为什么同一营养级生态位重叠度低？什么是营养级联
为什么同一营养级生态位重叠度低？什么是营养级联陆地或陆地上的营养级联在世界各地发生。近年来，绝大多数的营养级联反应是人为干预的结果。在某些情况下，一旦了解到影响，活动家就会介入以修复损害。由于自然灾害或天气事件，发生了一些营养级联反应。其他是直接由人为造成的。实验表明，单一物种的丧失会严重影响整个生态系统。3 问题“什么吃什么？” 食物链回答了这一问题，该食物链代表了哪些生物相互吃东西。食物链解释了为什么每一类生物对于它们所生活的生态系统都至关重要。删除或更改食物链的任何部分，整个食物链都会受到影响。进行特别重要的更改，整个链条将崩溃。每个生态系统的营养级联各不相同；实际上，已经针对多种景观研究了几种不同的类型：在地球和水生生态系统中，营养级联遍布世界各地。它们已经发生在地球的整个历史上，有时甚至是灾难性的。史前大规模灭绝彻底改变了地球上生命的演变。
詹姆斯·沃威克（James Warwick）/盖蒂图片社
营养级联是一种生态事件，涉及因食物链中一个或多个层次上的动植物发生变化而导致的生态系统结构变化。营养级联一词最早是由生态学家罗伯特·潘恩（Robert Paine）在1969年出版的《营养复杂性和社区稳定性的注记》中使用的，该出版物发表在《美国自然主义者》上。1 在同一篇文章中，潘恩（Paine）定义了术语``梯形物种''（Keystone种），一个相关概念，并解释了生态系统如何起作用和崩溃。自从这篇文章发表以来，营养级联和基石物种都已成为全球环境研究人员和激进主义者的重要概念。
由于许多不同的原因，生态系统的变化一直在发生。火山喷发，洪水，干旱和小行星撞击都在食物链的不同层次上引起了巨大变化。但是，由于人类的行为，营养级联反应变得更加普遍。污染，栖息地破坏以及原野地区的农场和人工林发展都是造成营养级联的原因。气候变化也是造成营养级联的主要原因。
相对较小的事件，例如长期干旱，栖息地缩小或人类入侵，可能导致营养级联。同样，相对较小的缓解形式，例如某些物种的重新引入，可以帮助修复正在崩溃的生态系统。
关键术语问题“什么吃什么？” 食物链回答了这一问题，该食物链代表了哪些生物相互吃东西。食物链解释了为什么每一类生物对于它们所生活的生态系统都至关重要。
- 食物链的底部是生产者：存在并大量消耗的生物，例如植物，浮游生物和细菌。
- 接下来是草食动物。这些是消耗生产者的生物。
- 食肉动物在食物链的最顶端：吃其他动物的动物。捕食者也被描述为重点物种。删除或改变它们在生态系统中的地位会对系统中的其他物种产生深远的影响。
删除或更改食物链的任何部分，整个食物链都会受到影响。进行特别重要的更改，整个链条将崩溃。每个生态系统的营养级联各不相同；实际上，已经针对多种景观研究了几种不同的类型：
- 当顶级掠食者受到影响时，就会发生自上而下的级联。带走顶级食肉动物，食草动物将有更多的机会进食和繁殖。食草动物的增加可能会破坏植物的生命，从长远来看，将破坏生态系统中生产者的消失。此外，当顶级掠食者消失时，第二层中捕食者变得更加普遍。例如，当狼在黄石公园灭绝时，土狼变得更加普遍。
- 自下而上的级联是食物链最低层变化的结果。这种类型的营养级联发生在例如大片雨林植被被烧毁时–几乎没有草食动物食用。食草动物可能死亡或迁徙；无论哪种方式，顶级掠食者的食物都更少。基础物种的损失，例如生产可食用种子和坚果的树木或大量存在的动物，也可能导致营养级联。例如，发生这种情况的原因是失去了曾经遍布北美平原的大批野牛。2个
- 当动物依赖其生态系统外部的食物来源时，就会发生补贴级联反应。例如，当缺少合适的植物时，食草动物可能会依靠农民的庄稼。更多的食草动物导致更多的掠食者-造成生态失衡。
在地球和水生生态系统中，营养级联遍布世界各地。它们已经发生在地球的整个历史上，有时甚至是灾难性的。史前大规模灭绝彻底改变了地球上生命的演变。
由于自然灾害或天气事件，发生了一些营养级联反应。其他是直接由人为造成的。实验表明，单一物种的丧失会严重影响整个生态系统。3
陆地生态系统中的营养级联陆地或陆地上的营养级联在世界各地发生。近年来，绝大多数的营养级联反应是人为干预的结果。在某些情况下，一旦了解到影响，活动家就会介入以修复损害。
黄石狼
马克·纽曼/盖蒂图片社
在1800年代后期，成为黄石国家公园的地区曾是灰狼的天堂。实际上，狼群是顶级捕食者，成群结队地漫游。然而，人类在该地区猎杀了狼，使其灭绝。到1920年代，狼已经从公园中消灭。4
在十年左右的时间里，无狼环境被认为是理想的环境。然后，随着麋鹿种群数量激增，人们开始担心。不断增加的麋鹿群不再需要从一个地方移到另一个地方，以避免掠食者。结果，麋鹿破坏了树木和其他植物，减少了地被植物和其他物种的食物。减少水道上的植物也导致了地面侵蚀。白杨和柳海狸湿地正在缩小和消失。
同时，随着狼的消失（众所周知的先天掠食者），土狼的数量增加了。土狼倾向于猎取叉角鹿，结果叉角鹿的种群数量减少了。
