栖息地属性介导温带与热带藻类群落构建中的上行（bottom-up）与下行（top-down）调控机制

这篇研究通过平行实验揭示了温带与热带海洋生态系统中藻类群落构建的驱动差异：营养盐（bottom-up）梯度是藻类时空异质性的主要驱动力，而植食作用（top-down）仅对热带藻类群落有微弱影响。研究发现，栖息地异质性、营养水平和植食压力的交互效应在演替早期（150天内）对元群落（metacommunity）尺度的影响最强，且藻类群落会在300天内趋同。研究为理解多营养级系统的稳定性机制提供了新视角。

　　

引言

全球生态系统面临的威胁促使生态学家深入研究人为活动对生态轨迹的影响。尽管对竞争和消耗性互作的时空动态已有观测性研究，但机制性理解仍多基于简化模型或单一功能（如初级生产稳定性）。本研究通过温带（澳大利亚菲利普港）与热带（法属波利尼西亚莫雷阿岛）的平行实验，探讨营养盐（bottom-up）与植食作用（top-down）梯度如何驱动藻类群落的时空异质性。

实验设计

研究采用正交实验设计，通过人工基质（10×10 cm²丙烯酸瓷砖）模拟高/低可及性栖息地，结合自然与人工梯度（营养盐浓度与植食者密度）。热带实验依托莫雷阿岛的珊瑚礁系统，利用近岸-礁脊营养梯度与植食性鱼类密度差异；温带实验则基于菲利普港的海带修复项目，通过海胆清除创造植食压力梯度。元群落由两种可及性瓷砖组合构成，监测藻类覆盖与群落组成变化。

群落轨迹分析

热带系统：多维标度（MDS）显示，低可及性瓷砖的藻类群落早期由丝状藻（如Symploca spp.）主导，后期转向皮壳状红藻（如Lobophora spp.）；高可及性瓷砖在低营养条件下趋向壳状珊瑚藻（CCA），高营养条件下则演替为绿藻结皮（Gem）。营养盐显著增强群落分异，而植食作用仅在高营养条件下微弱调节轨迹。

温带系统：藻类组成变化更随机，早期以褐藻结皮（Bem）和红藻（Ahnfeltiopsis sp.）为主。高营养条件促进红藻（Laurencia spp.）与褐藻（Dictyota dichotoma）的混合群落，但栖息地异质性对分异的影响较弱。

元群落动态

广义加性模型（GAM）表明，营养盐是温带与热带系统藻类元群落分异的主要驱动因子（R²=0.56）。热带混合元群落的群落差异在高营养条件下最显著（150天内），300天后趋同；温带系统则仅在100-200天出现微弱交互效应。值得注意的是，热带低可及性瓷砖在219天达到饱和覆盖（>95%），而温带系统仅高营养处理在192天饱和。

讨论

生态机制不对称性：热带藻类群落的确定性演替可能源于强物种互作与稳定环境，而温带系统的随机性可能与更高功能多样性相关。营养盐通过增强早期竞争驱动热带群落分异，而温带系统受环境波动影响更大。

栖息地异质性的作用：结构复杂性在热带系统中通过减缓植食压力促进群落分异，但该效应在温带系统不显著。这支持了“热带系统下行控制更强”的假说，但挑战了“温带系统仅受上行控制”的传统认知。

生态稳定性启示：藻类群落的趋同时间（300天）表明，短期扰动可能通过营养链影响多营养级稳定性。研究强调需结合时空尺度评估生态系统抗性，尤其在面临富营养化与栖息地均质化的全球威胁下。

（注：全文严格基于原文数据，未引入非文献结论；专业术语如元群落（metacommunity）、CCA（壳状珊瑚藻）等均按原文标注；数学符号与上下标已按规范调整。）