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    2026年, 第1期
    刊出日期:2026-01-20
    生态学研究正经历从格局描述向机制解析与量化验证的范式转变,数据分析方法和模型在其中发挥着重要作用。本期“生态学数据分析方法专题”收录9篇论文,系统梳理并总结了当前生态学领域主流数据的分析方法。封面图以天目山森林生态系统秋季景观为背景,呈现了野外调查完整度、物种空间聚集度与多度间的定量关系。(封面设计:邹怡、邢丁亮;图片提供:胡健波)
      
    生态学数据分析方法专题
    物种分布模型在宏观生态学和生物地理学中应用 的思考
    乔慧捷
    生物多样性. 2026, 34(1):  25238.  doi: 10.17520/biods.2025238   cstr: 32101.14.biods.2025238
    摘要 ( 607 )   PDF (520KB) ( 184 )   知识图谱   收藏
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    物种分布模型(Species distribution models, SDMs)已成为宏观生态学和生物地理学研究不可或缺的工具, 广泛应用于预 测物种分布、评估外来物种的入侵风险、气候变化对物种分布的影响等, 从而指导入侵物种防控和多样性保护规划。然而, 该 领域的快速发展也伴随着理论与实践的脱节, 尤其体现在对“生态位”概念的混淆上。本文系统梳理了生态学中3个核心的生 态位概念: 格林内尔生态位(Grinnellian niche), 关注环境条件与物种分布的宏观关系; 埃尔顿生态位(Eltonian niche), 强调物 种在群落中的功能角色和生物互作 ; 以及哈钦森生态位 (Hutchinsonian niche), 提供了 “n 维超体积 (n-dimensional hypervolume)”的数学框架, 并区分了基础生态位与实际生态位。本文进一步探讨了与各生态位概念相对应的建模方法, 包括 标准的物种分布模型、多物种联合分布模型(JSDMs)和n维超体积分析。通过分析当前研究中存在的概念混淆(如将基于存在 记录的物种分布模型等同于基础生态位模型)、模型误用(如忽视非平衡状态和采样偏差)等常见问题, 本文强调了明确研究的 理论基础、匹配建模方法与研究问题、审慎解读模型结果的重要性。最后, 本文提出, 未来的研究应致力于概念的清晰化、 方法的整合化以及理论与应用的深度融合, 从而更科学、规范地应用物种分布模型, 推动生态学理论的发展。
    Meta分析应用中应注意的几个关键问题
    张霜, 宋波
    生物多样性. 2026, 34(1):  25308.  doi: 10.17520/biods.2025308   cstr: 32101.14.biods.2025308
    摘要 ( 276 )   PDF (1728KB) ( 77 )   知识图谱   收藏
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    Meta分析是通过对不同案例数据进行加权整合分析, 得到普适性结论的重要统计工具, 在生态学领域具有广阔的应用价值。但长期以来, 科研人员对Meta分析的基本理念和方法体系具有较多的认识误区, 一定程度上造成了该方法的误用甚至错用。本文从Meta分析的操作步骤出发, 从其基本特征、文献的查询与筛选、效应值的构建、模型的选取、特殊数据结构的纳入、解释变量的引入、结果可靠性的判定、软件工具介绍等几个方面, 介绍了Meta分析的基本理念和应用中应注意的问题。相关概念和技术要点的厘清, 将为我们构建更为精准、合理的Meta分析模型, 提升结果可靠性提供帮助。Meta分析技术的不断更新进步, 必将为生态学领域众多基础科学问题的回答提供更有力、可靠的技术支撑。
    α多样性指数选择: 不等量采样下的模拟比较
    邹怡
    生物多样性. 2026, 34(1):  25278.  doi: 10.17520/biods.2025278   cstr: 32101.14.biods.2025278
