在全球范围内，生物多样性丧失和生态系统退化是一个日益严峻的问题。人类活动，如栖息地破坏、气候变化和污染，导致许多物种濒临灭绝，生态系统的功能和稳定性也受到严重威胁。传统的生态学研究，往往聚焦于单个栖息地内的物种相互作用，忽略了不同栖息地之间的联系。这种局限性导致对生态系统整体功能的理解不够深入。所以，为了更全面地理解生态系统的运作机制，科学家需要深入研究不同栖息地之间的联系，以及这种联系对生态系统功能和稳定性的影响。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，一篇来自布里斯托尔大学的突破性研究，揭示了在更大尺度景观中纳入多样化栖息地的重要性。该研究结合了多种生物群体的互动数据（包括植物-传粉者以及三类植物-草食性昆虫-寄生虫社区），通过实地实验和建模方法，揭示了多栖息地景观的独特优势。这项研究于2024年8月21日发表在了《自然》期刊上，由生态学家们主导，为保护和土地管理提供了关键的新视角，阐明了物种间的相互作用以及食物链如何在多种栖息地之间运作。
为了研究多栖息地景观提升传粉功能，研究团队以草莓为研究对象，通过实验证明了多样的栖息地环境能够显著提升草莓的传粉效果，从而提高果实的产量和品质。在实验中，他们把草莓植株分别置于单一栖息地和多栖息地中。结果显示，虽然多栖息地并不能显著增加访花昆虫的数量或种类，但这些昆虫在饮食偏好上却表现出更大的差异性。这种饮食上的互补性，即不同昆虫偏好不同的花朵类型，能够更有效地完成传粉任务。
霓纱燕灰蝶是一种小巧玲珑的蝴蝶，这种蝴蝶有一个独特的伪装技巧：它们的翅膀后端有一个突出的“尾巴”，上面还带有眼斑，乍一看就像两个头。这种“假头”可以迷惑天敌，让它们误以为蝴蝶的头在后端，从而保护自己。同时，它们也是生态系统中非常有效的授粉者。上图（霓纱燕灰蝶）：Linda摄于北京市的京张铁路遗址公园。©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）具体来说，多栖息地中的传粉昆虫群落具有更高的相互作用互补性。这意味着，这些昆虫在饮食上分工合作，能够更全面地为植物提供传粉服务。而这种互补性与草莓的传粉效果密切相关。实验数据表明，在相互作用互补性更高的多栖息地中，草莓果实更趋于饱满、对称，即一级果实的比例更高。
该研究发现，拥有单一、双种或三种栖息地的景观食物网结构存在显著差异，其中物种丰度分布更加均匀。拥有多种栖息地的景观能够容纳更多的物种，包括栖息地专一物种，从而带来更高的整体生物多样性。简而言之就是，多样的栖息地环境不仅能为更多的物种提供生存空间，还能促进生态系统的良性循环，提高生态系统的稳定性和生产力。
上图：该研究地点分布图及示例网络。a. 英国西南部的研究地点分布图，包括单一9公顷栖息地（monad）、两个4.5公顷栖息地（dyad）和三个3公顷栖息地（triad）。b-d. 植物-昆虫相互作用的多层网络可视化图，以及卫星图像。其中，Penhale Sands是一个沙丘单一栖息地（monad）（b），Seet Bridge是一个林地和盐沼组合栖息地（dyad）（c），Hangman’s Hill是一个灌木丛、荒地和草地组合栖息地（triad）（d）。每个网络层对应一个栖息地，节点代表物种，不同形状代表不同物种类型。栖息地内物种间的相互作用用实线表示，不同栖息地中相同物种之间的连接用虚线表示。图片来源：Hackett, T.D., Sauve, A.M.C., Maia, K.P. et al.
该项目的负责人之一塔莉娅·哈克特博士解释道：“保护和恢复项目越来越多地关注景观尺度的努力，然而，物种相互作用的数据通常仅限于特定的栖息地，例如林地、农田或城市区域。”
研究小组发现，多种栖息地表现出增强的抗物种丧失能力，为生态系统稳定性提供了意想不到的见解。他们还发现生态功能得到改善，因为多种栖息地的景观与更好的授粉服务相关，这可能是由于多样化授粉者群体的互补作用所致。
项目负责人和共同作者珍妮·梅莫特教授解释说：“景观不仅仅是其组成部分的总和；它们表现出诸如增加缓冲物种丧失和改善授粉等特性，这些特性无法从组成栖息地中预测。”
这项研究的结果表明，保护策略需要发生转变。传统的管理计划通常侧重于特定栖息地，例如草原恢复、湿地创建或将相同栖息地连接在一起。然而，这项研究结果强调了维持多种栖息地景观以增强生物多样性保护的重要性。由依赖多种环境的机动物种促进的栖息地相互连通性创造了一个更加健壮和功能性的生态系统。
该项目的另一位合著者阿利克斯·索夫博士补充说：“例如，在获取新的自然保护区时，了解栖息地如何协同工作至关重要。候选地的景观背景应被考虑在内，以利用生态系统功能及其长期稳定性。”
研究人员比较了不同栖息地数量景观中食物网的结构和功能。这项研究涉及对植物、植食性昆虫及其寄生虫，以及授粉者进行六种不同栖息地类型的取样。研究人员记录了超过 11000 种物种间相互作用。一项田间试验进一步评估了使用野生草莓作为测试植物的授粉效率，揭示了栖息地多样性对授粉的积极影响。
上图：草莓传粉生物测定实验照片。为了研究传粉草莓生物测定实验在单一栖息地和多栖息地中的具体情况，研究人员在每个实验点放置了20株野生型草莓，并用鸡丝网围起来以防止动物干扰。为了确保实验的准确性，开花的草莓植株被放置在靠近栖息地边缘或中心的位置。这些植株在野外放置两周后被移至无传粉者的温室中，用于后续的果实发育观察。图片来源：Hackett, T.D., Sauve, A.M.C., Maia, K.P. et al.
