How does global change affect the strength of trophic interactions?

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• 作者：Mark Emmerson ; T. Martijn Bezemer ; MarkD. Hunter ; T. Hefin Jones ; GregoryJ. Masters ; Nicole M. Van Dam
• 关键词：Community ; Ecosystems ; Food webs ; Herbivore ; Plant ; Predators ; Prey ; Stability
• 刊名：Basic and Applied Ecology
• 出版年：2004
• 出版时间：13 December 2004
• 年：2004
• 卷：5
• 期：6
• 页码：505-514
• 全文大小：338 K

文摘

Recent research has generally shown that a small change in the number of species in a food web can have consequences both for community structure and ecosystem processes. However ‘change’ is not limited to just the number of species in a community, but might include an alteration to such properties as precipitation, nutrient cycling and temperature, all of which are correlated with productivity. Here we argue that predicted scenarios of global change will result in increased plant productivity. We model three scenarios of change using simple Lotka–Volterra dynamics, which explore how a global change in productivity might affect the strength of local species interactions and detail the consequences for community and ecosystem level stability. Our results indicate that (i) at local scales the average population size of consumers may decline because of poor quality food resources, (ii) that the strength of species interactions at equilibrium may become weaker because of reduced population size, and (iii) that species populations may become more variable and may take longer to recover from environmental or anthropogenic disturbances. At local scales interaction strengths encompass such properties as feeding rates and assimilation efficiencies, and encapsulate functionally important information with regard to ecosystem processes. Interaction strengths represent the pathways and transfer of energy through an ecosystem. We examine how such local patterns might be affected given various scenarios of ‘global change’ and discuss the consequences for community stability and ecosystem functioning.

class=""h3"">Zusammenfassung

Die neuere Forschung hat im Allgemeinen gezeigt, dass eine kleine Veränderung in der Zahl der Arten in einem Nahrungsnetz sowohl Konsequenzen fc;r die Gemeinschaftsstruktur als auch fc;r die Ökosystemprozesse haben kann. „Wandelȁc;ist jedoch nicht nur auf die Anzahl der Arten in einer Gemeinschaft beschränkt, sondern kann auch Veränderungen von Eigenschaften wie Niederschlag, Nährstoffkreisläufe und Temperatur beinhalten, die alle mit der Produktivität korreliert sind. Hier argumentieren wir, dass vorhergesagte Szenarios des globalen Wandels in einer erhöhten Pflanzenproduktivität resultieren werden. Wir modellieren drei Szenarien des Wandels unter der Verwendung einfacher Lotka–Volterra–Dynamiken, die erkunden, wie ein globaler Wandel in der Produktivität die Stärke von lokalen Arteninteraktionen beeinflusst, und wir beschreiben detailliert die Konsequenzen fc;r die Gemeinschaft und die Stabilität des Ökosystemlevels. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, (i) dass auf einer lokalen Skala die durchschnittliche Populationsgröße der Konsumenten aufgrund der geringen Qualität der Nahrungsressourcen abnehmen könnte, (ii) dass die Stärke der Arteninteraktionen im Gleichgewicht aufgrund der reduzierten Populationsgröße schwächer werden könnte und (iii) dass die Populationen der Arten variabler werden und länger brauchen könnten, um sich von umweltbedingten oder anthropogenen Störungen zu erholen. Auf lokalen Skalen umfassen Interaktionsstärken Eigenschaften wie Fraßraten und Assimilationseffizienzen und enthalten wichtige funktionelle Information in Bezug auf Ökosystemprozesse. Interaktionsstärken repräsentieren die Energiewege und den Energietransfer in einem Ökosystem. Wir untersuchen, wie solche lokalen Muster unter der Voraussetzung verschiedener gegebener Szenarios des „globalen Wandelsȁc;beeinflusst werden könnten und diskutieren die Konsequenzen fc;r die Gemeinschaftsstabilität und Ökosystemfunktion.