    摘要 ( 841 )   PDF (1115KB) ( 335 )   知识图谱   收藏
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    采样不均衡是群落生态学实地调查的普遍问题。如何选择合适的α多样性度量指标, 使其在样点间样本量差异下有稳 定的表现对于生物多样性的研究十分重要。本文通过模拟群落的方法, 评估了9个α多样性度量指标的表现, 包含5个直接计算 的“观测型指数” (物种丰富度、Shannon指数、Simpson指数、Hurlbert稀释物种数、Fisher’s α指数), 以及4个估算丰富度的“估 算型指数”(Chao1、ACE、iNEXT、TES)。模拟评估各个指数在不同的采样阈值下, 其样点间的方差被环境梯度解释力(线性 模型R2)的准确性与精确性。模拟构建了20个样点的虚拟群落, 假设真实物种数S与环境梯度x呈线性关系且理论R2为0.8, 然后 生成一系列梯度下, 不同最小采样阈值模拟的不等量采样场景, 并计算各指数与x的线性回归R2。结果显示, 采样强度(样点记 录到的个体数及与之等价的采样完整度)是决定指数有效性的首要因素。随着样本量的提升, 所有多样性度量指标的模型R2 显著提升。在极低采样场景下(样点中最低样本量低于20个个体, 采样完整度 < 20%), 稀释物种数的平均R2明显优于其余指 数; 最低样本量升至100个个体后, 估算型指数整体优于观测型指数。本研究进一步明确了各个指数恢复设定R2所需要的最小 样本量及对应的采样完整度。综合来看, 当样本极少的不等量采样场景中, 优先推荐稀释物种数。在实际研究中, 应将稀释 值设定在一个相对较高的水平(如 > 40个个体), 即使因此丢弃极端不足的样点, 也能在总体上提高样点间的可比性。当样本 量充足时, 可采用物种丰富度估算指数, 获得最接近真实梯度的丰富度外推值。
    空间聚集度指数及其估计不确定性对聚集度–多度关系的影响
    邢丁亮
    生物多样性. 2026, 34(1):  25398.  doi: 10.17520/biods.2025398   cstr: 32101.14.biods.2025398
    摘要 ( 175 )   PDF (2424KB) ( 26 )   知识图谱   收藏
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    物种空间分布格局是群落生态学和宏生态学研究的核心问题之一。广泛用于度量空间聚集度的指标包括针对样方数据的负二项分布参数k,以及针对点格局数据的非参邻域密度指数(如Condit等(2000)提出的Ω和Wiegand等(2025)提出的kff),但这两类指数及对应的估计误差如何影响聚集度–多度关系尚不清楚。本文基于一个空间显式中性模型模拟的群落数据,计算了上述聚集度指数及其标准误,以分析这些指数及其估计误差如何影响聚集度与物种多度之间的关系。结果表明:(1)在空间聚集程度较高时,3种聚集度指数之间存在高度正相关。聚集程度较弱时,尽管估计误差增大,k仍能区分聚集度种间差异,而两个点格局指数则判别力不足。(2)不同指数的估计误差之间存在一定正相关,但相关性较弱。极大似然法给出的稀有种和弱聚集物种k值标准误较大,与模拟结果一致;相比之下,基于重采样方法的点格局指数标准误整体偏小。(3)聚集度–多度关系受所选指数及回归方法(是否加权)影响。对于1/k,加权回归能够稳定复现出中性理论所预测的幂律关系及幂指数(等于–1),不加权回归得到的幂指数较理论值更接近0,且在聚集程度较弱的群落中尤为明显。两种点格局指数与多度之间亦呈幂律关系,但幂指数随群落平均聚集程度而变化,聚集程度越弱幂指数越接近0。综上所述,忽略聚集度估计的不确定性会显著影响对聚集度–多度关系的推断,可能导致错误地拒绝中性零假设,增加I类统计错误的风险。两种基于点格局的指数与多度的关系能反映群落平均聚集程度的影响,但并不适用于检验中性与非中性群落构建机制。建议在分析样方数据时,采用基于极大似然估计的负二项分布k值及其标准误来度量物种聚集度,并将不确定性纳入后续分析。对于其他聚集度指数及其与多度之间的关系,需进一步发展基于中性理论的零假设。
    基于环境DNA宏条形码的无脊椎动物多样性研究:生物信息学流程比较与评估
    闫姿伶, 陈晓宇, 姚蒙
