Andean grassland stability across spatial scales increases with camelid grazing intensity despite biotic homogenization

IF 5.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2025-02-23 DOI:10.1111/1365-2745.70012

Ana Patricia Sandoval-Calderon, Maarten J. J. Meijer, Shaopeng Wang, Marijke van Kuijk, Pita Verweij, Yann Hautier

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尽管生物均质化，但安第斯草原的稳定性随骆驼放牧强度的增加而增加

, 2010;Galloway et al., 2008)，这反过来可能降低物种丰富度和多样性(Crawley et al., 2005；Silvertown et al., 2006)。此外，土壤酸化会通过其对植物多样性的负面影响而降低时间稳定性(Verma &amp；Sagar, 2021)。采用分层方法的理论框架的发展是理解跨空间尺度生态系统稳定性的重要一步(Wang &amp；洛罗，2014,2016)。该框架允许测试放牧对植物多样性和稳定性的影响是否依赖于规模。在更大的空间尺度上更高的稳定性（伽马稳定性）可以由两个主要过程产生。首先，较高的社区生产力的局部尺度稳定性（α稳定性）可以增加邻近社区之间的稳定性，因为单个社区的生产力逐年变化较小。其次，更多的本地社区生产力的非同步时间动态（空间非同步）可以增加伽马稳定性，因为随着时间的推移，一些社区生产力的下降被其他社区的增长所补偿。这两个过程可以同时起作用。较高的α稳定性可由较高的局地、样地物种多样性（α多样性）引起，而较高的空间非同步性可由较大的局地群落组成差异（β多样性）引起。据我们所知，只有少数研究探讨了放牧对稳定性的规模依赖性以及这种影响是否通过植物多样性的变化来调节。这些研究普遍表明，增加放牧强度会降低α和β多样性，并减少它们对α稳定性、空间非同步性和γ稳定性的积极贡献(Liang et al., 2021；Zhu et al., 2024；左等人，2023)。放牧可以通过影响局地植物多样性和群落内物种的功能冗余来影响α稳定性。放牧降低了α多样性，也降低了群落缓冲环境变异性的能力，从而降低了α稳定性。此外，放牧可以通过改变不同群落对环境波动的独立响应程度来影响空间非同步性。由于放牧引起的生物同质化导致的β多样性减少可能会降低空间非同步性，这对于在更大的空间尺度上稳定生态系统功能（γ稳定性）至关重要。这种级联效应表明，放牧有可能通过复杂和相互依赖的机制调节跨空间尺度的生物多样性-稳定性关系。此外，对草原β多样性与空间非同步关系的研究相对较少(Liang et al., 2021, 2022；Wang et al., 2021；Wilcox et al., 2017；左等人，2023)。这些研究通常发现β多样性提供了更高的空间保险效应，从而增强了更大空间尺度上的稳定性（但参见Wilcox et al., 2017）。然而，这些研究主要集中在温带高产草地上。据我们所知，还没有研究调查过放牧对热带山地草原稳定性的影响。由于这些草原通常生产力较低，放牧历史较长，放牧压力下的生物多样性稳定性动态可能与以往的研究不同。南美洲的热带草原对于维持土著社区的生计至关重要，特别是在安第斯山脉中部，几个世纪以来，放牧骆驼一直是主要的社会经济活动(Duchicela等人，2019；Postigo et al., 2008)。本文以玻利维亚西北部的Apolobamba国家公园热带草原为研究对象，通过生物多样性、放牧强度和非生物因子的自然梯度，探讨了放牧对稳定性的尺度依赖性影响。先前使用相同数据集的多样性响应分析（Sandoval-Calderon et al., 2024）表明放牧与α多样性之间存在中性关系，放牧与β多样性之间存在微负关系，pH与α多样性之间存在正相关关系。因此，我们假设该生态系统中放牧强度的增加通过生物同质化和生态群落之间的空间非同质性来调节整个空间尺度上的稳定性，而不是通过局部植物多样性的丧失。此外，我们假设土壤酸化通过减少当地植物多样性而降低了当地的稳定性。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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3.0 months

期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.