《生物多样性》| 2024年第7期目录

植物功能性状能够有效表征物种的存活、生长和繁殖策略, 厘清人工混交林叶功能性状特征及其对森林演替的响应规律有助于深入理解群落构建过程。本文以广东省佛山市云勇林场2003–2010年对杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林改造后形成的亚热带人工混交林为研究对象, 基于2018年对9个地点共27个20 m × 20 m固定样方的群落调查和功能性状数据, 探究了不同叶功能性状对森林演替的响应规律及影响因素。首先, 计算了6种叶功能性状的平均值、变异系数、种内和种间变异等统计参数。其次, 使用回归分析和相关性分析明确了不同叶功能性状及其权衡关系随演替的变化规律。最后, 使用多元逐步回归分析和层次分割法探讨了叶功能性状格局的影响因素。结果表明: (1)人工混交林演替过程中的叶功能性状具有较强的可塑性。各功能性状的变异系数介于5.63%–70.98%之间, 且种间变异均大于种内变异。(2)随着人工混交林的正向演替, 共存物种的生态策略由保守型向获取型转变。(3)森林演替显著影响叶功能性状之间的权衡关系, 主要表现为比叶面积(SLA)与叶有机碳含量(LC)、叶全氮含量(LN)以及叶全磷含量(LP)的相关性随着森林演替进程而增强。因此, 即便在局域空间尺度下仍然不能忽略环境背景对植物功能性状权衡关系的影响。(4)恢复时间、物种组成和叶功能性状的改变共同驱动不同演替时间序列下群落水平的叶功能性状格局, 但其相对贡献大小因所研究功能性状的不同而存在差异。研究结果揭示了人工混交林演替过程中叶功能性状的响应规律及影响因素, 有助于为未来基于植物功能性状选择造林物种提供理论依据。

为明确荒漠草原生态系统功能和稳定性对水分和养分资源可利用性改变的响应, 阐明荒漠草原生物量稳定性的影响机制及途径, 本研究在宁夏荒漠草原开展了为期5年的养分添加和降水变化野外控制试验(2018–2022年), 试验包括9个处理: 对照(Cont)、N添加(N)、NPK添加(NPK)、减少50%降水(Cont – 50%)、增加50%降水(Cont + 50%)、N添加 + 减少50%降水(N – 50%)、N添加 + 增加50%降水(N + 50%)、NPK添加 + 减少50%降水(NPK – 50%)和NPK添加 + 增加50%降水(NPK + 50%)。通过测定地上、地下生物量及物种多样性, 分析了物种异步性、物种多样性、生物量稳定性及生物量稳定性的影响因素。结果表明: (1)养分添加和降水变化显著影响荒漠草原植物群落生物量, NPK + 50%处理增加了地上生物量(156.28%)、地下生物量(51.95%)及总生物量(75.67%), 而Cont – 50%处理降低了地上生物量(45.59%)、地下生物量(25.09%)及总生物量(31.41%); (2)除NPK + 50%处理外, 其他处理的地上生物量、地下生物量和总生物量稳定性均显著低于对照处理。NPK + 50%处理降低了地上生物量稳定性(31.90%), 但增加了地下和总生物量稳定性(33.48%和12.38%); (3)养分添加和降水变化显著影响物种多样性(物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数)和物种异步性, 其交互作用对物种异步性有显著影响; (4)降水变化通过降低物种异步性进而降低地上生物量稳定性和总生物量稳定性。地上生物量稳定性对总生物量稳定性无显著的直接效应, 而地下生物量稳定性对总生物量稳定性具有显著正效应。综上所述, 养分添加和降水变化降低荒漠草原生物量稳定性, 物种异步性(互补效应)是荒漠草原生物量稳定性的主要影响机制。在荒漠草原地区地下生物量稳定性对总生物量稳定性的贡献大于地上生物量稳定性, 因此, 在探究植物群落稳定性对养分添加和降水变化的响应模式及其机制时, 不能仅局限于植物地上部分的研究, 也要充分考虑植物地下部分的变化和响应。

