A geometric basis for surface habitat complexity and biodiversity
A geometric basis for surface habitat complexity and biodiversity
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地表栖息地复杂性和生物多样性的几何基础
DOI：
10.1038/s41559-020-1281-8
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发表时间：
2020
影响因子：
16.8
通讯作者：
Friedman, Ariell
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Torres-Pulliza, Damaris;Dornelas, Maria A.;Pizarro, Oscar;Bewley, Michael;Blowes, Shane A.;Boutros, Nader;Brambilla, Viviana;Chase, Tory J.;Frank, Grace;Friedman, Ariell
结构复杂的生境往往比简单生境包含更多的物种和更高的总丰度。这种生态模式是基于第一原则：物种丰富度与面积，表面积和生态位密度增加三维复杂性。在这里，我们提出了一个几何基础的表面栖息地，统一生态系统和空间尺度。该理论是由三个结构参数表面高度，粗糙度和分形维数之间的基本几何约束，并解释了98%的表面变化在一个结构复杂的测试系统：珊瑚礁。然后，我们展示了珊瑚生物多样性指标（物种丰富度，总丰度和种间相遇的概率）如何在理论结构描述符平面上变化，展示了预测自然和人类表面结构修改后果的理论价值。
Structurally complex habitats tend to contain more species and higher total abundances than simple habitats. This ecological paradigm is grounded in first principles: species richness scales with area, and surface area and niche density increase with three-dimensional complexity. Here we present a geometric basis for surface habitats that unifies ecosystems and spatial scales. The theory is framed by fundamental geometric constraints between three structure descriptors—surface height, rugosity and fractal dimension—and explains 98% of surface variation in a structurally complex test system: coral reefs. Then, we show how coral biodiversity metrics (species richness, total abundance and probability of interspecific encounter) vary over the theoretical structure descriptor plane, demonstrating the value of the theory for predicting the consequences of natural and human modifications of surface structure.
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