東北地理所在大型草食動(dòng)物調(diào)控節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)方面取得重要進(jìn)展
節(jié)肢動(dòng)物（包括昆蟲(chóng)）種類豐富、數(shù)量龐大，分布于食物網(wǎng)多個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，在維持生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。大型草食動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)采食、踐踏、排泄物返還等途徑對(duì)植物和動(dòng)物群落產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)的影響及其關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制尚不清楚。
為系統(tǒng)揭示上述科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理團(tuán)隊(duì)與東北師范大學(xué)草地科學(xué)研究所、荷蘭生態(tài)研究所（Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW)）合作，利用多點(diǎn)位長(zhǎng)期控制實(shí)驗(yàn)探究大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)的影響，并通過(guò)分析植物群落特征、微環(huán)境條件變化揭示放牧對(duì)節(jié)肢動(dòng)物多營(yíng)養(yǎng)級(jí)的調(diào)控機(jī)制（圖1）。
圖1 大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)作用途徑的概念框架
研究發(fā)現(xiàn)大型草食動(dòng)物沒(méi)有對(duì)植物冠層和地表活動(dòng)的節(jié)肢動(dòng)物總數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，但降低了植物冠層節(jié)肢動(dòng)物總生物量（17%），增加了地表節(jié)肢動(dòng)物總生物量（13%）。大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物的影響取決于節(jié)肢動(dòng)物不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)水平：放牧顯著增加植食者、傳粉者、雜食者和地表捕食者的數(shù)量和生物量，但顯著降低了分解者、食腐者、寄生者以及植物冠層的捕食者的數(shù)量和生物量（圖2）。
圖2 大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量和生物量的影響
結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)一步揭示了大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制：放牧可以通過(guò)提高植物質(zhì)量促進(jìn)植食者，通過(guò)增加植物多樣性促進(jìn)地表捕食者；通過(guò)減少植物生物量降低植物冠層捕食者，通過(guò)改變微氣候條件抑制寄生者（圖3）。該研究可為節(jié)肢動(dòng)物多樣性保護(hù)、大型草食動(dòng)物放牧管理和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)提供理論依據(jù)。
圖3 大型草食動(dòng)物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的作用途徑
該研究以“Large mammalian herbivores affect arthropod food webs via changes in vegetation characteristics and microclimate”為題發(fā)表在生態(tài)學(xué)著名期刊Journal of Ecology上。中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所朱玉助理研究員為論文第一作者，姜明研究員為通訊作者，東北師范大學(xué)王德利教授、荷蘭生態(tài)研究所Liesbeth Bakker研究員、Ciska Veen博士、Robin Heinen博士、靳輝博士為共同作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、吉林省科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家留學(xué)基金委項(xiàng)目的支持。
論文信息如下：Zhu, Y., Veen, G. F. (C)., Heinen, R., Wang, D., Jiang, M., Jin, H., & Bakker, E. S. (2023). Large mammalian herbivores affect arthropod food webs via changes in vegetation characteristics and microclimate. Journal of Ecology, 00, 1– 13. https://doi.org/10.1111/1365-2745.14163
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