微生物群落中的“veil-line”概念”

在研究微生物群落物种丰度分布的时候，经常会看到“veil-line”这样一个概念，我搜了一下没搜到解释。这应该是网上第一篇介绍veil-line的文章。

veil-line源于Preston于1948年提出的一个概念，用来描述生态群落的物种丰度分布(SAD)和从该群落抽取样本的SAD之间的关系。

veil-line概念表明，在丰度的对数尺度上，样本SAD是类似于群落SAD的一个截短（truncated）版本。veil-line概念已经成为生态理论的一个核心概念，尤其是群落构建机制中的中性理论。

Preston在一个对数尺度上考虑物种丰度。在对数尺度上，丰度级最低的为1-2个体的种，次之为2-4个体的种，再次之为4-8个体的种，以此类推。

使用对数尺度的原因是(i)它减少了噪声，(ii) “(c)ommonness is a relative matter”，其中一个物种的丰度大约是另一种的两倍，使用对数尺度是很自然的。

Preston表明,尽管抽样存在误差,但是对于大多数物种,尤其是高丰度的物种,可以实现充分接近比例的代表性抽样,因此抽样过程可以保持SAD的形状。而物种丰度最低的类别往往不会出现在样本中,因此样本曲线出现截断。

这就引出了veil-line的概念。对于给定的样本大小，veil-line放置在群落SAD横轴上的丰度1/r处，因此log2(1/r)丰度类别位于veil-line的左侧。这些丰度类别中的物种往往不会出现在样本中(它们的预期样本丰度小于1)，因此veil-line代表的是分布明显被抽样过程截断的点。

Preston认识到，veil-line左边的一些物种确实偶然地出现在样本中，就像veil-line右边的一些物种有时没有出现在样本中一样。然而这些影响很大程度上抵消了彼此，并没有破坏veil-line的效用。

veil-line的概念解释了为什么当潜在群落SAD被认为是对数正态分布时，许多样本SAD呈现出截断的对数正态分布。

上图：群落的SAD及veil-line；

下图：样本呈现群落一个截断的分布。

当然，生态学家最擅长的事情中有一样就是吵架。veil-line提出之后也不断有人质疑和否定。这么多年围绕这个概念讨论和文章还有很多，不再赘述。

Reference:

F.W. Preston. The commonness and rarity of species. Ecology, 29 (1948),pp. 254-283

R.A.Chisholm.Sampling species abundance distributions: Resolving the veil-line debate. Journal of Theoretical Biology. Volume 247, Issue 4, 21 August 2007, Pages 600-607