D-指標:新的生物多樣性指標與網路展開理論之應用能解開食物網的複雜度

 
 

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由日本綜合地球環境學研究所、龍谷大學與東北大學的科研團隊與本所三木健老師共同合作的研究計畫,提出了新的生物多樣性指標(D-指標)用以量化食物網複雜度,且證實能夠有效地區分在多樣化的河川生態環境中不同食物網的組成狀態。這項成果目前已線上發表在生態學領域的頂尖期刊:生態學通訊。

生物多樣性為生態系功能和服務的基礎。在自然界中,不同物種透過掠食者與獵物關係相互連結,進而形成複雜的交互作用網路,我們稱之為食物網。過去根據訊息理論所提出的夏農墒(或稱為夏農多樣性指標),直至今日都是最常被用來衡量生物多樣性的量化指標。然而夏農多樣性指標與食物網結構之間的理論關係仍不清楚。因此本研究發展出新的生物多樣性指標(D-指標)得以衡量食物網複雜度的多元化特徵,並且證明了該項指標與夏農多樣性指標之間具有清楚的理論關係(如圖一的方程式)。同時,藉由結合穩定同位素分析及網路展開理論,本研究也展現了新的多樣性指標被應用在衡量自然界的食物網於不同層級的複雜度。由於新的D-指標能將整體的多樣性(夏農多樣性)分解至與食物網結構相關的不同單元,我們因此可以期待在本研究中所發展的新方法,藉由提早偵測食物網複雜度的負面轉變,得以被廣泛應用在未來的漁業管理與生態系保育(如珊瑚礁)上。

 

延伸

“Using food network unfolding to evaluate food-web complexity in terms of biodiversity: theory and applications”

Yoshikazu Kato*, Michio Kondoh, Naoto F Ishikawa, Hiroyuki Togashi, Yukihiro Kohmatsu, Mayumi Yoshimura, Chikage Yoshimizu, Takashi F Haraguchi, Yutaka Osada, Nobuhito Ohte, Naoko Tokuchi, Noboru Okuda, Takeshi Miki and Ichiro Tayasu. Ecology Letters (2018) doi: 10.1111/ele.12973

更多詳細資料請參閱新聞稿(日

http://www.chikyu.ac.jp/publicity/news/2018/0518.html

圖一:在日本,由於不同程度的人為干擾與特異的森林消長歷史,水域生態環境具有高度的多樣性。而透過食物網的展開及夏農多樣性指標的分解,本研究得到三個新的多樣性指標 (D-指標):水平多樣性、垂直多樣性及範圍多樣性(如圖及方程式所示)。