怒江是中国西南地区重要的国际河流, 是云南六大水系之一。为了解怒江云南段的鱼类多样性现状及受威胁因素, 本研究于2019–2020年对怒江云南段的干流及其支流的53个采样点进行了系统的调查, 并对该流域的鱼类多样性和威胁因子进行了分析。结果表明, 怒江云南段共记录鱼类9目26科59属89种, 本研究采集到鱼类6目20科42属51种。相对重要性指数分析发现, 怒江云南段优势种为密带南鳅(Schistura poculi), 且指数得分远远高于其他鱼类。物种多样性指数表明, 怒江云南段 Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数分别为2.10、5.91、0.71、0.53; 怒江干流以及两条较大支流罗明坝河和勐波罗河鱼类多样性较高。相似度分析发现, 怒江云南段各河段或河流鱼类组成差异较大。通过Pheatmap对威胁因子分析, 结果显示对怒江云南段鱼类多样性的主要威胁因素依次为农业/生活垃圾污染、捕捞、外来种入侵和支流水利水电工程建设。

作为我国第三大河流珠江的主支, 西江孕育了丰富且独特的生物多样性。受多重人为压力影响, 流域内生物多样性日渐降低。然而, 人们对西江底栖动物物种多样性格局及维持机制的认识明显不足。本研究基于历史文献调研和2021–2023年现场调查, 系统评估了西江主要水体底栖动物物种多样性, 厘定和编撰物种名录, 甄别驱动群落结构变化的关键因子及受胁因素, 并提出保护对策。结合历史文献和实地调查, 共记录大型底栖无脊椎动物5门10纲33目150科437属704种(历史记录506种, 2021–2023年调查记录352种), 中国特有种占比高达26%。现场调查结果显示, 全流域底栖动物平均密度和生物量分别为437.53 ind./m²和38.65 g/m²。全流域优势种为长足摇蚊属一种(Tanypus sp.)、雕翅摇蚊属一种(Glyptotendipes sp.)、纹沼螺(Parafossarulus striatulus)和河蚬(Corbicula fluminea)。支流、干流和湖泊的底栖动物群落结构差异显著, 支流的物种丰富度、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数均高于干流和湖泊。典范对应分析显示, 海拔、电导率、高锰酸盐指数等环境因子和空间因子是影响群落结构的重要因素。方差分解表明, 支流和湖泊的群落主要受环境过滤驱动, 而干流的群落主要受空间过程(质量效应)的影响。流域内的多重人类活动(航运业、大型水利设施、挖沙业、水体污染、土地无序开发利用和外来种入侵等)严重威胁底栖动物多样性。建议采取相应对策, 包括打击过度捕捞、管控挖沙业、恢复湖滨带以维持水文自然节律、控制污染物排放以及科学防控外来入侵种等。

消落带是水体与陆地之间的过渡区域, 生态过程独特, 生物多样性较高, 对环境变化非常敏感。土壤动物是消落带生态系统的重要组成部分, 发挥着重要的生态功能。研究消落带土壤动物多样性对充分评估大型水利水电工程对生态环境的影响至关重要。本文通过对澎溪河消落带8个地点和4个高程大型土壤动物群落及其环境要素的野外调查, 结合冗余分析(redundancy analysis, RDA)探讨其关键影响因素, 运用扩散生态位连续体指数(dispersal-niche continuum indexes, DNCI)探讨扩散过程和生态位分化在土壤动物群落多样性维持中的相对重要性。结果表明, 澎溪河消落带大型土壤动物共有16目77科57,072只, 以马陆、鼠妇等腐食性类群和蜘蛛、步甲等捕食性类群为主。土壤动物多度和丰度沿河流流向和高程都呈现出先增加后降低的趋势, 多样性指数和优势度指数趋势相反。捕食者相对多度随高程增加而降低, 腐食者变化趋势与此相反。消落带大型土壤动物群落在垂向尺度上表现出明显的空间分布格局, 采样地点对群落结构和功能组成无显著影响。水文情势和土壤理化性质的总解释量分别为31.53%和14.36%, 共同效应分别为15.43%和14.05%, 单独效应分别为16.10%和0.31%。消落带生境(150–170 m)中物种扩散过程的重要性显著高于生态位分化, 陆地生境(180 m)中二者无显著差异。水文情势是消落带土壤动物群落组成、结构及其空间格局的关键影响因素。消落带与陆地之间生物迁移扩散是消落带土壤动物群落多样性维持的主要途径。研究结果可为消落带生物多样性的保护和恢复提供重要的科学依据。

