=0),鄰體對目標(biāo)個(gè)體的直接與高階相互作用的量化可簡化成僅與鄰體密度相關(guān)的形式(Mayfield&Stouffer,2017)�？紤]個(gè)體大小與空間分布時(shí)(u≠0且v≠0)的量化方法可區(qū)分鄰體kq通過鄰體jp對目標(biāo)個(gè)體im的高階相互作用(?imjp,kq)和鄰體jp通過鄰體kq對目標(biāo)個(gè)體im的高階相互作進(jìn)而區(qū)分物種k通過物種j對物種i的高階相互作用(βij,k)和物種j通過物種k對物種i的高階相互作用(βik,j),這是僅在種群水平上量化高階相互作用所無法實(shí)現(xiàn)的。4研究展望

由于高階相互作用的定義和相關(guān)術(shù)語的使用較為混淆,這里我們簡要整理了它們之間的關(guān)系(圖2)。傳統(tǒng)意義上的高階相互作用,一般又稱為相互作用的調(diào)節(jié)(interaction modifications,Case&Bender,1981;Abrams,1983;Adler&Morris,1994;Levine et al,2017),是指一個(gè)物種對另一個(gè)物種的直接作用強(qiáng)度受到其他物種的影響。其發(fā)生機(jī)制在于物種j在物種k存在時(shí)有性狀(形態(tài)、生理、行為等)上的可塑性變化,并且物種j的這種可塑性變化會改變其對物種i的直接作用強(qiáng)度(圖1箭頭4),因而又稱為性狀介導(dǎo)的間接相互作用(Abrams,1995;Werner&Peacor,2003;Levine et al,2017)。因此這類定義一般認(rèn)為高階相互作用只可能發(fā)生在由三個(gè)或三個(gè)以上物種所組成的系統(tǒng)中,不過也有研究認(rèn)為可發(fā)生在兩物種的情況(物種j或者物種k可與目標(biāo)物種i為同一物種)(Case&Bender,1981;Kleinhesselink et al,2019)。近年來相關(guān)研究將高階相互作用定義為系統(tǒng)中所有物種(包括目標(biāo)物種自身)對目標(biāo)物種單位種群增長速率的非線性密度制約效應(yīng)(nonlinear density dependence,Bairey et al,2016;Kleinhesselink et al,2019;Letten&Stouffer,2019;Xiao et al,2020)。Kleinhesselink等(2019)將這兩類定義區(qū)分為狹義高階相互作用(hard-HOIs,前者)和廣義高階相互作用(soft-HOIs,后者)。狹義的高階相互作用因一個(gè)物種對另一個(gè)物種的直接作用強(qiáng)度依賴于其他物種,一定會產(chǎn)生非線性密度制約效應(yīng),因而屬于廣義高階相互作用的范疇。而廣義高階相互作用不僅包含狹義相互作用,還包含種內(nèi)高階相互作用(intraspecific HOIs)或種內(nèi)非線性(intraspecific nonlinearity),即βij,jNj2項(xiàng)(等式5物種j和k為同一物種時(shí))。傳統(tǒng)的研究強(qiáng)調(diào)狹義與廣義相互作用的區(qū)分,并提出了一系列檢驗(yàn)種群動態(tài)模型中是否包含狹義高階相互作用的方法(表1)。我們則認(rèn)為狹義與廣義的高階相互作用可統(tǒng)一于個(gè)體水平的高階相互作用(individual-level HOIs),詳見下文第3節(jié)。2.1跨營養(yǎng)級的高階相互作用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3434591