西沙群岛岛屿植物生物地理学

 

    岛屿上的生物从来源上来说，是来自附近的岛屿或者大陆。相对于大陆，某一具体岛屿的位置和范围都是确定的，因此便于研究物种的迁入、灭绝和演替过程。可以说，岛屿是研究生物进化过程理想的天然实验室。达尔文在考察加拉帕格斯群岛时就为该群岛上独特的生物现象所吸引，他发现许多类群和南美大陆存在些许相似，然而往往又独具特征。这毫无疑问为他的进化论的最终提出提供了灵感来源。

种-面积曲线（Species-Area curve）是岛屿生物地理学重要理论。该理论认为岛屿物种数目和岛屿面积大小具有相关性。一般而言，面积大的岛屿倾向于拥有更多的物种数目。这一关系往往用于比较同一类别的生物种类，例如不同岛屿之间的鸟类的比较、节肢动物的比较、或者被子植物的比较，而不是笼统的对所有生物种类进行对比。Preston（1962）将种-面积曲线可用数学公式‪S = cA^z来表示。Henry Gleason将该公式修改为S = c + zlog(A)。其中z是经过对数转换后的斜率，因此在很大程度上决定了面积和岛屿物种之间的关系。

当然，岛屿物种数目和种类从来都不是一成不变的。新的物种的迁入和原有物种的灭绝贯穿岛屿生态系统的整个历史过程。然而，就一个成熟岛屿而言，迁入和灭绝最终将达到动态平衡，尽管物种的组成有所变化，但是物种的数目将维持相对稳定。这一理论构成了岛屿生物地理学的理论核心。岛屿越大，提供的生态位就越多，迁入并且成功定居的生物种类就越多，即迁入率越高，而灭绝率就越低，因此物种数就比小岛要大。对同一个岛屿，在物种从无到有的发展过程中，随着物种数越来越多，新的物种迁入率慢慢下降，而灭绝率逐渐提高，直至达到平衡为止。

根据岛屿生物地理学经典理论，西沙群岛不同岛屿上的物种数同样和面积显著相关。西沙群岛最大的岛屿永兴岛，面积2.1平方公里，有记录的野生物种数达到148个，占西沙群岛野生植物总数的89%；和永兴岛相距不到1海里的石岛，面积0.08平方公里，记录到20个野生物种。然而，和永兴岛相距仅24海里的东岛，面积略小于永兴岛，却只记录到50多个植物物种。理论上而言，植物物种迁入到这些岛屿的机会可能是均等的，然而，并不是所有的物种都可以成功定居，而岛屿上原有物种的灭绝率在各个岛屿之间也是不同的。那么，哪些因素决定了某些物种能在石岛上成功定居，哪些因素又决定了石岛上的物种更加快速的灭绝呢？

比较西沙群岛不同岛屿的植物物种时，可能会发现一个典型的特征，即，不同的岛屿上可能发育不同的植被类型。《我国西沙群岛的植物和植被》记载西沙群岛常见的植被类型就包括以下几类：

1，珊瑚岛热带常绿乔木群落

 a,白避霜花群丛

 b，海岸桐群丛

2，珊瑚岛热带常绿灌木群落

   a,草海桐群丛

   b，银毛树群丛

   c，水芜花群丛

   d，许树群丛

   e，南蛇簕群丛

   f，山序臭黄荆群丛

3，珊瑚岛热带草本群落

   a，笏蕾草+盐地鼠尾草+沟叶结缕草群丛

   b，厚藤+海刀豆群丛

   c，纤毛画眉草+羽芒菊+马齿苋群丛

4，珊瑚岛湖沼植物群落

   a，海马齿群丛

   b，川蔓藻+草茨藻群丛

   c，羽状穗砖子苗+长叶雀稗群丛

初步推测西沙群岛不同海岛上植物物种数量可能和植被以及群丛类型和数量有一定的关系。然而尚需验证同一植被类型或群丛类型在不同的岛屿上的物种组成是否一致。验证可通过样方调查来完成。无论最终结果如何，该研究的结论同时也涉及到生态学两个长期争论的也是最基本的问题：群落是一个有机整体还是随机组合的结果？当然，前提是物种在各岛屿之间的迁移不成为一个限制因子。这一前提可以作为一个假设，然而如果能够证明这一前提真实存在，该工作的结论的说服力则要强烈得多。

虽然分子数据在现代生物地理学研究中的作用是显而易见的，但是依然担心分子数据在西沙群岛研究中的应用。理由是西沙群岛的植物种类绝大多数不仅仅限于该地区，往往也见于全球热带海岛或海岸带。因此，在分析分子数据时很可能会面临其他地区数据缺失的问题，例如，当某个岛屿上发现一个特殊单倍型时，我们无法确定该单倍型是该岛屿特有的，还是南沙群岛或者马来西亚也同时存在。因此，我们依然无法回答这样的问题：岛上的植物是一次传入然后再发展，还是多次从外地传入的？某一岛屿上的植物和附近岛屿上联系更紧密，还是和马拉西亚海岸的居群关系更近？因此，基于单个物种的分子地理研究似乎没有太大的意义。但是，如果对不同群落植被类型进行取样，比较多个类型物种在各岛屿之间是还是不是存在某种pattern，也许仍然能获得有价值的生物地理学信息？

岛屿提供了一个很好的模型和平台，但是还有太多需要学习。向Javier请教还未回复。不过周博应该有独到的见解，等回来后好好请教。总之，加油！

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