    生物多样性. 2026, 34(1):  25369.  doi: 10.17520/biods.2025369   cstr: 32101.14.biods.2025369
    摘要 ( 168 )   PDF (1119KB) ( 49 )   知识图谱   收藏
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    近年来,环境DNA(eDNA)宏条形码技术被广泛应用于生物多样性研究,但该技术在蓬勃发展的同时仍存在一些方法学问题有待解决。其中一个重要问题是生物信息学处理流程的选择,尤其是对物种多样性极高的无脊椎动物,测序结果的处理流程直接影响检测结果,但目前缺乏对该过程的系统比较评估。本研究使用来源于淡水的eDNA样品进行无脊椎动物宏条形码测序,比较评估多种生物信息学流程对于无脊椎动物序列处理的影响。研究中选取4种常用的聚类/降噪方法(UPARSE、Swarm、UNOISE和DADA2)以及3种分类分配方法(BOLDigger、BLASTN和朴素贝叶斯分类器),共组合形成12种生物信息学处理流程。结果显示,DADA2降噪方法与BOLDigger分类分配相结合的处理流程产生了最多的无脊椎动物分子可操作分类单元(MOTU)与最高的分类覆盖度和分类分辨率。4种聚类/降噪方法中,UNOISE和DADA2降噪方法比UPARSE和Swarm聚类方法获得了更多的无脊椎动物MOTU;3种分类分配方法中,BOLDigger和BLASTN相比朴素贝叶斯分类器获得了更高的分类覆盖度和分类分辨率。这些结果对基于eDNA的淡水无脊椎动物多样性研究具有重要的参考价值,此外还提示针对不同研究类群以及不同条形码区段,需要相应调整使用的生物信息学方法,以得到更为准确可靠的生物多样性数据。
    一种基于不等长DNA序列的单倍型丰富度估算方法
    姜媛, 黄贝希, 贾学圆, 梁思, 谢雨彤, 范平, 宋刚
    生物多样性. 2026, 34(1):  25263.  doi: 10.17520/biods.2025263
    摘要 ( 1 )   PDF (1885KB) ( 2 )   知识图谱   收藏
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    传统遗传多样性计算方法要求序列长度一致, 而从公共数据库中获取的序列长度不一, 增加了单倍型识别和遗传多样性评估的难度。现有方法虽能估算不等长DNA序列的单倍型多样性和核苷酸多样性, 但单倍型丰富度的有效计算方法仍属空白。为此, 本研究基于配对序列间的核苷酸差异(Kij)开发了一种针对不等长DNA序列的单倍型丰富度估算方法。我们通过3项分析验证方法性能: (1)对于同一套等长序列数据集, 将其计算结果与DnaSP的输出结果进行比较; (2)基于鸟类、哺乳动物和两栖动物的等长数据集生成随机长度的模拟序列, 验证算法处理不等长序列的性能, 并利用药用植物数据集评估该方法的泛化能力; (3)应用该方法计算了鸟类、哺乳动物和两栖动物单倍型丰富度的纬度梯度格局。结果表明: (1)对等长序列, 新方法与DnaSP的输出结果无显著差异(鸟类: W = 22,018, P = 0.845; 哺乳动物: W = 23,096, P = 0.990; 两栖动物: W = 3,518.5, P = 0.977), 且在存在碱基缺失时展现出更优的单倍型识别能力(平均较DnaSP多识别1.333 ± 0.188个单倍型); (2)随机长度模拟实验证实该方法对不等长的序列数据具备良好的估算性能(以相对误差衡量的整体计算精确度为0.130 ± 0.106; 稳定性为0.007 ± 0.007); (3)纬度格局分析显示: 鸟类和哺乳动物在南半球呈现显著递减趋势, 而在北半球变化较为平缓; 两栖动物则呈现自南向北的持续递减模式。本研究有助于开发更精确的量化方法, 或可为遗传多样性研究及保护工作提供新的分析工具。
    可解释机器学习及其生态学应用
    石亚飞, 牛富荣, 黄晓敏, 洪星, 龚相文, 王艳莉, 林栋, 柳小妮
    生物多样性. 2026, 34(1):  25210.  doi: 10.17520/biods.2025210   cstr: 32101.14.biods.2025210
