新的研究探讨了地方和区域因素如何决定草原植物种类的构成。来自一个恢复生态实验室的研究人员正在试图解决社区生态学中的一个长期问题:区域和地方因素如何共同决定生物多样性?
当你搬到一个新地区时,考虑哪些因素:学区、房屋规模还是距离工作地点的远近?如果有数百人竞争一个位置,什么决定了谁能进入?
社区最终是由地方因素(如房屋规模)和区域因素(如学区)的相互作用所塑造的。新的研究发表在期刊生态信件上,探讨了地方和区域因素如何决定草原植物种类的构成。
密歇根州立大学Brudvig恢复生态实验室的研究人员正在试图解决社区生态学中的一个长期问题:区域和地方因素如何共同决定生物多样性?
作者认为,虽然两者都影响生物多样性,但需要更好地理解区域因素的影响,以帮助应对生物多样性丧失。
在该领域的大多数先前研究中,关注的重点是地方因素如何(包括资源竞争,如土壤营养或水分)塑造生态社区。
这导致了对社区内部过程如何塑造生物多样性的理解失衡,尤其是与跨越大区域和多个社区的过程相比。正如作者所解释的,这些研究仅依赖观察,并且通常是在控制条件下进行的。“这种非实验性的方法使得得出因果关系的结论变得非常具有挑战性,”Brudvig解释说。
为了填补这一空缺,这项研究表明区域条件改变了社区的构成,提供了关于生物多样性如何被决定的更细致的图景。
为了研究这一点,研究人员在12个不同土壤湿度水平的草原地点播种了从高度多样化(30种)到最少多样化(8种)的本土草种混合物。每平方米播撒的种子数量范围从270到970粒。
这使研究人员能够解析物种涌入社区如何随时间影响其构成,以及土壤湿度对植物生长和物种间竞争的影响,这些都发生在地方层面。
引入到地块的物种和个体数量改变了基于土壤湿度预期的物种构成。这揭示了仅仅研究地方因素所驱动的物种间竞争只能部分解释生物多样性的变化。
在移民率较高的研究地点,每个地点的初始多样性虽然开始时较高,但各地点之间的多样性仍然较低。随着时间的推移,个别地点内的物种多样性也下降,最适合环境的物种开始占据主导地位。从少数物种大量涌入的社区受到了地方因素更明显的影响。
在分布了高度多样化的种子混合物的地点,物种多样性在研究地点内和之间仍然保持较高,导致当地物种多样性更大,并限制了生物多样性随时间的丧失。
本质上,当一种特别适应的物种能够茁壮成长时,地方因素的影响更大。然而,在早期高生物多样性扎根的系统中,这种变异有助于限制一种物种的发展——即使它具有优势,也无法占据主导地位。
这些发现表明,来自高度多样化物种群体的移民有助于随着时间的推移维持物种多样性,克服了地方生态因素,否则这些因素会鼓励单一适应性强的物种主导。
不同尺度因素之间的相互作用长期以来一直未得到充分研究和重视。现在,这些发现可能有助于加深科学家对影响生态社区的区域和地方层面因素的复杂相互作用的理解。
理解这些过程如何塑造一个区域的生态学,可以更好地使科学家准备制定强有力的保护策略,包括可能缓解全球生物多样性丧失的方案。
“我们想找一种方法将实验操控的力量与自然的现实性和复杂性结合起来,”Brudvig说。