成都生物所发现碎屑食物网中捕食者的“灰色世界”作用

2011-5-11 09:34 来源: 中国科学院
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  在由植物-食草动物-食肉动物三个营养级所组成的最简单的食物链中,食肉动物功能群作为一个营养级能,在整体上降低了食草动物的群体数量或改变食草动物的行为、提高植物的生物量,从而表现出“绿色世界”功能。长期以来,生态学家已经证明这种自上而下的营养级联效应广泛地存在于陆地和水体生态系统的牧食食物网中,是决定生物群落组建和生态系统功能的重要因子。分解者群落是生物多样性的重要组成部分,有机碎屑组分是生态系统物质循环的重要环节。然而,由于种种原因,碎屑食物网中的捕食者功能却被长期忽视。另外,虽然生物群落中动植物间的相互作用已经众所周知,但现有的全球变化生物学研究和生物多样性-生态系统功能关系的研究多集中于植物类群,关于气候变暖影响营养级联效应强度的研究非常少见。

  中科院成都生物研究所孙书存课题组吴新卫博士针对四川若尔盖高原的高寒草甸,研究了捕食者大小和增温对营养级联效应强度的影响。他们的结果显示,捕食性甲虫显著地降低了粪食性甲虫数量,进而降低了牛粪分解速率、土壤养分含量以及植物地上生物量,但降低的程度与捕食者的大小和温度有关。自然温度下,大捕食者比小捕食者对牛粪分解速率和植物生物量积累的作用更大,不同大小捕食者之间存在拮抗作用;但增温显著降低了捕食者的营养级联效应强度。增温条件下,捕食者对牛粪分解速率无显著影响,但仍显著降低植物地上生物量。

  该研究首次清晰证明了碎屑食物网中捕食者的营养级联效应具有与经典食物网中捕食者相反的功能,即“灰色世界”作用,并表明增温可能会延缓高寒草甸碎屑食物网中的有机质分解和养分循环过程。

  该研究成果在国际权威生态学杂志Ecological Monographs 发表。

  论文相关信息:Xinwei Wu, J. Emmett Duffy, Peter B. Reich and Shucun Sun. 2011. A brown-world cascade in the dung decomposer food web of an alpine meadow: Effects of predator interactions and warming. Ecological Monographs, 81:313-328.