    摘要 ( 437 )   PDF (2911KB) ( 104 )   知识图谱   收藏
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    近年来, 机器学习在生态学领域的应用日益广泛, 尤其在复杂的非线性数据建模方面展现出强大优势。然而, 机器学 习的“黑箱属性”使其难以提供清晰的结果解释, 限制了其应用范围。为解决机器学习的不透明问题, 可解释机器学习 (interpretable machine learning, IML)应运而生, 它致力于提高模型透明度并增强结果的可解释性。本文系统梳理了可解释机器 学习中白盒与黑盒模型、全局与局部解释、内在解释与事后解释等基本概念, 并基于案例数据分别应用于线性回归、决策树 与随机森林等模型, 展示了包括回归系数、特征重要性排序、部分依赖图、局部累计效应图、夏普利加性解释以及局部模型 无关解释等多种主流可解释机器学习的实现方法与生态学解释能力。研究表明, 尽管白盒模型的解释也属于可解释机器学习 的范畴, 但当前其主要是一系列针对黑盒模型的事后解释方法的集成。其次, 不同方法在解释层级、适用模型及可视化表达 方面各具优势。可解释机器学习可在一定程度上解决复杂模型预测性能与生态学解释需求之间的鸿沟, 但需要基于数据情况 和研究问题进行选择性应用。本文可为生态学研究人员提供可操作的可解释机器学习分析框架, 并强调其应当作为当前主流 统计建模的重要补充, 将在未来生态学研究中具有广阔的应用前景。
    《生物多样性公约》现行资金机制及其替代方案研究
    王也, 王茜璐, 关婧, 王迎
    生物多样性. 2026, 34(1):  25353.  doi: 10.17520/biods.2025353   cstr: 32101.14.biods.2025353
    摘要 ( 152 )   PDF (422KB) ( 35 )   知识图谱   收藏
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    全球生物多样性保护面临巨大的资金缺口,以全球环境基金(Global Environment Facility, GEF)作为实施《生物多样性公约》现行资金机制存在法律地位不确定、治理结构不匹配、资金可及性低、受援国自主权弱等结构性缺陷,难以满足《生物多样性公约》实施需求。本文系统梳理了GEF及其新设的全球生物多样性框架基金(Global Biodiversity Framework Fund, GBFF)的运作机制与局限性,深入分析了缔约方关于是否新建由缔约方大会(Conference of the Parties, COP)授权的正式资金机制的立场分歧,基于《生物多样性公约》第21条规定及谈判动态,构建了新建全球生物多样性基金(Global Biodiversity Fund, GBF)、深度改革GEF、设立GEF下混合过渡机制3种备选方案,并从治理结构、资金可持续性、运营效率、包容性等维度进行了可行性评估。研究旨在为建立更公平、高效、符合《生物多样性公约》宗旨的生物多样性国际履约资金机制提供科学依据,并为在后续相关谈判中维护国家利益、弥合南北分歧提供参考策略建议。
    国外生物多样性抵消研究现状和对策研究
    田璐瑶, 尹豪
    生物多样性. 2026, 34(1):  25187.  doi: 10.17520/biods.2025187
    摘要 ( 11 )   PDF (1155KB) ( 10 )   知识图谱   收藏
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    随生物多样性保护压力激增和“生物多样性零净损失(no net loss, NNL)”提出, 生物多样性抵消(biodiversity offsetting, BO)作为缓解等级(mitigation hierarchy)的最后一步在欧美迅速开展, 成为解决生物多样性保护经济压力大、社会参与度不足、土地开发与生态用地蚕食矛盾的途径。本文通过综述国内外研究现状及国外生物多样性抵消项目概况, 分析我国研究和实践差距、辨析相关概念内涵、探明项目实施路径; 通过总结国外生物多样性抵消核算量化、提升附加性、完善强制性框架、保障长期性四方面的关键问题及策略, 为我国生物多样性抵消提供理论依据和实践经验; 最后, 提出应明确BO地位和实施路径、推动BO实施、加强BO效能优化研究三方面的建议, 以期进一步完善我国生物多样性保护体系, 构建适应性强的生物多样性抵消框架。
