预测生态系统脆弱性的新方法

自然生态系统既多样又脆弱。气候变化,污染或外来物种传播等环境变化很容易使生态系统失去平衡。因此,研究人员正在调查生态系统易受破坏的程度。但在寻找答案时,他们面临的问题是,复杂的关系网络包括无数的交互,实际上不可能全面记录并转换成可测量的数据。

数据集包含来自290个食物网的信息

为了克服这一障碍,由德国耶拿弗里德里希席勒大学的生态学家Ulrich Brose教授和德国综合生物多样性研究中心(iDiv)领导的团队开发了一种新方法。该方法的特点是,只需要有关捕食猎物的“捕食者”特征的有限信息。这些数据使研究人员能够确定栖息地的结构和稳定性,而无需全面检查与其他生物的关系。科学家们使用来自290个食物网的220,000个相互作用的大型数据集确认了他们的方法的价值。他们在十多年的时间里收集了全世界研究合作伙伴的数据。

拥有较小猎物的较大猎人是生态系统的理想选择

“捕食者的决定性特征是它的体重与猎物之间的关系,”最近被授予图林根研究奖的博泽解释说。“如果存在很大差异,这会对食物网的能量流平衡产生积极影响,并进而对生态系统的稳定性产生积极影响。”因此,具有小型猎物的大型猎人,如捕鼠貂,对生物的栖息地具有重要的积极作用。

在他们收集的数据的帮助下,博泽和他的团队能够准确预测哪些动物在食物网中发挥关键作用。如果除了体重之外还考虑其他特征,例如运动模式或代谢类型,则预测甚至更精确。分析表明,根据栖息地的性质,不同种类的捕食者维持生态系统的平衡。在三维生物群落(空气,水)中,非常大的捕食者具有稳定作用,而在二维空间(陆地)中,这是由较小的捕食者完成的。

食物网理论为实际的自然保护提供了刺激

博泽和他的团队现在希望研究这些差异的原因。对于他们的下一步,他们希望用额外的物理因素补充食物网上的现有数据,例如重力或生物体所在介质的粘度。“我们的目标是揭示生物多样性架构的基本规律,”博泽说,他通过iDiv数据库向其他研究团队提供了他的数据。他的最新发现也可能有助于缩小食物网理论与实际自然保护之间的差距。如果我们将自然保护理解为一种缓解自然免受外界干扰的方式,那么如果我们保护大型猎人,如水中的鲸鱼和鲨鱼以及空中的大型猛禽,我们将获得最大的成功。相反,