Use of trait concepts and terminology in freshwater ecology: Historic, current, and future perspectives

IF 2.8 2区生物学 Q2 ECOLOGY

Freshwater Biology Pub Date : 2024-02-12 DOI:10.1111/fwb.14230

Cayetano Gutiérrez-Cánovas, Rachel Stubbington, Daniel von Schiller, Rossano Bolpagni, Miriam Colls, Thibault Datry, Rafael Marcé, Daniel Bruno

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淡水生态学中性状概念和术语的使用：历史、现状和未来展望

1 引言近几十年来，淡水研究人员对基于性状的方法越来越感兴趣（Litchman & Klausmeier, 2008; Martini et al.）这种日益增长的关注反映了性状在从机理上理解淡水生态系统多个方面的潜力（Verberk 等人，2013 年），包括生物多样性对生态系统功能的影响（Hébert 等人，2016 年）、营养互作（Trophic Interactions）、生物多样性对生态系统功能的影响（Hébert et al、2016）、营养相互作用（Gutiérrez-Cánovas 等人，2021）、对自然和人为压力因素的响应（Belmar 等人，2019；Dolédec & Statzner, 2008）以及恢复措施的有效性（Dolédec 等人，2015；van Kleef 等人，2006）。与传统的分类学信息相比，基于性状的方法的一个主要优势是其能够识别支配群落结构和生态系统功能的一般规则和机制（Lavorel & Garnier, 2002; McGill et al.）其理由是，生物特征比分类学特征更有效地捕捉个体表现（McGill 等人，2006 年；Violle 等人，2007 年）、生态位（Devictor 等人，2010 年；Poff 等人，2006 年）、生物相互作用（Kraft 等人，2015 年）和功能作用（Dı́az & Cabido, 2001 年）的各个方面。因此，性状代表了一种连续的生态策略，证明了进化和生物物理的权衡（Díaz等人，2015年），进而影响灭绝的易感性（Cooke等人，2019年）。相对于分类方法，性状还能提高群落的时空可比性（Chakraborty 等人，2020 年；Dolédec 等人，1999 年；Kearney & Porter, 2009 年），因为它们在生态系统、区域和生命树中广泛共享（Carmona 等人，2021 年）。例如，不同生物的体型（即个体生物量）或元素含量（即化学计量性状）等性状可在不同生态系统和纬度梯度上进行比较（Beck 等人，2022 年；Moleón 等人，2020 年；Woodward 等人，2005 年）。然而，不同研究学科、生态系统和生物群体对性状概念和术语的使用不一致，会限制基于性状的方法所带来的益处（Dawson 等，2021 年；Kunz 等，2022 年；Martini 等，2021 年）。成熟的性状定义侧重于生物的表型特征，这些特征在个体水平上进行测量，并影响生物的表现（Violle 等人，2007 年）、对环境的反应（Mori 等人，2013 年）和/或生态系统功能（Lavorel & Garnier, 2002 年）。然而，各科学学科对这些互补定义的采用和发展各不相同，这可能会限制基于性状的方法所能取得的进展以及跨学科合作的潜力。例如，对淡水生态系统的研究通常侧重于环境梯度上基于性状的反应（Hamilton 等人，2020 年；Passy，2007 年；Townsend 等人，1997 年），而对哪些性状可解释淡水生态系统的功能、营养动力学和生物地球化学的调查却很有限（Lecerf 等人，2006 年；Vinebrooke 等人，2004 年；但见 Litchman 等人，2015 年和 Hébert 等人，2016 年）。此外，由于最初的研究重点是个体尺度特征和可遗传表型，因此在将性状概念扩展到微生物、群落生物、基因组特征和不可遗传性状时，出现了新的挑战（Dawson 等人，2021 年；Kremer 等人，2017 年；Lajoie & Kembel, 2019 年）。这种有限的概念和研究重点限制了目前基于性状的方法在淡水中的应用，凸显了澄清和调整性状概念以涵盖所有淡水生物群及其特征的必要性。淡水研究中使用的一些性状术语，如功能性状，是从植物生态学家那里借来的（Poff 等人，2006 年），反映了已经确立的概念。其他术语源于淡水研究，如生物和生态性状框架（Tachet 等人，2002 年；Usseglio-Polatera 等人，2000 年），而且还采用了更简单（如物种性状、性状；Townsend 等人，1997 年）或更细微的形式（如生活史性状；Verberk 等人，2008 年）。因此，在决定何时和如何使用这些术语以及它们是否代表可比较的概念和属性时，现有的各种术语库带来了困难。此外，这种术语的可变性可能与跨地理区域、研究学科和生物群体独立生成性状数据库有关（Maasri, 2019; Martini et al.

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来源期刊

Freshwater Biology 生物-海洋与淡水生物学

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期刊介绍： Freshwater Biology publishes papers on all aspects of the ecology of inland waters, including rivers and lakes, ground waters, flood plains and other freshwater wetlands. We include studies of micro-organisms, algae, macrophytes, invertebrates, fish and other vertebrates, as well as those concerning whole systems and related physical and chemical aspects of the environment, provided that they have clear biological relevance. Studies may focus at any level in the ecological hierarchy from physiological ecology and animal behaviour, through population dynamics and evolutionary genetics, to community interactions, biogeography and ecosystem functioning. They may also be at any scale: from microhabitat to landscape, and continental to global. Preference is given to research, whether meta-analytical, experimental, theoretical or descriptive, highlighting causal (ecological) mechanisms from which clearly stated hypotheses are derived. Manuscripts with an experimental or conceptual flavour are particularly welcome, as are those or which integrate laboratory and field work, and studies from less well researched areas of the world. Priority is given to submissions that are likely to interest a wide range of readers. We encourage submission of papers well grounded in ecological theory that deal with issues related to the conservation and management of inland waters. Papers interpreting fundamental research in a way that makes clear its applied, strategic or socio-economic relevance are also welcome. Review articles (FRESHWATER BIOLOGY REVIEWS) and discussion papers (OPINION) are also invited: these enable authors to publish high-quality material outside the constraints of standard research papers.