    生物多样性公益捐赠对中国生物多样性保护战略与行动计划 (NBSAP)的贡献分析
    杨方义, 靳彤, 申小莉, 张立, 杨彪
    生物多样性. 2026, 34(1):  25269.  doi: 10.17520/biods.2025269   cstr: 32101.14.biods.2025269
    摘要 ( 313 )   PDF (334KB) ( 53 )   知识图谱   收藏
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    非国家行为体(Non-State Actors)参与生物多样性治理是《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》和《中国生物多样性保护战略与行动计划(2023‒2030年)》的核心内容。生物多样性公益捐赠资金能够推动非国家行为体参与生物多样性治理,弥补生物多样性公共资金不足。联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)为中国非国家行为体参与生物多样性治理提供了机遇。2021年,中国10家非国家行为体组织在COP15第一阶段会议期间承诺2030年前动员25.5亿元人民币公益捐赠用于生物多样性保护。本文系统梳理过去5年中国非国家行为体生物多样性公益捐赠的进展及成效。2020-2024年间,11家规模较大的公益基金会与生物多样性相关的公益支出为34.28亿元人民币,其中,7家参与COP15承诺的基金会共计投入15.48亿元公益捐赠用于生物多样性保护,已完成2030年承诺目标的60.73%。这些生物多样性公益捐赠支持了非国家行为体组织在受威胁物种保护、栖息地和重要区域保护和修复、推动生物多样性主流化等领域开展了大量卓有成效的工作。研究发现当前中国生物多样性公益捐赠具有一定局限性,例如较高比例的资金用于造林为主的生态系统恢复、与企业和公共资金的协同的不足。本文建议中国生物多样性公益捐赠应加强与国家行动的协同,推动企业参与生物多样性保护,共同致力于推动实现中国生物多样性保护目标和昆蒙框架。
    研究报告: 植物多样性
    广西防城季节性雨林凋落物量时空动态及驱动因素
    高雅, 刘绮, 刘民峰, 马瑞霞, 黄甫昭, 李冬兴, 向悟生, 丁涛, 王斌, 李先琨, 郭屹立
    生物多样性. 2026, 34(1):  25326.  doi: 10.17520/biods.2025326   cstr: 32101.14.biods.2025326
    摘要 ( 63 )   PDF (934KB) ( 11 )   知识图谱   收藏
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    森林凋落物作为森林生态系统物质循环、能量流动、养分平衡的载体,是森林生态系统的重要组成部分。本研究以广西防城金花茶国家级自然保护区1 ha森林动态监测样地为研究对象,在其中布设了40个凋落物收集器,通过6年的森林凋落物量数据监测,分析了该地区凋落物组成、时空分布特征及驱动因素。结果表明:广西防城金花茶国家级自然保护区森林凋落物年均产量为7,506.38 ± 766.94 kg/ha,年际波动明显。各组分所占比例依次为叶(60.24%) > 枝(19.34%) > 杂物(17.70%) > 繁殖组织(2.72%)。总凋落物量及各组分凋落量月动态变化规律相似,均呈三峰型,峰值分别出现在4月、8月和10月。凋落物收集器5 m邻域范围内,坡向、土壤温度、树木多样性和胸高断面积之和是该地区森林凋落物产量的主要驱动因素,且直接正向影响凋落物总量,而土壤养分通过胸高断面积之和间接影响凋落物总量。连续6年监测结果显示:广西防城金花茶国家级自然保护区凋落物量季节性变化明显,生物因子、非生物因子和土壤因子共同影响着凋落物量的空间分布。

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