生物地理学因素对捕食作用及次级基础物种对固着型红树林支柱根群落补充与生长影响的差异

《Frontiers in Marine Science》：Biogeographic variation in the impact of predation and secondary foundation species on the recruitment and growth of sessile mangrove prop root communities

红树林附生生物群落受捕食者与次级基础物种（海绵、牡蛎、藤壶）交互作用影响，沿纬度梯度呈现显著变化：热带区捕食者增强物种多样性，温带区则抑制；次级基础物种在空间竞争初期占优，后期通过微生境调节提升多样性，其效应随纬度呈非对称性。多变量分析显示捕食-纬度交互作用解释社区结构变异最显著，次级基础物种贡献率达30%。

　　本研究探讨了捕食作用和次级基础物种对佛罗里达州红树林支柱根上附着生物群落结构的影响。通过在热带至温带区域的四个地点进行实验，观察了捕食者排除处理对生态系统的长期影响，并分析了不同纬度条件下，捕食和次级基础物种如何共同塑造群落多样性。研究结果表明，捕食对群落的影响在不同纬度上呈现不同的趋势，南部地区捕食促进了物种多样性，而北部地区则抑制了物种多样性。同时，次级基础物种（如海绵、牡蛎和藤壶）在早期殖民阶段往往占据优势，但在空间不成为限制因素时，它们可能增加群落的生物多样性。这些次级基础物种与物种丰富度之间的关系也具有纬度依赖性，例如在减少捕食压力的情况下，海绵和牡蛎可能促进物种丰富度，而在高纬度地区，藤壶则可能对物种多样性产生负面影响。

研究还发现，捕食与纬度的交互作用在解释群落结构变化方面比单独的捕食作用更为重要。通过多变量分析，研究者发现次级基础物种在不同条件下对群落结构的贡献显著，支持了捕食假说以及次级基础物种的促进作用在生物地理梯度下塑造红树林支柱根群落的理论。这一发现为理解红树林附着生物群落的复杂结构提供了新的视角，并揭示了生态过程中捕食和基础物种之间的动态关系。

从实验设计来看，研究者在佛罗里达州南部的四个地点部署了不同类型的捕食排除处理，包括完全开放、部分宏观排除、部分微观排除、宏观排除和微观排除。这些处理方式通过使用不同网眼大小的网布材料，有效地控制了不同大小的捕食者对实验面板的访问。研究期间，实验面板被定期清理以减少干扰，并通过解剖显微镜进行观察，记录了物种丰富度和覆盖度的变化。这种实验设计不仅考虑了不同捕食压力对群落结构的影响，还评估了次级基础物种在不同条件下的作用。

在数据分析方面，研究者采用了多种统计方法，包括距离基多元方差分析（PERMANOVA）和主坐标分析（PCoA），以揭示群落组成和多样性变化的模式。此外，还使用了部分距离基冗余分析（db-RDA）来评估环境变量对物种组成的影响。这些方法有助于识别捕食和次级基础物种在不同纬度下对群落结构的综合影响。例如，研究发现，捕食排除处理对不同地点的影响存在显著差异，而环境变量如盐度、纬度和人类干扰对群落组成的影响也具有显著性。

实验结果显示，物种丰富度在不同地点和处理之间存在显著差异。例如，在南部的Curry Hammock，物种丰富度较低，而北部的HBOI则表现出较高的丰富度，尤其是在微观排除处理下。这种变化可能与当地环境条件有关，如水流强度、盐度和人类活动的影响。同时，不同次级基础物种对物种丰富度的影响也因处理类型和纬度而异，例如在减少捕食压力的情况下，海绵和牡蛎可能促进物种丰富度，而在高纬度地区，藤壶则可能对物种多样性产生负面作用。

此外，研究还发现，次级基础物种在早期阶段占据主导地位，但随着群落的成熟，它们对物种丰富度的影响可能发生变化。这表明次级基础物种的生态作用不仅限于空间竞争，还可能通过提供庇护所和改变环境条件来促进或抑制其他物种的生长。例如，在某些情况下，次级基础物种的存在可能通过减少竞争压力，为其他生物提供生存空间，从而提高整体生物多样性。

本研究的结果对于理解红树林生态系统的结构和功能具有重要意义。它表明，捕食和次级基础物种的作用并非一成不变，而是受到纬度和环境条件的显著影响。这种纬度依赖性强调了在不同地理区域，生态过程可能存在差异，因此在制定保护和管理策略时，需要考虑这些因素。此外，研究还指出，次级基础物种在不同条件下可能表现出不同的生态效应，这为未来的研究提供了方向，例如探讨这些物种在成熟过程中的生态作用，以及气候变化对这些生态关系的影响。

总的来说，这项研究揭示了红树林生态系统中捕食和次级基础物种在不同纬度下的复杂相互作用。它不仅支持了现有的生态理论，还提供了新的见解，有助于更好地理解和预测生态系统的动态变化。这些发现对于保护和管理红树林生态系统，尤其是在面对全球气候变化和人类活动干扰时，具有重要的指导意义。