東北地理所在大型草食動物調(diào)控節(jié)肢動物食物網(wǎng)方面取得重要進展
節(jié)肢動物（包括昆蟲）種類豐富、數(shù)量龐大，分布于食物網(wǎng)多個營養(yǎng)級，在維持生態(tài)系統(tǒng)功能和服務方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。大型草食動物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，通過采食、踐踏、排泄物返還等途徑對植物和動物群落產(chǎn)生深遠影響。然而大型草食動物對節(jié)肢動物食物網(wǎng)的影響及其關(guān)鍵調(diào)控機制尚不清楚。
為系統(tǒng)揭示上述科學問題，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理團隊與東北師范大學草地科學研究所、荷蘭生態(tài)研究所（Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW)）合作，利用多點位長期控制實驗探究大型草食動物對節(jié)肢動物食物網(wǎng)的影響，并通過分析植物群落特征、微環(huán)境條件變化揭示放牧對節(jié)肢動物多營養(yǎng)級的調(diào)控機制（圖1）。
圖1 大型草食動物對節(jié)肢動物食物網(wǎng)作用途徑的概念框架
研究發(fā)現(xiàn)大型草食動物沒有對植物冠層和地表活動的節(jié)肢動物總數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，但降低了植物冠層節(jié)肢動物總生物量（17%），增加了地表節(jié)肢動物總生物量（13%）。大型草食動物對節(jié)肢動物的影響取決于節(jié)肢動物不同營養(yǎng)級水平：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 大型草食動物對節(jié)肢動物數(shù)量和生物量的影響
結(jié)構(gòu)方程模型進一步揭示了大型草食動物對節(jié)肢動物食物網(wǎng)的驅(qū)動機制：放牧可以通過提高植物質(zhì)量促進植食者，通過增加植物多樣性促進地表捕食者；通過減少植物生物量降低植物冠層捕食者，通過改變微氣候條件抑制寄生者（圖3）。該研究可為節(jié)肢動物多樣性保護、大型草食動物放牧管理和生態(tài)系統(tǒng)保護修復提供理論依據(jù)。
圖3 大型草食動物對節(jié)肢動物不同營養(yǎng)級的作用途徑
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)學著名期刊Journal of Ecology上。中國科學院東北地理與農(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。該研究得到國家自然科學基金、吉林省科學技術(shù)發(fā)展計劃和國家留學基金委項目的支持。
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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