岛屿生物地理学

平衡理论

自达尔文和华莱士以来，岛屿一直是研究进化和生物分布的天然实验室。1963年，生态学家麦克阿瑟和生物学家威尔逊提出解释岛屿物种数的数学模型，并在1967年的《岛屿生物地理学理论》中加以发展。他们认为岛屿物种数由两个过程的平衡决定：岛上尚未出现的物种从大陆迁入的“迁入率”随物种增多而下降，岛上物种消失的“灭绝率”随物种增多而上升，两条曲线的交点即平衡物种数。大岛种群较大、灭绝率较低，近岛迁入率较高，因此面积大且离大陆近的岛屿物种最多。即使处于平衡，物种组成仍在不断变化，称为“物种周转”。

种-面积关系与实验

该理论解释了早已知晓的种-面积关系S=cA^z，其中S为物种数，A为面积，岛屿的z值通常在0.2至0.35之间，即面积增加10倍，物种数大约翻倍。普雷斯顿（1962年）也从个体数分布推导出类似关系。20世纪60年代末，辛伯洛夫与威尔逊（1969年）用帐篷覆盖佛罗里达群岛的小型红树林岛并熏蒸，清除全部节肢动物后观察重新定殖过程。约一年内物种数恢复到接近原有水平，离大陆越近的岛恢复的物种越多，且物种组成发生了变化。这一经典野外实验支持了平衡与周转的预测。布朗与科德里克-布朗（1977年）补充了迁入可减少灭绝的“拯救效应”。

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保护应用与批评

该理论启发人们把自然保护区视为被开发土地这片“海洋”包围的岛屿。戴蒙德（1975年）提出保护区应尽量大、彼此靠近、形状紧凑并由廊道连接。辛伯洛夫与阿贝尔（1976年）反驳称多个小保护区可能比单个大保护区保护更多物种，由此引发“SLOSS（单个大还是多个小）”之争。后来的生境破碎化研究表明，边缘效应、周边景观质量和物种差异更为重要，超越了该理论（劳伦斯，2008年）；哈达德等（2015年）总结破碎化使生物多样性减少13%至75%。该理论还因将物种视为等同、忽视进化性物种形成而受批评；惠特克等（2008年）提出纳入岛屿地质年龄和物种形成的一般动态理论，哈贝尔（2001年）提出中性理论。

常见问题

如何简单理解岛屿生物地理学理论？

岛上的物种数由新来的物种与消失的物种相互平衡决定，岛越大、离大陆越近，物种越多。

它在保护中如何应用？

把保护区看作被开发地包围的岛屿，据此提出保护区应尽量大、相互靠近并用生态廊道连接的设计原则。

来源核查日期：2026-10-26

参考文献

1. MacArthur, R. H., & Wilson, E. O. (1963). An equilibrium theory of insular zoogeography. Evolution, 17(4), 373–387.
2. MacArthur, R. H., & Wilson, E. O. (1967). The Theory of Island Biogeography. Princeton: Princeton University Press.
3. Simberloff, D. S., & Wilson, E. O. (1969). Experimental zoogeography of islands: The colonization of empty islands. Ecology, 50(2), 278–296.
4. Preston, F. W. (1962). The canonical distribution of commonness and rarity. Ecology, 43(2), 185–215.
5. Diamond, J. M. (1975). The island dilemma: Lessons of modern biogeographic studies for the design of natural reserves. Biological Conservation, 7(2), 129–146.
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9. Losos, J. B., & Ricklefs, R. E. (Eds.). (2010). The Theory of Island Biogeography Revisited. Princeton: Princeton University Press.
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