食物网复杂性是生物多样性影响生态系统功能的基础

《Nature》：Food web complexity underlies biodiversity effects on ecosystem functioning

　　

摘要

生物多样性的变化引发了人们对于其对生态系统所提供功能与服务影响的广泛担忧^1,2,3。尽管有大量证据表明，在单一营养级内，生物多样性对生态系统功能具有积极影响^4,5，但这种生物多样性效应如何随多营养级食物网结构而变化仍需进一步研究⁶，因为大多数生态系统都包含2到6个营养级⁷。我们通过量化能量流作为两种主要生态系统功能——初级消费和捕食——的替代指标，研究了在来自海洋、湖泊、溪流和土壤生态系统的318个高度复杂的营养网中，食物网复杂性如何调节生物多样性与生态系统功能之间的关系⁸。在所有营养级和生态系统中，生态系统功能均随着分类群丰富度的增加而提升，这一现象源于更高的垂直多样性（即更高的最高营养级⁹）以及分类群更为多样的食物网中捕食者之间的营养级互补性。此外，捕食者之间的营养级互补性^10,11）增加了所有淡水生态系统类型中的捕食流量。这些发现凸显出，如果捕食者所提供的关键生态系统功能（如生物控制以及维持生物多样性和生态系统稳定性）遭到削弱，将会带来严重后果^12,13），而这些功能往往最容易受到人为干扰的影响^14,15）。我们的研究表明，生物多样性变化的后果与生命网络紧密相连，这强调了保护支撑生物多样性与生态系统功能关系的营养级复杂性的重要性。