为了应对这种生态威胁，生物学家决定将狼恢复到黄石公园。1995年，八只狼从加拿大艾伯塔省的贾斯珀国家公园（Jasper National Park）交付。尽管狼花了一些时间适应新的家，但结果却令人印象深刻。植物的生命以及包括濒临灭绝的海狸在内的许多物种都得到了恢复。土狼人口较少，叉角鹿的数量有所增加。但是，这还存在潜在的弊端：被狼杀死的麋鹿数量比预期的要多，这导致了重新引入狼的最终结果的不确定性。
热带雨林几十年来，热带雨林一直处于极端的环境压力之下，因此，营养级联是常见的也就不足为奇了。但是，级联发生并不总是很明显。为了确定级联是否正在进行，研究人员将受损的生态系统与完整的生态系统进行了比较。
2001年，一位名叫约翰·泰伯（John Terborgh）的研究人员利用人为破坏热带雨林栖息地的机会，积极寻找营养级联。5 他研究的区域已经从完整的湿地分解为热带雨林中的一系列岛屿。泰博格发现的是，没有捕食者的岛屿上有大量的食草者和食草者，缺少苗木和幼小的树冠。同时，有捕食者的岛屿的营养生长正常。这一发现帮助确定了尖角天敌在生态系统中的重要性。它还为研究人员提供了识别营养级联的工具，即使在这种情况下可能并不明显。
马来西亚补贴级联
埃里希·库奇林（Erich Kuchling）/盖蒂图片社
补贴级联并不总是由人为干预引起的。6 在某些情况下，补充剂来自另一个邻近的生态系统；但是，在许多情况下，补充来自农场，种植园，甚至郊区花园。例如，捕食者可能捕食的是母牛而不是猎物，而不是野生猎物，而食草动物可能会食用农民田间生长的植物。
为了了解有关补贴级联的更多信息，研究人员研究了一种情况，马来西亚的受保护野生生物正在附近的棕榈园中觅食。他们发现，尤其是野猪正享受着农民劳动的“果实”，对生态产生了严重的负面影响。根据这项来自20年数据的研究，油棕果对野猪非常有吸引力，以至于其农作物的行为增加了100％。6 这使野猪远离森林内部，他们通常使用林下植物来筑巢筑巢，以育出幼仔。林木幼树的生长下降了62％，这导致树木变小并减少了各种动物的栖息地。
水生生态系统中的营养级联营养级联在淡水和盐水生态系统中的发生方式与在陆地上发生的方式几乎相同。当生物体从其生态系统中移出时，其影响会在食物链中向上和向下级联，从而造成巨大的压力。研究人员还发现，水生生态系统的变化会影响水的化学组成。7
湖泊湖泊是封闭的小型生态系统，特别容易受到营养级联的影响。在20世纪末进行的实验涉及从淡水湖中清除顶级捕食者（鲈鱼和黄鲈）并观察结果。8 发生营养级联反应，改变了浮游植物的产量（营养的主要来源）以及细菌的活动和整个湖泊的呼吸作用。
海带床
Rodger Shagam /盖蒂图片社
在阿拉斯加东南部，人们广泛捕猎海獭的皮毛。水獭曾经是（并且在某些地区仍然是）海藻床中靠近太平洋海岸线的主要捕食者。当水獭几乎全部从海藻床生态系统中消失后，无脊椎动物的食草动物，例如海胆就变得人口众多。结果是：海带本身消失的大面积“海胆贫瘠”。毫不奇怪，研究表明，在水獭仍然存在的地区，海藻床生态系统更健康，并且在生态上更加平衡。
盐沼盐沼是多种多样的生态系统，主要取决于食物链底部的生产者。盐沼中的消费者受到螃蟹和蜗牛活动的控制。研究人员发现，例如蜗牛控制沼泽植物的生长。9 当吃蜗牛的蓝蟹从生态系统中消失时，蜗牛种群爆炸并破坏了沼泽植物。结果：盐沼变成了无人居住的泥滩。
气候变化与营养级联
毫无疑问，气候变化正在并且将继续对生态系统产生重大影响。10 随着生态系统的变化，营养级联发生的可能性也在增加。有许多可能的原因：
- 一些地区的降水增加，这将导致盐沼和河口中水的化学变化；
- 温度升高，这将影响各种生物在当前环境中生存的能力，并可能鼓励迁移到较凉爽的地方；
- 在某些地方，干旱加剧，这将导致某些物种的繁殖率下降，也将鼓励可能毁坏栖息地的野火。
总体结果可能是生物多样性下降，导致许多地方的营养级联。
幸运的是，有关营养级联的研究正在帮助研究人员和激进主义者在级联开始之前就提前计划并采取行动。一些项目包括：
- 恢复野生动植物栖息地，例如草地和森林；
- 支持沿海生态系统，例如沙丘，红树林和牡蛎床；
- 沿淡水河流和湖泊种植，以保护水道不受侵蚀，并为冷水鱼类和其他动物提供荫凉的栖息地；
- 了解营养级联的迹象，以及如何适当干预以减少或消除负面结果。
具体的预防和缓解项目继续发挥作用。在俄勒冈大学，全球营养级联计划旨在研究捕食者在营养级联中的作用，并教育对林业和野生动植物研究感兴趣的在校学生。11 作为林业部的一部分，其教授和学生大量参与黄石国家公园与狼有关的研究。同时，阿根廷野生动物基金会（Re阿根廷）正在努力恢复伊比拉荒野地区的美洲虎（先头天敌）。
随着这些研究人员和其他研究人员对营养级联的成因和影响的理解，他们发现即使是很小的变化也会在整个生态系统中引起巨大的变化。幸运的是，对于积极的变化和对生态造成破坏的变化，这都是正确的。
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