生态系统生产力的变化如何影响物种多样性?已有研究表明二者关系多样,可表现为正相关、负相关,或呈单峰形变化,即物种丰富度在中等生产力水平时达到峰值。但这一规律主要在植物群落中被验证,在动物群落中,尤其是复杂的鱼类群落中,由于生态过程机制交织、定量数据难以获取,缺乏明确实证。
中国科学院水生生物研究所团队通过野外生态调查,获取了长江中下游39个浅水湖泊的第一手定量观测数据,证明了鱼类群落中存在稳定的单峰型生产力—物种丰富度关系。结果显示,随着生产力提升,鱼类多样性先升后降,这表明生物多样性难以随着能量无限增加而持续上升。
团队提出了新的统一模型(JBE模型),整合了围绕该科学问题的生态学三大核心假说——“更多个体假说”“生物量驱动竞争假说”与“环境过滤假说”。该模型以简单且严谨的方式,将观测模式、生态理论与统计建模结合,重建了湖泊鱼类群落中观察到的单峰关系,为“生产力—多样性难题”提供了可量化、可验证的机制解释。
研究发现,在高生产力湖泊,浮游动物食性鱼类的生物量增加,竞争作用增强,导致其他物种被排除。竞争驱动的物种损失,先于环境胁迫引发的多样性下降,抵消了高丰度带来的潜在物种增加效应。这表明,生物多样性下降或是生态系统退化的早期预警信号。
该研究深化了学界对湖泊生态系统结构稳定性的理解,为中国“十年禁渔”背景下的湖泊生态保护修复与管理提供了重要理论依据。研究表明,湖泊管理不应仅追求鱼类资源量或物种数目的提升,应更多关注生产力与多样性之间的动态平衡与生态权衡机制。
相关研究成果发表在《生态学快报》(Ecology Letters)上。
论文链接
整合生态学三大核心假说的JBE模型概念图
基于不同组合JBE模型重建观测的生产力—物种丰富度关系
本文链接:新模型揭示“鱼类生产力—物种丰富度”关系底层规律http://www.sushuapos.com/show-12-2089-0.html
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