查明一年生及多年生豆科牧草对土壤线虫群落的影响, 可为青藏高原地区科学种植豆科牧草提供技术支撑。作者于2020–2022年在川西北红原县盆栽种植一年生光叶紫花苕(Vicia villosa, VV)和多年生紫花苜蓿(Medicago sativa, MS), 以天然草地的植物作对照(control, CK)。每年9月下旬对土壤线虫组成、密度、多样性和营养类群, 植物的高度、盖度、生物量及土壤理化性质进行调查。结果表明: (1) 3种处理间的线虫群落组成结构存在差异, 并随年际变化而增大; (2)光叶紫花苕的土壤线虫群落密度显著高于紫花苜蓿和对照, 紫花苜蓿的线虫类群数和Shannon-Wiener指数显著高于光叶紫花苕和对照; 随着年际变化, 光叶紫花苕的线虫类群数及Shannon-Wiener指数、紫花苜蓿的线虫密度及Shannon-Wiener指数均显著下降; (3)光叶紫花苕的食真菌和植物寄生线虫密度显著高于紫花苜蓿和对照, 捕食杂食线虫相对密度显著低于紫花苜蓿和对照; 紫花苜蓿的植物寄生线虫相对密度显著低于光叶紫花苕和对照; 随年际变化, 光叶紫花苕的食细菌和植物寄生线虫相对密度分别显著下降和上升, 紫花苜蓿和对照的食细菌线虫和食真菌线虫密度及食细菌线虫相对密度显著下降, 捕食杂食线虫相对密度显著上升; (4)光叶紫花苕线虫群落的基础指数、结构指数和通道指数显著高于紫花苜蓿; (5)影响土壤线虫群落的主要环境因子主要为土壤pH值、有效钾和植物群落高度、盖度和地上生物量。研究结果表明, 一年生和多年生豆科牧草分别有利于维持较高的线虫群落密度和多样性, 二者间作可能有利于提高线虫群落密度、多样性及生态功能。

根据2021年3–12月浅水II型浮游生物网在长岛南部海域10个航次调查结果, 研究了该海域浮游动物种类组成、群落结构的周年变化规律。共鉴定浮游动物53种(类), 其中浮游幼虫17类, 桡足类16种, 刺胞动物8种, 端足类3种, 枝角类、涟虫类、尾索动物各2种, 栉板动物、十足类、毛颚动物各1种。浮游动物种类数自3月起逐月升高, 并在7月达到最高值, 而后逐渐降低, 变化幅度是19–38。受采样网具影响, 长岛南部海域浮游动物优势种以小型桡足类和浮游幼虫为主, 在排名前五位的优势种中, 小型桡足类拟长腹剑水蚤(Oithona similis)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、洪氏纺锤水蚤(Acartia hongi)出现在所有调查月份, 而大型桡足类中华哲水蚤(Calanus sinicus)出现2次, 浮游幼虫仅出现在夏季和秋季。在浮游动物各类群中, 桡足类丰度最高, 其次是浮游幼虫。多元统计分析结果显示, 不同月份间浮游动物群落结构总体差异达极显著水平(P < 0.01), 其中仅3月和4月差异不显著。与莱州湾、崂山湾、胶州湾对比, 长岛南部海域浮游动物物种数最少, 但物种多样性指数平均水平最高, 且周年变化幅度最小(2.73–3.15), 可能与其水体流通性强、初级生产力较高有关。

叶际真菌在影响植物健康和促进生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。然而, 目前还缺乏北京城市绿化树木叶际表生真菌多样性与群落组成的研究。本研究以北京常见的绿化树木油松(Pinus tabuliformis)与大叶黄杨(Euonymus japonicus)为研究对象, 对市中心向北的4个采样点(安定门地区、和平街地区、亚运村地区和北七家地区), 及4个月份(一月、四月、七月和十一月)的树木叶际表生真菌通过高通量测序技术进行多样性及群落组成研究。结果表明, 油松与大叶黄杨分别得到2,051和1,970个扩增子变异特征序列(ASVs), 其中座囊菌纲、锤舌菌纲和银耳纲是优势菌纲。不同地点间, 叶际表生真菌的α多样性指数由市中心向北呈现先降低后升高的变化趋势; 4个月份间, 油松的α多样性指数存在差异, 大叶黄杨则均为十一月最高。NMDS分析表明两种常绿树木间叶际表生真菌群落组成存在显著差异(ANOSIM, P = 0.001)。线性判别分析表明, 油松的差异指示属为短柄霉属(Aureobasidium)、拟盾壳霉属(Paraconiothyrium)、圆盘菌属(Orbilia)等7属, 大叶黄杨为白粉菌属(Erysiphe)、链格孢属(Alternaria)、黑孢霉属(Nigrospora)等7属。回归分析表明, 平均降水与油松叶际表生真菌丰富度呈显著正相关关系, 与大叶黄杨叶际表生真菌丰富度呈显著负相关。通过网络分析将油松中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)和大叶黄杨中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)、木拉克属(Mrakia)、弯孢属(Curvularia)、白粉菌属(Erysiphe)确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群分别是油松和大叶黄杨叶际表生真菌的主要类群。深入研究绿化树木的叶际表生真菌多样性及其作用有助于在未来城市绿化管理中更科学地发挥叶际表生真菌的生态功能。

