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全球团队发现,森林和溪流栖息地保持能量交换平衡

本站发布时间:2024-03-18 16:26:05
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森林和溪流是独立但相连的生态系统,并排存在,能量和营养物质跨越其多孔的边界,在它们之间来回流动。例如,树叶从树上掉下来,进入溪流,腐烂并喂养水生昆虫。这些昆虫从水中冒出来,被鸟类和蝙蝠吃掉

宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的一个国际团队现在发现,这些生态系统似乎可以保持能量交换的平衡—科学家们称这一发现令人惊讶

世界各地的科学家对这些相互连接的生态系统之间的能量、物质和生物交换进行了研究,他们将这种现象称为“异地性”—这意味着当能量在另一个生态系统中产生时,居住在一个生态系中的生物体对资源的消耗

水生和陆地生态系统之间的平衡很难在全球范围内衡量,也很难理解,因为它取决于能量和营养的不均衡流动,而能量和营养在不同季节和不同气候下波动

但最近发表在《生态学快报》上的一项新研究结果为森林和溪流之间的关系提供了新的线索。研究人员分析了世界各地149项森林溪流生态系统耦合研究的数据,发现水生生物和陆地生物消耗的能量与来自相反生态系统的能量相同

该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立农业科学学院水生生态学助理教授Daniel Allen说:“这是一个非常有趣和出乎意料的结果,因为我们知道,以树叶的形式流入溪流的能量比以水生昆虫的形式流出的能量多得多。”

“但资源的质量大不相同,因为从溪流中出现的水生昆虫营养丰富。”

这条位于澳大利亚北领地的热带溪流伊迪丝河是研究的一部分。图片来源:Erica Garcia在左边,一只长颌球体编织者,一种常见的河岸蜘蛛,专门在水生昆虫从溪流中出现时捕捉它们,还有一只从水生外骨骼或皮肤中出现的Isoperla石蝇。在溪流中生活了一到三年后,这种昆虫会休息几分钟,因为它的新外骨骼和翅膀会变硬,然后它会飞走,作为陆地成虫生活一到四周。来源:Wikipedia Commons

研究人员还发现,消费者异地性随水生无脊椎动物、鱼类和陆生节肢动物的进食特征而变化;例如昆虫、甲虫和蜘蛛;但不适用于鸟类和啮齿动物等陆生脊椎动物

最后,他们报告说,对于水生无脊椎动物来说,在干旱气候中,异地性几乎是热带气候的两倍,但对于不同气候的鱼类来说,异地性仍然稳定

艾伦说:“大多数人并不认为溪流和森林是相互关联的,但这些栖息地所支持的生物依赖于来自生态系统外部的能量和资源。”

“这一现象在世界各地都是真实的,这项研究很重要,因为我们收集了全球各地的数据,以了解这一基本过程在不同气候、季节以及700多种不同的溪流和河岸物种中是如何变化的。”

More information: Daniel C. Allen et al, Global patterns of allochthony in stream–riparian meta‐ecosystems, Ecology Letters (2024). DOI: 10.1111/ele.14401

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