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聚焦地科
聚焦地科2023-03-06
群集組成過程決定了海洋浮游細菌群集間的多樣性對其生物量的正面影響
張峰勳 謝志豪
臺灣大學海洋研究所張峰勲博士與謝志豪教授，分析東海南方海域的海洋浮游細菌群集間之生物多樣性，與其生態系統功能的關係。本研究於2023年2月發表於mSystem 期刊。
多年研究已經證實，單一群集內的生物多樣性（α-diversity）對其生態系統功能(例如生物量)常常有正面影響。但在自然界中，群集從來不是孤立存在的，多個群集必然一起出現。這樣，群集間的生物多樣性對其生態系統功能還是有正面影響嗎？研究團隊把在單一群集所學擴大到多個群集。研究結果顯示，「群集間的多樣性（β –diversity）」，即任意兩個採樣點之間的物種組成差異（圖 1A），對這兩個群集的總生物量有正向影響（支持圖 1B 中所示的假說）。更重要的發現是，當多個群集的組成過程（從物種的親緣關係推測而得）愈不隨機，例如出現資源分化的現象，群集間多樣性的影響將更加正面（支持圖 1C 中所示的假說）。儘管組成群集的具體過程仍然需要進一步探索釐清。研究結果表明，生態系統功能不僅受到群集內物種多樣性（α-diversity）的影響；當考慮多個群集時，群集的物種組成和多個群集之間的組成差異（β –diversity）也會影響生態系統功能。更重要的是，生物多樣性的影響取決於群集如何組成。本研究將當前「生物多樣性 – 生態系統功能關係」的研究框架從單一群集擴展到多個群集，也幫助了解生物多樣性如何影響生態系統功能的機制。
延伸閱讀：
Chang, F. H., J. W. Yang, A. C. Liu, H. P. Lu, G. C. Gong, F. K. Shiah and C. H. Hsieh (2023) Deterministic assembly processes strengthen the effects of β-diversity on community biomass of marine bacterioplankton. mSystem. 8: 1-13. https://doi.org/10.1128/msystems.00970-22
圖1.本研究的採樣點、研究方法的簡要概述、假說的示意圖。圖 1A中地圖顯示本研究在東海南方海域的6個採樣點，右側簡述群集間的多樣性的指標、群集間的生態系統功能（本研究中以各群集的生物量總和為代表）、如何利用物種親緣關係來推測群集的物種組成過程之方法。圖 1B 表示本研究的第一個假說：群集間的多樣性會正面影響群集的總生物量總和。圖 1C 表示本研究的第二個假說：當群集的物種組成過程愈不隨機，群集間多樣性的正面影響將會越強。圖 1B 中不同顏色的線代表在不同航次中，群集間的多樣性與其總生物量的關係，迴歸線的斜率（表示在圖 1C中的色點）則用來代表多樣性的影響力。
臺灣大學海洋研究所張峰勲博士與謝志豪教授，分析東海南方海域的海洋浮游細菌群集間之生物多樣性，與其生態系統功能的關係。本研究於2023年2月發表於mSystem 期刊。
多年研究已經證實，單一群集內的生物多樣性（α-diversity）對其生態系統功能(例如生物量)常常有正面影響。但在自然界中，群集從來不是孤立存在的，多個群集必然一起出現。這樣，群集間的生物多樣性對其生態系統功能還是有正面影響嗎？研究團隊把在單一群集所學擴大到多個群集。研究結果顯示，「群集間的多樣性（β –diversity）」，即任意兩個採樣點之間的物種組成差異（圖 1A），對這兩個群集的總生物量有正向影響（支持圖 1B 中所示的假說）。更重要的發現是，當多個群集的組成過程（從物種的親緣關係推測而得）愈不隨機，例如出現資源分化的現象，群集間多樣性的影響將更加正面（支持圖 1C 中所示的假說）。儘管組成群集的具體過程仍然需要進一步探索釐清。研究結果表明，生態系統功能不僅受到群集內物種多樣性（α-diversity）的影響；當考慮多個群集時，群集的物種組成和多個群集之間的組成差異（β –diversity）也會影響生態系統功能。更重要的是，生物多樣性的影響取決於群集如何組成。本研究將當前「生物多樣性 – 生態系統功能關係」的研究框架從單一群集擴展到多個群集，也幫助了解生物多樣性如何影響生態系統功能的機制。
延伸閱讀：
Chang, F. H., J. W. Yang, A. C. Liu, H. P. Lu, G. C. Gong, F. K. Shiah and C. H. Hsieh (2023) Deterministic assembly processes strengthen the effects of β-diversity on community biomass of marine bacterioplankton. mSystem. 8: 1-13. https://doi.org/10.1128/msystems.00970-22
圖1.本研究的採樣點、研究方法的簡要概述、假說的示意圖。圖 1A中地圖顯示本研究在東海南方海域的6個採樣點，右側簡述群集間的多樣性的指標、群集間的生態系統功能（本研究中以各群集的生物量總和為代表）、如何利用物種親緣關係來推測群集的物種組成過程之方法。圖 1B 表示本研究的第一個假說：群集間的多樣性會正面影響群集的總生物量總和。圖 1C 表示本研究的第二個假說：當群集的物種組成過程愈不隨機，群集間多樣性的正面影響將會越強。圖 1B 中不同顏色的線代表在不同航次中，群集間的多樣性與其總生物量的關係，迴歸線的斜率（表示在圖 1C中的色點）則用來代表多樣性的影響力。