Functional Ecology最新文献

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Long-term changes in multi-trophic diversity alter the functioning of river food webs 多营养级多样性的长期变化改变了河流食物网的功能

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-21 DOI: 10.1111/1365-2435.14593

Dieison A. Moi, Alejandro D'Anatro, Ivan González-Bergonzoni, Nicolás Vidal, Ivana Silva, Benoit Gauzens, Gustavo Q. Romero, Bradley J. Cardinale, Claudia C. Bonecker, Vítor Carvalho-Rocha, Franco Teixeira de Mello

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人类日益增长的压力威胁着鱼类的多样性，可能对河流食物网的功能造成严重但未知的后果。我们利用多营养鱼类群落 17 年的数据集，研究了人类压力对鱼类多样性和食物网功能的长期影响。结合新陈代谢比例和生态网络原理，我们计算了每年通过营养区（顶级食肉动物、中级食肉动物、食腐动物和杂食动物）的能量通量。能量通量将各营养区系联系起来，从而代表了食物网的功能，如肉食、杂食、草食和吸附。然而，随着时间的推移，物种丰富度下降，整个网络水平的能量通量也下降了75%。人类压力对物种丰富度和能量通量都产生了负面影响。我们的研究结果说明了人类压力是如何降低多样性并侵蚀食物网的能量通量，从而对生态系统功能产生负面影响的。

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Standing and shed litters alter plant growth in disturbed and undisturbed soils differently 堆积物和脱落物对受干扰和未受干扰土壤中植物生长的改变是不同的

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-19 DOI: 10.1111/1365-2435.14589

Ondřej Mudrák, Epp Maria Lillipuu, Kateřina Čápová, Tomáš Cajthaml, Jan Frouz

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植物物种通过其废弃物影响关键的生态系统过程，如养分循环和整个生态系统的生产力。枯落物影响的结果主要取决于其可分解性，而可分解性会直接影响土壤性质。如果枯落物保持静止或未脱落（即木质化），其最终的可分解性会因难降解结构（如木质素）的光降解而提高。如果枯落物立即脱落，其可分解性主要取决于其原有的养分含量。此外，植物物种还可能通过其他更直接的方式影响土壤。然而，目前还不清楚萌发的枯落物和立即脱落的枯落物对土壤以及植物的影响是否不同，植物对土壤的直接影响是否与萌发的枯落物和脱落的枯落物的影响相互影响，以及这些相互影响在不同的土壤条件下是否一致。我们建立了一个盆栽实验，在长期稳定的古草地和 20 年前在耕地上恢复的草地的对比土壤中，测试了最初萌发的腐殖质和脱落的腐殖质（均添加在盆栽土壤表面）对三种草地物种（直立草、Filipendula vulgaris 和车前草）的影响。我们还测试了枯落物类型和植物种类如何影响土壤化学性质和微生物群落（以 PLFA 标记为特征）。腐殖质枯落物的养分含量较低，但仍比脱落枯落物更能增加植物生物量，尽管仅对禾本科植物而言（可能是由于土壤养分的调动）。枯落物对土壤化学性质和微生物群落的影响较小，主要受盆栽植物种类的影响。在未受干扰的古草地土壤中，这些物种对微生物群落的影响更大，而在受干扰的恢复草地土壤中，植物物种主要影响化学特性。直立芽孢杆菌减缓了恢复草地土壤中两种类型枯落物的分解速度。痕状枯落物对活体植物的影响是显著的，但有物种特异性，并取决于土壤条件。沼泽化似乎对受干扰土壤中的植物有更强的影响，这表明沼泽化对受干扰后生态系统的恢复非常重要。

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Robust hydraulic traits correlation in woody species despite large trait variation along natural and experimental environmental gradients 尽管木质树种的性状在自然和实验环境梯度上存在巨大差异，但其水力性状的相关性很强

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-19 DOI: 10.1111/1365-2435.14591

Ruike Huang, Ye Wang, Jie Duan, Benye Xi, Jinyan Yang, Ximeng Li, Jinchao Feng, Brendan Choat, David T. Tissue

