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地球生物圈正受到人类活动的改变，所有生态系统，尤其是珊瑚礁，都在气候变化和局地胁迫因素的作用下迅速转变。随着这些变化逐渐显现，生态学需要借助工具，在复杂的多维数据（如分类单元—丰度时间序列）中测量相对于过去状态的变化，这种变化被称为“生态新颖性”（ecological novelty）。本研究采用一种新近应用于生态学的异常检测方法——局部离群因子（Local Outlier Factor，LOF），通过组成空间中的邻域密度来测量生态新颖性。我们利用大堡礁（Great Barrier Reef，GBR）长期监测项目中覆盖29年的106条珊瑚礁时间序列，使用LOF估算生态新颖性。我们检验了珊瑚礁群落是否随时间推移变得更加新颖，以及新颖性是否与常见的生态指标——珊瑚覆盖率、多样性和群落周转——相关。结果发现，新颖性与较低的珊瑚覆盖率、较低的多样性和较高的群落周转相关。在考虑这些相关性的影响后，我们仍然发现珊瑚礁随时间推移变得更加新颖；1998年至2021年间，大堡礁整体的新颖性增加了15%。我们得出结论：大堡礁珊瑚群落正系统性地偏离其过去的群落组成状态，这一趋势可在十年尺度上被检测到，并且正在大堡礁所有区域持续增强。我们的研究结果表明，异常检测方法能够通过提供一种在气候变化和人为压力下量化生态新颖性的新途径，为生态学研究和生态系统管理作出贡献。无需建立参考基线，即可根据群落组成数据估算新颖性，从而提供一种独特的、非平衡视角，推动生态学研究目标的实现，并将其纳入针对不同分类单元和生态系统的保护与恢复决策框架。对于就珊瑚礁群落而言，我们所识别出的新异性广泛且一致的增加，呼应了有关全球生态危机的警告。尽管新异的物种组合并不必然意味着珊瑚礁功能发生改变或恢复力丧失，但我们的研究结果表明，珊瑚礁管理面临一项新要求，即需要将珊瑚礁过去的状态与未来正在形成的状态之间日益扩大的差距纳入考量。
地球生物圈正受到人类活动的改变，所有生态系统，尤其是珊瑚礁，都在气候变化和局地胁迫因素的作用下迅速转变。随着这些变化逐渐显现，生态学需要借助工具，在复杂的多维数据（如分类单元—丰度时间序列）中测量相对于过去状态的变化，这种变化被称为“生态新颖性”（ecological novelty）。本研究采用一种新近应用于生态学的异常检测方法——局部离群因子（Local Outlier Factor，LOF），通过组成空间中的邻域密度来测量生态新颖性。我们利用大堡礁（Great Barrier Reef，GBR）长期监测项目中覆盖29年的106条珊瑚礁时间序列，使用LOF估算生态新颖性。我们检验了珊瑚礁群落是否随时间推移变得更加新颖，以及新颖性是否与常见的生态指标——珊瑚覆盖率、多样性和群落周转——相关。结果发现，新颖性与较低的珊瑚覆盖率、较低的多样性和较高的群落周转相关。在考虑这些相关性的影响后，我们仍然发现珊瑚礁随时间推移变得更加新颖；1998年至2021年间，大堡礁整体的新颖性增加了15%。我们得出结论：大堡礁珊瑚群落正系统性地偏离其过去的群落组成状态，这一趋势可在十年尺度上被检测到，并且正在大堡礁所有区域持续增强。我们的研究结果表明，异常检测方法能够通过提供一种在气候变化和人为压力下量化生态新颖性的新途径，为生态学研究和生态系统管理作出贡献。无需建立参考基线，即可根据群落组成数据估算新颖性，从而提供一种独特的、非平衡视角，推动生态学研究目标的实现，并将其纳入针对不同分类单元和生态系统的保护与恢复决策框架。对于
就珊瑚礁生物群落而言，我们发现其新颖性呈现广泛且一致的增加趋势，这与有关全球生态危机的警示相呼应。尽管新型物种群落并不必然意味着珊瑚礁功能发生改变或恢复力丧失，但我们的研究结果表明，珊瑚礁管理面临一项新课题：需要将珊瑚礁过去的状态与未来逐渐形成的状态之间日益扩大的差距纳入考量。
作者声明不存在利益冲突。
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关键词：生态新颖性 · 珊瑚礁群落 · 异常检测 · 局部离群因子 · 群落周转 · 长期生态监测
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759496v1?rss=1