预测受威胁物种的适生区、识别生物多样性热点区域, 对制定科学合理的保护策略极为重要。目前适生区及生物多样性热点区的识别研究在动植物中的应用较多, 而在大型真菌中的应用较少。本研究基于2013–2022年在海南岛进行的大型真菌和植物多样性本底调查获得的物种名录和分布信息, 及GBIF公共数据库资源, 筛选出受威胁或需优先保护的16种大型真菌和45种植物。采用最大熵(MaxEnt)模型, 首先预测单个目标物种在国家公园内的适生区, 通过图层叠加识别大型真菌、植物的多样性热点区域, 将大型真菌和植物同时纳入热点区域分析, 比较二者异同, 并与当前海南热带雨林国家公园的边界进行比较, 评估国家公园对真菌和植物的保护成效和空缺。研究结果显示: 海南岛全域大型真菌、植物多样性热点区域总面积分别为271.9 km²、889.0 km², 其中大型真菌与植物重叠的热点区域为214.0 km² (78.7%), 而非重叠的热点区域面积分别为57.9 km²和675.0 km²; 大型真菌在海南岛东北沿海区域形成较大面积(2,412.8 km²)的次热点区域, 而该区域为植物的冷点区域; 同时考虑大型真菌和植物时, 海南岛全域热点区域为601.0 km², 其中位于国家公园和国家公园核心保护区的面积分别为572.8 km² (95.3%)和518.2 km² (86.2%), 主要集中在海拔700–1,200 m的山地雨林区; 国家公园内有54.6 km²热点区域位于一般管控区内, 28.2 km²的热点区域位于热带雨林国家公园界外的海南岛东南部, 应加强对这些区域的生物多样性保护。在生物多样性热点区域识别分析中, 将大型真菌纳入考查范围将能更有效地保护生物多样性和生态系统的完整性。

保护领导力的提升对于培养未来具备生物多样性保护领导力和行动能力的新一代公民具有重要意义。本文以参与高校环保社团的大学生为研究对象, 采用质性访谈和问卷调查相结合的方法, 探讨参加高校环保社团与保护领导力核心素养及亲环境行动之间的关系。结果表明, 保护领导力核心素养是一个包括了生物多样性知识、保护愿景、人际关系能力和赋权领导能力等多个维度的概念; 成为高校环保社团的成员并积极参与社团活动, 能显著提高参与者的保护领导力核心素养, 特别是提高参与者的生物多样性知识、保护愿景、人际关系能力及赋权领导能力, 并可间接影响参与者的亲环境行动。路径分析显示, 参加环保社团对保护领导力核心素养的各个方面均有显著影响, 参加环保社团直接正向影响个人的生物多样性知识(β = 0.02, P < 0.01)、保护愿景(β = 0.18, P < 0.001)、人际关系能力(β = 0.08, P < 0.001)和赋权领导能力(β = 0.04, P = 0.09)。同时, 保护领导力核心素养能够显著预测亲环境行动, 保护愿景(β = 0.43, P < 0.001)和赋权领导能力(β = 0.52, P < 0.01)对亲环境行动显示出显著的正向预测, 而生物多样性知识(β = –0.17, P < 0.01)和人际关系能力(β = –0.12, P < 0.01)与亲环境行动存在显著负相关。t-检验显示, 参加高校环保社团的大学生在保护愿景(前测Mean = 4.26, SD = 0.40; 后测Mean = 4.31, SD = 0.45)、人际关系能力(前测Mean = 3.74, SD = 0.49; 后测Mean = 3.82, SD = 0.46)、赋权领导能力(前测Mean = 3.95, SD = 0.41; 后测Mean = 4.03, SD = 0.52)及亲环境行动(前测Mean = 3.59, SD = 0.54; 后测Mean = 3.81, SD = 0.63)等方面均有增长, 但只有亲环境行动在统计学意义上达到显著水平。据此, 本研究认为, 支持和鼓励大学生自发组织环保社团并开展环保活动, 将有助于提升大学生的保护领导力核心素养, 这为生物多样性保护教育提供了一种行之有效的教育范式。

