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任何关于生物多样性与生态系统功能关系的机制理论，都必须解释自然群落中的生物多样性如何形成，这需要采用进化元群落视角。我们利用一个模型，研究了在具有两种资源空间异质性供给的景观中，竞争型元群落的适应性进化；并考察了资源类型（可替代／必需）以及资源摄取亲和力之间的权衡形状（偏向广谱型／偏向专一型）如何影响资源摄取专化的进化。我们发现，“临界必需性”是一个关键现象，它将具有根本不同的生物多样性—生态系统功能关系的参数区域区分开来。具体而言，尽管资源供给的空间异质性增加会提升生物多样性，但当资源为必需资源时，这会以生产力降低为代价。此外，当资源为必需资源时，无论权衡偏向广谱型还是专一型，所选择出的表型都无法实现高效的资源分割，从而导致资源利用效率和消费者生物量偏低，尽管物种丰富度往往很高。相比之下，当资源可替代时，偏向专一型的亲和力权衡会选择出能够高效分割资源的表型，进而形成仅含两个物种的元群落，并具有较高的功能多样性、资源利用效率和生物量。总体而言，我们的分析表明，促进多样化消费者群落进化的条件，往往并不会带来更高的功能丰富度、消费者生物量或资源利用效率。
两种资源类型（必需型与可替代型）下，演化形成的消费者多样性与生产力之间的关系呈现对比 | bioRxiv
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两种资源类型（必需型与可替代型）下，演化形成的消费者多样性与生产力之间的关系呈现对比
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Aswin Gopakumar、Sebastian Diehl、Åke Brännström
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.08.757349
Aswin Gopakumar¹
于默奥大学；
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任何关于生物多样性与生态系统功能关系的机制理论，都必须解释自然群落中的生物多样性如何形成，这需要从演化元群落的视角出发。我们利用一个适应性演化模型，研究了在资源空间供给存在异质性的景观中，竞争性元群落对资源摄取专化的演化；该模型包含两种资源，并考察资源类型（可替代型/必需型）以及资源摄取亲和力之间权衡的形态（有利于广适型/有利于专化型）的影响。我们发现，“临界必需性”是一个关键现象，它将参数区域划分为具有根本不同的生物多样性—生态系统功能……
具体而言，尽管资源供给的空间异质性增加会提升生物多样性，但当资源不可或缺时，这会以生产力下降为代价。此外，当资源不可或缺时，无论是有利于泛化者还是有利于专化者的权衡，都会筛选出阻碍资源有效分配的表型，从而导致资源利用效率低、消费者生物量少，尽管物种丰富度往往较高。相比之下，当资源可以相互替代时，有利于专化者的亲和力权衡会筛选出能够高效分配资源的表型，促成一个仅由两个物种组成的群落，其中功能多样性、资源利用效率和生物量均较高。总体而言，我们的分析表明，促进消费者群落多样性演化的条件，往往并不会带来更高的功能丰富度、消费者生物量或资源利用效率。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助方信息（已声明）
瑞典研究理事会，
2020-04730，
2018-04726
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
该文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议开放获取。
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发布于 2026 年 10 月 10 日。
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必需资源与可替代资源下，演化形成的消费者多样性与生产力之间的对比关系
Aswin Gopakumar，Sebastian Diehl，Åke Brännström
bioRxiv
2026.10.08.757349；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.10.08.757349
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必需资源与可替代资源下，演化形成的消费者多样性与生产力之间的对比关系
Aswin Gopakumar，Sebastian Diehl，Åke Brännström
bioRxiv
2026.10.08.757349；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.10.08.757349
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关键词：进化元群落 · 生物多样性—生态系统功能关系 · 资源竞争 · 资源分割 · 空间异质性 · 适应性进化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.08.757349v1?rss=1