1. Dutilleul P, Sep N. Spatial Heterogeneity and the Design of Ecological Field Experiments. Ecology. 1993;74:1646–58.

抽象。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)于自然界以及室內(nèi)的空間異質(zhì)性鼻疮，無(wú)論它是一種滋擾還是感興趣的特征琢锋，結(jié)合或不結(jié)合處理效果的評(píng)估版仔。以下空間異質(zhì)性量化方差分析方法是基于生態(tài)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的充分設(shè)計(jì)彩倚，根據(jù)關(guān)注的異質(zhì)性的類型和規(guī)模（小規(guī)模，斑塊巨朦，一維或二維梯度） 送矩。沒(méi)有這樣做的食譜，必須每次都行使判斷;實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的了解蝌以，再加上預(yù)處理或控制炕舵，提供了一個(gè)有用的先決條件。對(duì)于斑塊和環(huán)境梯度跟畅，在處理分配的存在下咽筋，推薦的設(shè)計(jì)需要分組類似實(shí)驗(yàn)單元的區(qū)組原理，這允許避免假處理效應(yīng)和充氣誤差均方徊件。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)只應(yīng)在大規(guī)模的空間同質(zhì)性的特殊情況下使用奸攻。給出并討論了生態(tài)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的插圖

引言

從地方到地方以系統(tǒng)方式變化的空間模式稱為異質(zhì)。 （Ripley 1981）“直觀地虱痕，異質(zhì)性的概念是清楚的睹耐，但是當(dāng)我們審查它，我們的初始印象分裂成復(fù)雜性”（Kolasa和Rollo 1991）部翘。事實(shí)上硝训，異質(zhì)性可以從各種各樣的角度看待;其中一些對(duì)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化有重要的影響。在空間語(yǔ)境中，對(duì)“異質(zhì)性”一詞的接受主要取??決于所關(guān)注的空間模式的類型窖梁。對(duì)于點(diǎn)模式赘风，它涉及通過(guò)空間分布的個(gè)體生物或生態(tài)實(shí)體的物理位置;在這種情況下，空間異質(zhì)性意味著點(diǎn)的密度變化（例如纵刘，森林中的樹(shù)木或社區(qū)中的植物）邀窃，與隨機(jī)散布的生物體所預(yù)期的變化相比。對(duì)于表面圖案假哎，該概念涉及由空間上連續(xù)的定性或定量變量（例如瞬捕，屬于地質(zhì)組或湖面溫度的土壤）所取的值;空間異質(zhì)性指的是子區(qū)域之間的那些值的可變性，或者它們?cè)诳臻g中的分布的參數(shù)的可變性位谋。在下文中山析，我將集中于空間異質(zhì)性的表面圖案方面，參考Dutilleul和Legendre（1993）對(duì)這兩個(gè)方面的完整討論和比較掏父。在接下來(lái)的文章中笋轨，Legendre（1993）將空間異質(zhì)性納入關(guān)于生態(tài)數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)的一般性討論。事實(shí)上赊淑，空間異質(zhì)性可能與生態(tài)信息相關(guān)爵政。特別地，它通過(guò)其與遺傳多樣性的相互作用（Bell和Lechowicz 1991）陶缺，人口動(dòng)態(tài)（Cantrell和Cosner 1991）和社區(qū)內(nèi)的棲息地分配（Weider 1984）是功能性的钾挟。高異質(zhì)性干擾競(jìng)爭(zhēng)（Powell和Rucherson 1985），因此允許保持更高的物種多樣性（Pringle 1990）;它還影響捕食（Gilinsky 1984）和寄生（Nachman 1981）的影響饱岸，增加種群穩(wěn)定性（Lodge等1988）掺出，并有助于保持種內(nèi)遺傳多態(tài)性（Lecho- wicz和Bell 1991）。與生態(tài)異質(zhì)性相關(guān)的其他問(wèn)題包括在Kolasa和Pickett（1991）苫费√老牵空間異質(zhì)性不局限于戶外。在生長(zhǎng)室實(shí)驗(yàn)中百框，變異性的潛在來(lái)源是腔內(nèi)條件隨時(shí)間的波動(dòng)闲礼，腔之間的差異以及這些因素之間的相互作用（Potvin和Tardif 1988）。