棲息地喪失不僅影響物種 還影響生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)

棲息地喪失是全世界生物多樣性喪失的主要原因。根據(jù)它們的大小，動(dòng)物需要一定的面積才能找到足夠的資源來(lái)維持可行的種群。但是，一旦可利用的棲息地面積低于某個(gè)閾值，人口就不再可行了，物種就會(huì)在當(dāng)?shù)販缃^。

面積減少的另一個(gè)后果是剩余的棲息地斑塊 - 以及仍然生活在其中的物種種群- 變得支離破碎。原始棲息地的斑塊被荒涼地區(qū)的“矩陣”隔離開來(lái)，阻止物種在他們可以居住的地方之間移動(dòng)。

這種損失和破碎也通過(guò)“邊緣效應(yīng)”影響剩余斑塊內(nèi)的生物多樣性。這些是同一生態(tài)系統(tǒng)中不同棲息地邊界(邊緣)的自然群落的變化。例如，由于環(huán)境條件如溫度或濕度的劇烈變化，邊緣的物種豐度可能會(huì)發(fā)生突然變化。

雖然關(guān)于損失和破碎對(duì)生物多樣性的相對(duì)影響存在爭(zhēng)議，但我們知道，它可以對(duì)從不同地區(qū)的物種數(shù)量和持久性到社區(qū)組成的所有因素產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。現(xiàn)在，我們新發(fā)表的研究表明，在檢測(cè)到滅絕之前，損失和碎片化改變了生物群落中的物種實(shí)際相互作用的方式。這嚴(yán)重影響了整個(gè)社區(qū)的穩(wěn)定。

早在1974年，領(lǐng)先的生態(tài)學(xué)家Daniel Janzen發(fā)現(xiàn)棲息地破壞帶來(lái)了“ 生態(tài)相互作用的滅絕 ”。Janzen觀察到物種之間的這些關(guān)系(從獵物和捕食者之間的相互作用到互惠生物之間的相互作用，例如植物和授粉它們的動(dòng)物之間的那些)會(huì)獨(dú)立地丟失，而且比物種的喪失更加隱蔽。

例如，當(dāng)棲息地破碎時(shí)，大型捕食者很難到達(dá)遠(yuǎn)處的狩獵補(bǔ)丁。這意味著捕食者 - 獵物的相互作用可能會(huì)在更加孤立的區(qū)域中減弱。這可以通過(guò)增強(qiáng)獵物種類或更多本地的小型捕食者對(duì)社區(qū)產(chǎn)生次要影響。

自Janzen的工作以來(lái)，研究人員一直在尋找生態(tài)相互作用網(wǎng)絡(luò)如何應(yīng)對(duì)棲息地破壞的反復(fù)模式。這些網(wǎng)絡(luò)將社區(qū)內(nèi)的所有物種相互作用聯(lián)系到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。例如，在食物網(wǎng)中，當(dāng)捕食者吃掉獵物時(shí)，這會(huì)對(duì)獵物使用的資源產(chǎn)生影響。

該領(lǐng)域的研究表明，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)以不同的方式對(duì)棲息地的喪失做出反應(yīng)，這取決于相互作用的類型。雖然共生互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)傾向于分解成較小的網(wǎng)絡(luò)，但食物網(wǎng)往往會(huì)縮小為一個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)。相互作用的相互作用也趨于變?nèi)?物種相互依賴的程度較低)，而在棲息地喪失下，相互作用關(guān)系更強(qiáng)。

但是，雖然這項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)棲息地的破壞會(huì)深深影響物種的相互作用方式，但直到現(xiàn)在我們還沒(méi)有充分了解棲息地喪失對(duì)群落穩(wěn)定性的影響。同樣，我們還不知道社區(qū)反應(yīng)在多大程度上取決于棲息地喪失的性質(zhì)。

模擬棲息地喪失

對(duì)于我們的研究，我們使用生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表示來(lái)研究社區(qū)穩(wěn)定性和響應(yīng)的這些問(wèn)題。該模型模擬了物種種群在一系列不同景觀中的相互作用和變化 - 從原始的連續(xù)棲息地到高度分散的棲息地。這些是基于在現(xiàn)實(shí)世界中遭受棲息地喪失的區(qū)域。

我們的研究結(jié)果表明，棲息地喪失通過(guò)改變生態(tài)相互作用，通過(guò)改變物種的豐度和空間分布來(lái)影響群落穩(wěn)定性。而且，如上所述，我們還發(fā)現(xiàn)這些生態(tài)相互作用在物種滅絕之前就已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。剩余棲息地之間有限的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為飲食模式等負(fù)面變化，這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響人口規(guī)模隨時(shí)間和跨太空變化的方式。

我們還發(fā)現(xiàn)，棲息地被破壞的具體方式是社區(qū)應(yīng)對(duì)棲息地喪失的關(guān)鍵決定因素。當(dāng)棲息地變得更加分散時(shí)，由于生態(tài)相互作用的減弱，它使社區(qū)更加穩(wěn)定。但是當(dāng)鄰近地區(qū)的棲息地喪失 - 導(dǎo)致碎片減少時(shí) - 由于其余合適區(qū)域的物種相互作用較強(qiáng)，這使得種群不穩(wěn)定。在分散的景觀中，捕食者更難找到獵物，這會(huì)減少它們之間的相互作用。另一方面，不那么分散的景觀會(huì)使捕食者與獵物更頻繁地互動(dòng)，因?yàn)樗鼈兌季窒抻诳s小的區(qū)域。

通過(guò)了解棲息地喪失如何影響不同環(huán)境中不同物種之間的相互作用，我們可以開始看到人類對(duì)自然界影響的真實(shí)深度。這不僅僅是單一物種的損失應(yīng)該引起關(guān)注，而是整個(gè)社區(qū)受人為威脅影響的方式。我們的研究結(jié)果表明，生物多樣性戰(zhàn)略需要考慮到社區(qū)的相互作用以及棲息地喪失的形態(tài)，以便更好地保護(hù)未來(lái)的生物多樣性。