鸟类是理想的生物多样性指示类群。中国观鸟记录中心(以下简称“记录中心”)是目前中国最大的鸟类监测公众科学数据平台, 其记录覆盖94%的全国鸟种和94.3%的县级行政区。本研究基于公众科学数据, 参考《区域生物多样性评价标准》(HJ 623-2011)中的受胁物种丰富度指数, 构建了鸟类丰富度指数(R_{B_A})和珍稀濒危鸟类丰富度指数(R_{TB_A}), 继而提出一种对区域鸟类多样性进行评价的新方法。本研究计算了自2014年起, 各省级、地级、县级行政区(不含市辖区)每年在记录中心的累积记录鸟种数对官方发布鸟种数的覆盖率和省级行政区记录的累积珍稀濒危鸟种数对官方发布数据的覆盖率, 并计算了自2018年起各级行政区每年的R_{B_A}和R_{TB_A}, 以了解各地鸟类丰富度指数的逐年变化情况, 并分析记录中心数据集的发展趋势和两个指数的敏感性。分析结果表明, 记录中心数据对全国各级行政区的鸟种覆盖率自2014年起逐年增加, 在2023年分别有94.1%的省级、59.0%的地级和49.0%的县级行政区(不含市辖区)的鸟种覆盖率超过90%; 记录中心的累积珍稀濒危鸟种数据在省级行政区的覆盖率亦呈上升趋势, 但略低于所有鸟种覆盖率。自2020年起, 全国每年观测到的鸟种数量呈逐年增加趋势, 但其中部分省份每年观测到的鸟种总数在2022年出现下降。自2020年起, 各省级行政区的R_{B_A}和R_{TB_A}整体呈现上升趋势。R_{B_A}范围为0.50–0.96, R_{TB_A}范围为0.45–0.98, 显示R_{TB_A}更为敏感。本研究结果表明, R_{B_A}和R_{TB_A}在本地用户提交记录数量充足的地区有较大的应用价值, 可作为生物多样性评价指标应用。R_{TB_A}对于鸟类多样性的变化更为敏感, 更能体现在地鸟类保护状况。随着记录中心等公众科学平台的发展, 以R_{B_A}和R_{TB_A}为代表的基于公众科学的评价指数在物种多样性评估和物种监测方面有巨大的应用潜力。

近年来随着分子系统学研究的开展, 中国莎草科内族、属和种的名称以及分类学地位产生了诸多变化, 因此需要进行及时的整理以减少使用上的谬误。本文通过收集国内外有关莎草科的分类学文献, 结合野外调查和网络数据库(中国数字植物标本馆、全球生物多样性信息网络)中的标本数据, 全面整理并更新了中国莎草科物种名录与分类纲要。统计结果显示: 中国现有莎草科植物2亚科19族32属932种(世界范围内为2亚科24族95属5,719种)。与《中国生物物种名录(2023版)》相比, 本文将翅鳞莎属(Courtoisina)、水蜈蚣属(Kyllinga)、湖瓜草属(Lipocarpha)、扁莎属(Pycreus)和海滨莎属(Remirea)的全部物种归并到莎草属(Cyperus), 水葱属(Schoenoplectus)、飘拂草属(Fimbristylis)的部分物种和三肋果莎(Tricostularia undulata)按最新研究结果进行了重新归类, 并将长柄果飘拂草(Fimbristylis longistipitata)组合到棒拂草属(Abildgaardia)。中国莎草科植物物种多样性在中国南部亚热带地区属、种数较多; 薹草属(Carex)种数最多, 为632种, 莎草属次之, 有84种, 分别占比67.8%和9.0%; 在国内仅分布1种的属有8个, 占比25.0%; 在国内外标本数据平台没有标本记录的有67种, 需要进行深入调查、采集、研究以确认其分布现状。本文整合了目前最新的分类学研究结果, 给出中国现有莎草科植物的名录和分类纲要, 并对该科植物的分布情况进行了初步分析, 可为中国莎草科分类、系统、进化和生物多样性研究等提供数据基础。