盡管現(xiàn)代生長(zhǎng)室的復(fù)雜性铐维，在植被科學(xué)的實(shí)驗(yàn)中柬泽，生長(zhǎng)條件不能總是被統(tǒng)一控制，時(shí)間和空間異質(zhì)性的影響可能隨物種和測(cè)量變量而變化（Potvin等人嫁蛇，1990a）锨并。除了它涉及空間中的一個(gè)點(diǎn)和時(shí)間上的許多點(diǎn)之外，形式上的時(shí)間異質(zhì)性與空間異質(zhì)性非常相似睬棚。每當(dāng)兩個(gè)相鄰位置在它們的時(shí)間變化上不同時(shí)琳疏，它們將導(dǎo)致空間異質(zhì)性;然而有决，這種關(guān)系不對(duì)稱（Kolasa和Rollo 1991）】张危空間異質(zhì)性可能損害我們使用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)推理技術(shù)的能力，這些技術(shù)主要是針對(duì)從獨(dú)立和相同分布的隨機(jī)變量得到的一組觀測(cè)結(jié)果新荤，并且可以影響在沒(méi)有適當(dāng)允許的情況下進(jìn)行的生態(tài)研究中的統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)論揽趾。例如，在作物實(shí)驗(yàn)中苛骨，損傷的鳥(niǎo)類篱瞎，水分測(cè)試或疾病可能在地塊之間不均勻，并且產(chǎn)量然后可能與斑塊損傷密切相關(guān);以相同的方式痒芝，魚(yú)類捕食的不存在或存在可能具有顯著的影響俐筋，另一方面，在運(yùn)動(dòng)減少單位的實(shí)驗(yàn)中严衬，產(chǎn)量變化的趨勢(shì)可能源于生育力澄者，溫度或光梯度，特別是在玻璃房實(shí)驗(yàn)中;處理效果可能被混淆在空間中具有更多或更少的特權(quán)位置请琳。在所有這些情況下粱挡，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)空間異質(zhì)性。顯然沒(méi)有這樣做的食譜俄精，我們將看到询筏，必須根據(jù)所關(guān)注的空間異質(zhì)性的類型每次都行使判斷。雖然自然界顯然是異質(zhì)的竖慧，但空間異質(zhì)性表現(xiàn)的規(guī)模本身也有很大的不同嫌套。例如，在水生生態(tài)系統(tǒng)的研究中圾旨，可觀察到可溶性營(yíng)養(yǎng)物中心表面的大規(guī)模水平梯度踱讨，以及營(yíng)養(yǎng)物的局部斑塊垂直（表面到底部）梯度的溫度溶解氧在小到中等尺度（Neilson和Stevens1987，F(xiàn)rostetal.1988）碳胳。尺度的變化可以產(chǎn)生從異質(zhì)性的同質(zhì)性勇蝙，并且反之亦然，并且包含在一個(gè)分辨率級(jí)別的形式在另一個(gè)級(jí)別看起來(lái)像噪聲挨约。森林火災(zāi)間隔的空間分布（Baker1989）的分析說(shuō)明特征;分布在空間上變化味混，并且根據(jù)所考慮的空間尺度通過(guò)聚類分析來(lái)識(shí)別均勻的火區(qū)域。為了盡可能有效地實(shí)現(xiàn)研究诫惭，生態(tài)學(xué)家必須成年地選擇尺度;即翁锡，它們必須識(shí)別可能發(fā)生規(guī)律性或異常性的特征尺度以及控制陸地景觀或社區(qū)的過(guò)程所操作的優(yōu)勢(shì)尺度。如本文所使用的尺度是指由地圖表示的區(qū)域夕土，而不是地理學(xué)家的系統(tǒng)馆衔，其中該數(shù)字描述了地圖縮減的程度;因此瘟判，分辨率對(duì)應(yīng)于標(biāo)尺的細(xì)度〗抢＃空間異質(zhì)性已在微觀到宏觀尺度拷获，在淡水，咸水和海洋環(huán)境以及植物學(xué)和林業(yè)以及社區(qū)和陸地生態(tài)學(xué)研究中觀察到（例如减细，Soriano等人匆瓜，1987，Le gendreand Trousselier 1988未蝌， Mader 1988驮吱，Pinel-Al loul等人1988，Urabe 1989萧吠，Washitaniet al.1989左冬，Matlack and Good 1990，Perez and Canteras 1990）纸型。首先拇砰，我將簡(jiǎn)要回顧良好設(shè)計(jì)和最常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特征：完全隨機(jī)，簡(jiǎn)單和多重區(qū)組設(shè)計(jì);第二绊袋，我將解釋生態(tài)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)如何適應(yīng)小規(guī)模和片狀空間異質(zhì)性毕匀，以及環(huán)境梯度，或者作為感興趣的特征的噪聲癌别。