島嶼生物地理學(xué)是生物地理學(xué)的一個(gè)分支，由Robert MacArthur和E. O. Wilson提出，專門研究孤立的自然群落中物種豐富度和多樣性的影響因素。該理論最初是為了解釋海島上的物種面積關(guān)系的模式而發(fā)展起來的，現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)展到任何被異質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)包圍的孤立生態(tài)系統(tǒng)，包括山峰、海底山、綠洲、破碎的森林，以及因人類活動(dòng)而孤立的自然棲息地。島嶼生物地理學(xué)理論認(rèn)為島嶼上物種的豐富度取決于新物種的遷入和原有物種的滅絕，這兩個(gè)過程的相互作用導(dǎo)致物種豐富度的動(dòng)態(tài)變化。當(dāng)遷入率與絕滅率相等時(shí)，島嶼物種數(shù)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，物種的種類更新速率等于遷入率或絕滅率，這稱為種周轉(zhuǎn)率。
概述
島嶼生物地理學(xué)理論最初用來解釋決定島嶼物種豐富程度的因素，后來也被用來研究戈壁湖泊、沙漠山地、孤立雨林甚至人類社會(huì)包圍下的小塊自然棲息地的物種數(shù)量狀況。生物學(xué)家羅伯特·麥克阿瑟和E·O·威爾森于二十世紀(jì)六十年代最先開始這一領(lǐng)域的研究，并在普林斯頓大學(xué)種群生物學(xué)專著系列的開篇之作中提出了“島嶼生物地理學(xué)”一詞，這一專著系列試圖預(yù)測(cè)一個(gè)新的島嶼上將會(huì)出現(xiàn)的物種數(shù)量。
定義
島嶼生物地理學(xué)中的“島嶼”可以指適合特定生態(tài)系統(tǒng)的任何棲息地區(qū)域，其周圍環(huán)繞著大量不適宜的棲息地。這個(gè)概念不僅適用于一般意義上的島嶼，也適用于各種非傳統(tǒng)的“島嶼”，例如山峰、孤立的泉水或湖泊，以及被人工景觀所包圍的自然棲息地。對(duì)于一種生物而言的“島嶼”，對(duì)于其他生物而言可能并不是島嶼，這取決于物種的生態(tài)需求和行為模式。
理論
島嶼生物地理學(xué)理論指出，未受干擾的島嶼環(huán)境中，物種數(shù)量是由遷入和絕滅決定的。孤立的種群可能遵循不同的進(jìn)化路線，遷入和遷出受到島嶼和潛在定殖者的“源”之間的距離的影響。與不太孤立的島嶼相比，更加孤立的島嶼有生物遷入的概率較低。島嶼大小影響物種的絕滅速率，大的島嶼有較大面積的棲息地，也更可能有多種不同的棲息地，從而降低因偶然事件造成絕滅的概率。棲息地異質(zhì)性可以增加遷入后能夠延續(xù)的物種數(shù)量。隔離除了影響遷入率外，還會(huì)影響絕滅率，不太孤立的島嶼上的種群絕滅的可能性較小，來自源種群和其他島嶼的個(gè)體可以遷入并“營(yíng)救”該種群，這就是所謂的營(yíng)救效應(yīng)。島嶼大小也會(huì)影響遷入率，物種可能會(huì)主動(dòng)選擇更大的島嶼，因?yàn)樗鼈冑Y源更豐富，生態(tài)位更寬；另外，更大的島嶼也可能只是因?yàn)楦蠖既环e累了更多的物種，這稱為目標(biāo)效應(yīng)。
影響因素
島嶼生物地理學(xué)中，物種多樣性受到多種因素的影響，包括：
- 隔離度。（到最近“鄰居”和大陸的距離）
- 隔離時(shí)長(zhǎng)。
- 島嶼的大小。（面積更大通常有利于提高多樣性）
- 棲息地適宜性，包括氣候、如果先前附著在較大的大陸塊上的初始動(dòng)植物構(gòu)成、當(dāng)前的物種組成、相對(duì)于洋流和吹塵的位置。（影響?zhàn)B分、魚類、鳥類和種子流動(dòng)模式）
- 偶然性。（影響偶然遷入）
- 人類活動(dòng)。
歷史
化石提供了地球上的生命記錄，可以借助化石來研究島嶼生物地理學(xué)理論。例如，3億年前的石炭紀(jì)雨林崩潰事件引發(fā)了爬行綱的進(jìn)化爆發(fā)，這次事件展示了島嶼生物地理學(xué)理論的原理。
研究實(shí)驗(yàn)
島嶼生物地理學(xué)理論通過多種實(shí)驗(yàn)得到檢驗(yàn)。愛德華·威爾遜和他的學(xué)生丹尼爾·森博洛夫在佛羅里達(dá)礁島群的紅樹林群島進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)物種遷入島上的情況。巴羅科羅拉多島熱帶雨林研究站的研究也提供了島嶼形成后生態(tài)變化的大量出版文獻(xiàn)。
應(yīng)用
島嶼生物地理學(xué)理論在保育生物學(xué)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。保護(hù)區(qū)和國(guó)家公園在人類改變的景觀中構(gòu)成島嶼的想法，以及這些保護(hù)區(qū)可能會(huì)喪失物種的問題引起了極大的關(guān)注。威廉·紐馬克的研究表明，受保護(hù)的美國(guó)國(guó)家公園的規(guī)模與哺乳綱種類的數(shù)量之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。這導(dǎo)致了“一大或數(shù)小”（SLOSS）的爭(zhēng)論，關(guān)于保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)的最佳方式。島嶼生物地理學(xué)理論也促進(jìn)了野生動(dòng)物廊道的發(fā)展，這種廊道作為一種保育工具，能夠提高棲息地島嶼之間的連接度。此外，該理論最能解釋異域物種形成，也可用于解釋同域物種形成的現(xiàn)象。
相關(guān)事件
在2009年發(fā)表的一篇論文中，UCLA地理學(xué)家Thomas Gillespie和John Agnew及學(xué)生預(yù)測(cè)，奧薩馬·本·拉登有80.9%的可能性隱藏在巴基斯坦阿伯塔巴德，他們利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)和已知的最后行蹤報(bào)告預(yù)測(cè)本拉登的去向，并根據(jù)島嶼生物地理學(xué)理論創(chuàng)建了一個(gè)概率模型。這一事件展示了島嶼生物地理學(xué)理論在非生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
參考資料 >