鱼类是河流生态系统的重要组成部分, 对维系河流生态系统稳定性发挥关键作用。鱼类多样性作为评价河流环境变化的重要指标, 可以直接反映该地区河流生态系统的健康状况。南岭地区河流众多, 淡水鱼类多样性十分丰富, 但目前尚缺乏对此地区鱼类物种多样性及其地理分布的系统研究。本文基于历史文献资料和相关书籍(截至2024年1月10日), 系统整理了南岭地区鱼类物种组成信息。结果表明, 南岭地区共有淡水鱼类261种, 隶属11目29科121属。其中, 土著鱼类248种, 外来鱼类13种。南岭地区鱼类以鲤形目鲤科和爬鳅科鱼类为主, 分别占南岭地区鱼类总物种数的56.7%和7.3%; 受威胁鱼类共19种, 占南岭地区鱼类总物种数的7.3%, 有11种列入《国家重点保护野生动物名录》(2021), 有28种属于“国家重点保护经济水生动物”。南岭地区鱼类多样性正面临严峻挑战, 主要由于河流污染、水利设施开发和过度捕捞等人类活动的影响, 导致该地区受威胁物种和入侵物种比例上升。建议今后加强治理河流污染、保护鱼类栖息地、科学开展增殖放流等。本文整理所得的南岭地区鱼类物种名录可作为今后南岭地区鱼类生物多样性保护的参考依据。

植物生长型和生活型是理解植物响应和适应环境变化的重要形态性状, 对研究植物与环境和生态系统功能的关系, 理解植物地理分布格局和生物多样性形成与维持机制具有重要意义。《中国植物志》和Flora of China中有关植物生长型和生活型的描述存在分类标准不统一, 部分信息缺失、错误或模糊不清等问题。本文基于全国和地方植物志书及野外调查的植物性状信息, 订正了中英文版维管植物的生长型和生活型性状, 建立了中国维管植物生长型和生活型数据集。该数据集包含35,329种维管植物, 内容包括植物名称、生长型和生活型性状及其数据来源, 其中植物名称包括来自《中国植物志》、Flora of China和来自《中国生物物种名录(2023版)》的两个分类系统版本, 以便读者相互对照不同分类系统的差异。依据茎木质化程度分为木本植物和草本植物两类, 木本植物有12,600种, 占35.7%; 草本植物为22,729种, 占64.3%。木本植物以中灌木生长型(2,917种, 占23.2%)和常绿生活型(7,107种, 占56.4%)为主, 草本植物以杂类草生长型(19,900种, 占87.6%)和多年生生活型(19,554种, 占86.0%)为主。木本生长型中乔木物种以樟科和壳斗科占比较大, 灌木物种以杜鹃花科、蔷薇科和豆科占比较大; 常绿生活型以杜鹃花科占比较大, 落叶生活型以蔷薇科占比较大。草本生长型中杂类草以菊科占比较大, 禾草以禾本科占比较大; 生活型中一年生、二年生和多年生分别以禾本科、紫草科和菊科占优势。本数据集涵盖了目前中国所有维管植物物种的生长型和生活型信息, 可为植物性状研究提供数据基础。

进化思想和方法论并行的、相互独立的自然选择理论和中性选择理论是否能够有效统一起来, 一直是理论生物学重点关注的问题, 而路径依赖的选择提供了一种可能。与中性选择理论一致, 路径依赖的选择也采用了完全对称性的前提假设——自然界的突变完全是基于统计随机性, 不具备方向性, 因而突变没有适合度的差异。但是在一些特定的时空环境下, 环境的正反馈效应导致中性选择对称性的破缺, 促使该突变产生递归效应——拉马克的主动选择或者获得性遗传效应, 这种适宜环境正反馈作用下的生物主动选择与环境自然选择压力下的被动选择产生相互拮抗作用, 并因此在多维的空间条件下形成路径。路径依赖的选择认为生物演化的过程将是一个路径频率的选择过程而不是适合度提高的过程, 并强烈依赖于其历史上所经历的事件或者环境变化等外界条件; 由于不同演化路径之间存在转移概率(比如生物演化中的质粒转移、转座子、生态过程相互作用等), 路径的演化会存在加速或者减速效应, 解释了古尔德等主张的间断平衡论。当环境选择压力很小或者为零的时候, 多数或者所有路径都等价(类似中性选择结果); 而随着环境压力的增大, 不同路径的频率将差异化, 且路径频率比较高的更容易被选择。当环境压力很大, 历史事件等外界因素或者演化过程对路径本身的演化没有影响的时候(静态的、均衡状态), 频率最高的那条路径就是演化所用时间最短或者最优的路径——达尔文自然选择理论的结果。在借鉴了现代物理学, 尤其是量子力学所用的路径积分方法, 路径依赖的选择也许为我们提供了一个不同的视角和方法来解释生物的演化过程。