栖息地丧失下物种能量收支与丰富度对灭绝风险的协同调控机制

本研究针对全球生境破碎化加剧背景下物种灭绝机制不清的难题，通过构建空间异质性资源景观中的进化稳定群落模型，首次揭示了能量收支特征（能量摄入/输出多样性）与群落丰富度的交互作用如何调控物种对随机/传染性栖息地丧失的响应规律，为精准评估生物多样性丧失风险提供了理论框架。

　　

随着人类对自然资源需求的爆炸式增长，全球正面临第六次生物大灭绝危机。栖息地丧失如同生态系统的"动脉硬化"，不仅直接压缩物种生存空间，更通过破坏能量流动网络（food web）引发连锁灭绝。传统研究多聚焦单一因素影响，但中国科学院团队最新发表在《Ecological Modelling》的研究揭示：物种能否在"生态拆迁"中存活，取决于其能量收支（energy budget）这本"生存账本"与群落物种丰富度（species richness）的协同效应。

研究团队创新性地将自适应动力学（adaptive dynamics）与空间显式模型结合，构建了包含能量流动异质性的三维景观系统。通过模拟两种典型栖息地丧失模式——随机分布的"生态弹孔"和空间传染的"生态荒漠化"，首次量化了能量收支三大特征（初始能量摄入量、能量来源Shannon-Wiener指数、能量输出均匀度）与群落丰富度的四维交互效应。

Models and methods
研究采用C++构建多层级的计算生态模型：首先基于Lotka-Volterra框架建立食物网动态模型，通过进化算法生成进化稳定群落（evolutionarily stable communities）；其次创建包含资源梯度的空间异质性景观；最终模拟随机与传染性栖息地丧失场景下2000+物种的长期动态，关键指标包括灭绝时间（extinction time）和种群衰退率（population decline rate）。

Results
3.1节方差分析显示，能量收支三要素与丰富度的交互项解释76%灭绝时间变异。3.2节发现低能量摄入（<2.5 kJ/day）物种灭绝速度高3.2倍，且能量来源多样性（H'_in

1.5）或输出均匀度（J_out
0.8）会加剧这种脆弱性。图12揭示物种丰富度>35时，能量收支多样性每增加0.1单位，灭绝风险激增42%。3.4节证实随机丧失对低能量物种更具杀伤力——其灭绝中位时间比传染模式短17.3天。

Discussion
该研究突破性地发现能量收支的"多样性悖论"：虽然能量来源多样化通常增强抗干扰能力（Thébault & Fontaine, 2010），但在高丰富度群落中反而成为"阿喀琉斯之踵"。这可能源于复杂食物网中"能量路径冗余"与"能量分配冲突"的权衡。研究团队提出"能量-丰富度筛选"假说：栖息地丧失首先淘汰低能量效率物种，继而破坏高丰富度群落中的能量网络稳定性，最终导致级联灭绝。

Conclusion
这项研究为理解生物多样性丧失提供了全新视角：物种灭绝并非简单的"适者生存"，而是能量流动网络在空间压力下的系统性崩溃。发现能量收支参数可解释82%的灭绝风险变异，这为开发基于能量特征的早期预警系统奠定基础。更重要的是，研究证实保护策略需"量体裁衣"——对低丰富度群落应优先保护能量集中型物种，而对高丰富度系统则需维护能量路径多样性。这些发现为《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》的实施提供了关键科学依据。