β-多樣性是生態學中的一個重要概念,它代表著區域和地方物種多樣性的比率。這一術語最初由R.H. Whittaker提出,並將其與α-多樣性和γ-多樣性一同引入。這表明,景觀中的總物種多樣性(γ)取決於兩種不同的因素:地方層級的平均物種多樣性(α)和地方場地之間的差異(β)。然而,在不同的環境下,β-多樣性可能會表現出截然不同的結果。
β-多樣性可以被形容為物種周轉的度量,反映在不同地點或社區之間物種組成的變化。
β-多樣性有數種測量方式,其中最簡單的定義可以表示為:
β = γ / α
這意味著,當我们知道整個數據集的總物種多樣性(γ)以及每個子單元的平均物種多樣性(α)時,便可計算出β-多樣性。然而,隨著時間的推移,生態學家發展出更多不同的計算方法和定義,這使得β-多樣性不再具有單一的形式。
雖然了解物種組成從地方到區域尺度的變化是生態學和生物地理學的一個核心議題,但研究卻經常得出不同的結論。例如,某些學說預測低緯度地區的β-多樣性會更高。在瑪格力山的丹努姆山谷,Kitching等人采集了原始森林和伐木森林中的蛾類,顯示原始森林的β-多樣性高於伐木森林。但Berry等人的研究卻發現,在同一地區的樹木樣本中,伐木森林的β-多樣性反而高於原始森林。
研究顯示,不同社區之間的顔色和多樣性存在顯著差異,這使得我們對生物多樣性的理解變得更加複雜。
而根據最近的定量綜述,原始森林的β-多樣性與各類人為改變的地方(如次生森林、種植地、牧場和城市)相似。因此,對於β-多樣性模式的共識似乎仍有待提升。一些研究者如Sreekar等人認為,這些不一致主要是由於研究中空間尺度和粒度的差異所致,他們顯示空間尺度會改變β-多樣性與緯度之間的關係。
在地質歷史上,物種多樣性的主要演化事件常與α-多樣性和β-多樣性之間的相對貢獻變化有關。例如,寒武紀大爆發和古奧德維奇生物多樣化事件,及其後的滅絕事件恢復。這些案例的實證數據支持理論預測:物種數量的增加會提高相對於α-多樣性的β-多樣性,這主要是由於種間競爭的影響。然而,一旦增加地理周轉的選項耗盡,α-多樣性可能又會再次增加。
這進一步強調了生態系統物種多樣性的動態平衡,及其對於物種生存與生態系統運作的影響。
在眾多的生物多樣性測度中,β-多樣性特別容易受到人類活動的影響。伐木、城市開發以及農業擴張等行為都會改變原有的生態系統,使得物種因環境變化而重新分布。這又引發了關於如何合理保護生態系統多樣性與功能的討論。
然而,隨著對β-多樣性的深入研究,生態學者們開始更重視物種組成的改變,並探索如何更有效地編制生物多樣性地圖以維持或提升整體生態健康。這也催生了新概念,如Zeta多樣性(ζ-多樣性),用來更全面地連接現存的各種生物多樣性模式。
面對如此複雜而動態的生態系統,我們不禁要思考:如何在變化的環境中保護和促進物種多樣性,才能達到生態的持續性和穩定性呢?