上图：这个数据图展示了草莓果实分级标准的依据。一级草莓的形成，需要所有瘦果都受到完美传粉，果实形状对称；而二级草莓，则是不完全传粉的结果，果实形状不对称。这一分级标准不仅适用于商业栽培的草莓，也适用于野生型草莓。图片来源：Hackett, T.D., Sauve, A.M.C., Maia, K.P. et al.
研究小组现在计划探索特定栖息地组合及其兼容性的影响。进一步的研究还可能检查多栖息地景观中的其他生态功能，例如种子散布和分解。这些研究也可能对农业实践产生重大影响，有可能提高粮食产量、害虫控制和生态系统健康。
该研究强调了景观尺度上生态系统的复杂性和相互依存性。梅莫特教授总结道：“移动的物种能有效地将各种栖息地‘粘合’在一起，强调了维持生物多样性和生态系统服务所必需的复杂联系。”
这项研究的深层意义在于揭示了生态系统的整体性。生态系统中的各个组成部分之间存在着复杂的相互作用，任何一个部分的变化都可能影响整个系统的功能。多栖息地景观能够提供更多的冗余和互补性，从而增强生态系统的稳定性和恢复力。
海湿小百科
多栖息地景观（Multi-habitat landscapes）指包含两种或多种不同栖息地类型的区域，是一种能够提供更丰富生态服务的景观类型。通过增加栖息地的多样性，多栖息地景观能支持更多的传粉昆虫、捕食者和分解者，从而提高生态系统的功能。例如，多样的栖息地能为传粉昆虫提供更多的食物来源和栖息地，促进植物的授粉和繁殖；同时，多样的栖息地也能为捕食者提供更多的猎物，从而控制害虫的种群数量，保护农作物。
移动物种（Mobile species）指在不同栖息地之间迁徙或依赖多个环境生存的物种。这些物种在生态系统中起到“粘合剂”的作用，将不同栖息地连接在一起，从而维持生物多样性和生态系统服务。这种“移动”不仅包括迁徙行为，也可以是寻食、交配或其他生态活动中的移动。这个概念包括了迁徙物种（Migratory species）——也就是会那些在特定的季节或生命周期阶段，会进行长距离迁徙的物种。值得注意的是，迁徙物种是一类特定的移动物种。也就是说，所有的迁徙物种都是移动物种，因为它们在生命周期中会进行迁徙。然而，并非所有的移动物种都是迁徙物种。移动物种的移动行为可能是短距离的、随机的或与迁徙不同的生态需求相关的。
食物网结构（Food web structures）是指生态系统中物种之间“捕食vs被捕食”关系的网络结构。不同栖息地数量的景观会导致食物网结构的显著差异，影响物种的丰富度和分布。食物网结构就像是生态系统中的复杂社交网络，展示了所有生物如何通过捕食和被捕食的关系紧密相连。在这个生机勃勃的网络中，植物是能量的起点，像是大自然的生产者；而食草动物、食肉动物则是能量的传递者，它们在这个网络中形成了层层递进的食物链。分解者像幕后英雄一样，将死亡的有机物转化为新生命所需的养分，维持生态平衡。
栖息地专属物种（Habitat specialists）指的是那些仅能在特定类型栖息地中生存、繁衍和发展的物种。它们对特定环境条件具有高度的依赖性，这些条件可能包括气候、土壤类型、水域特征、植被种类等。也就是说，它们对其栖息地的需求非常特殊，难以适应或迁移到其他类型的环境中。比如说，2024年8月晚上热议的“四川达州蚁商毒灭穴胫步甲”事件中所涉的物种——穴胫步甲，就是一种栖息地专属物种，其对环境的适应性高度特化（洞穴），使其只能在特定的生态环境中生存。一旦栖息地发生改变，它们就很难适应新的环境，从而导致种群数量的下降甚至灭绝。
生态系统稳定性（Ecosystem stability）指生态系统抵御外部扰动和维持自身功能的能力。研究表明，多栖息地景观增强了物种丧失的抵抗能力，从而提升了生态系统的稳定性。比如，森林生态系统在遭受火灾后，能够迅速恢复植被覆盖。一个湖泊在受到污染后，经过一段时间的自我净化，水质能够恢复到原来的状态，这就是恢复力稳定性的体现。（一只黑斑地长蝽（Panaorus csikii ）在贪婪的准备搬运构树上掉下来的芬芳美果。供图：Linda ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands））
思考题·举一反三
Q1、在生态系统管理中，如何平衡多栖息地景观的保护与人类土地利用之间的冲突，以确保生态功能和生物多样性不受损害？
Q2、如果移动物种在连接不同栖息地中起到“粘合剂”的作用，那么在应对气候变化和人为干扰的背景下，这些物种的保护策略应该如何调整以维护生态系统的稳定性？
Q3、在未来的生态恢复项目中，如何有效识别并优先保护那些对于整体生态系统功能至关重要的栖息地组合，从而最大限度地提升生物多样性和生态服务？
Q4、《保护野生动物迁徙物种公约》（CMS）与联合国《生物多样性公约》（CBD）如何能够更有效地协同合作，在全球范围内保护迁徙物种及其栖息地，并同时提升整体生物多样性的保护效果？
欢迎分享你的想法！（请文末留言）
THE END
本文仅代表资讯，不代表平台观点。供参考。
编译 | 王芊佳
编辑 | Maggie
排版 | 绿叶
参考资料略
扫码下载APP
科普中国APP
科普中国
科普中国
京公网安备11010202008423号