生物多样性促进了生态系统的多任务处理
一项关于生物与其环境之间复杂相互作用的新研究表明,生物多样性——生活在地球上的生物的多样性——对生态系统的健康功能比以前认为的更为重要。
这些发现支持了这样一种观点,即保护生物多样性对直接相关的动植物有益,进而对依赖这些生物和生态系统获取食物、水和其他基本服务的人类有益。
这项研究的主要作者乔纳森·莱夫切克(Jonathan Lefcheck)发表在今天的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,他是威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的博士后研究员,也是最近的博士毕业生。
这项国际研究的共同作者来自马萨诸塞大学波士顿分校;明尼苏达大学;瑞典哥德堡大学;威尔士斯旺西大学;德国生物多样性综合研究中心(iDiv)耶拿-哈雷-莱比锡;莱比锡大学;牛津大学;密歇根大学;和史密森学会。
“最近的许多研究都支持这样一种观点,即更大的生物多样性有助于维持更稳定、更有生产力的生态系统,”Lefcheck说,“但这一结论主要建立在测试物种消失如何仅影响单一生态系统过程(如植物生长)的实验之上。”“我们的研究,”他说,“是第一次系统地观察生物多样性如何影响保持生态系统健康和功能的一系列相互关联的过程。”
该团队通过汇编和分析在世界各地进行的94项实验的结果,研究了生物多样性与这些被称为“多功能”的各种过程之间的关系。每项实验都涉及到至少3种不同物种的操控,以及至少2到12种不同生态系统功能的监测——从土壤氮的积累到水生藻类的控制。这些实验平均分为陆地和水生栖息地。
该团队的合成结果是明确的。“我们发现,在实验生态系统中,生物多样性通常增强了多种功能,”Lefcheck说。“换句话说,当你考虑到生态系统的更多方面时,生物多样性变得更加重要:一个物种不能做所有的事情。”
史密森学会Tennenbaum海洋观测站网络主任、该项目的共同负责人埃米特·达菲(Emmett Duffy)说:“我们对这些实验的回顾表明,与之前的一些解释相反,我们实际上可能低估了生物多样性对自然生态系统功能的重要性。”
为了说明研究小组的发现,Lefcheck转向了他自己实地研究的重点——切萨皮克湾和沿海海洋的海草草地。
“海草,”莱切克说,“是各种各样从事不同工作的小动物的家园。有些可以控制会使海草窒息的藻类。另一些则将入侵物种拒之门外。还有一些为我们餐桌上的条纹鲈鱼和蓝蟹提供食物。通过保护这种动物,我们可以最大限度地保持草床的健康,并为人类带来好处。”
来自德国综合生物多样性研究中心的合著者Nico Eisenhauer教授补充说:“只有在这种水平的国际、跨系统合作下,我们才能探索全球模式,并理解生物多样性丧失对全人类的重要性。”
密歇根大学教授布拉德利·卡迪纳尔(Bradley Cardinale)是该研究的合著者和项目共同负责人,他说:“人们在很多方面都受益于自然。有些提取木材之类的商品。其他人则娱乐、打猎或钓鱼。还有一些人使用干净的水。我们的研究表明,物种保护有助于维持各种生态过程,这些过程控制着人们从自然中获得的利益。”
科学家们作为2010年在加利福尼亚州圣巴巴拉市国家生态分析与合成中心成立的一个工作组的一部分进行了这项研究。该组织的总体目标是将生态实验的结果转化为可用于帮助保护和管理决策的应用知识。