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水力特征是植物适应性的主要决定因素，因此对植被的结构、功能和分布具有控制作用。然而，水力性状是否以及如何对环境刺激做出反应（即水力性状的表型变异；PVHT），不同水力性状之间的协调以及性状与气候之间的关系是否受到 PVHT 的影响，这些问题仍不清楚。在此，我们综合了 PVHT（最大水力传导率和水势导致水力传导率损失 50%）以及潜在相关的形态和解剖性状（如边材密度、枝条胡伯值、平均导管直径和水力加权导管直径）的数据。我们分析了塑性反应的幅度、方向和变化来源，以及环境因素对性状协调的影响。此外，我们还比较了主要水力特征与生长地点气候指标（年平均降水量和年平均气温）之间的种内和种间差异，以及在整个种群范围内的差异。PVHT的变异主要发生在高分类水平（即科和属），而物候学对PVHT的变异解释很少。尽管变异很大，但在环境刺激下，性状相关性仍然很强。此外，性状与气候的关系在特异性之间和特异性内部也存在差异。我们的研究结果表明，PVHT 的高变异性并不影响性状相关性，而性状相关性可能对预测不同环境下的植被动态很有价值。性状与气候之间的独特关系凸显了揭示PVHT驱动力以及不同种群适应策略的必要性。

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Acclimation to moderate temperatures can have strong negative impacts on heat tolerance of arctic arthropods 适应中等温度会对北极节肢动物的耐热性产生强烈的负面影响

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-19 DOI: 10.1111/1365-2435.14573

Jesper Givskov Sørensen, Natasja Krog Noer, Torsten Nygaard Kristensen, Simon Bahrndorff

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北极地区受到地球上一些最快的气温变化的影响，但对陆生节肢动物的影响尚不清楚。高纬度地区陆生外温动物的急性生理热极限往往超过当地气温，这表明它们可能能够应对不断升高的温度。在这里，我们研究了在北极和亚北极栖息地采集五种陆生节肢动物（Neomolgus littoralis、Megaphorura arctica、Nysius groenlandicus、Psammotettix lividellus 和 Nabis flavomarginatus）后，适应温度和暴露时间如何影响它们的急性生理耐热性。我们的研究表明，虽然急性耐热性相对较高，但即使暴露在中等（温度跨度评估约为 3-29°C）的适应温度下 24 小时，也会对五个物种中四个物种的耐热性产生强烈的负面影响。总之，我们的研究结果表明，即使暴露在适度升高的温度下 24 小时甚至更短时间，也会导致亚北极和北极地区适应寒冷的陆生节肢动物急性耐热性降低。因此，导致长时间轻度高温的气候变化可能会对这些物种产生强烈的负面影响。我们认为，目前在评估北极和亚北极地区节肢动物应对气候变化的能力时忽略了这一方面，因为这种预测通常是基于对急性耐热性的估计和有益适应反应的假设。

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Quantifying direct and indirect effects of early-season herbivory on reproduction across four brassicaceous plant species 量化早季食草动物对四种黄铜类植物繁殖的直接和间接影响

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-15 DOI: 10.1111/1365-2435.14576

Daan Mertens, Jacob C. Douma, Bram B. J. Kamps, Yunsheng Zhu, Sophie A. Zwartsenberg, Erik H. Poelman

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昆虫食草动物可以通过取食生殖组织直接影响植物的繁殖，也可以通过取食植物无法补偿的植被组织间接影响植物的繁殖。此外，早期到达的食草动物可能会改变后期到达的群落，从而对植物的繁殖产生连带影响。然而，人们对植物发育与食草动物群落组合之间的动态相互作用仍缺乏深入研究。因此，目前还不清楚植物生长早期非爆发水平的环境食草动物是否会影响植物的适应性，也不清楚这些影响在多大程度上是通过植物生长和后续食草动物的变化而介导的。通过在一项围栏实验中排除食草动物群落，以及在一项普通花园田间试验中操纵早季食草动物，我们测试了毛虫（Pieris rapae）或蚜虫（Myzus persicae）的早季食草是否会影响植物的发育、繁殖以及与单株植物相关的食草动物群落。此外，我们还测试了一个因果假设，以评估食草动物群落的变化与植物生长发育的变化在决定植物繁殖方面的相对重要性和时间上的相互作用。然而，我们在田间试验中没有发现这种影响。探索性路径分析表明，植物生长发育的变化最能预测植物繁殖的变化，能解释种子产量总影响的 80%。这表明早季食草动物对植物后期发育的影响有限，植物能够减轻早季食草动物的影响。虽然早季食草动物有可能通过改变植物的发育或相关群落的后续发展来影响植物的繁殖，但这些影响很小，而且在近缘物种之间存在差异。这表明，早季食草动物通过植物或群落介导的对繁殖的影响，可能使植物物种面临不同程度的自然选择。

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Has behavioural thermoregulation evolved solely to stay alive in insects, nothing more? 难道昆虫进化出行为体温调节功能仅仅是为了生存吗？

IF 5.2 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-14 DOI: 10.1111/1365-2435.14574

Sylvain Pincebourde

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Fitness effects of symbiotic relationships between arthropod predators: Synergy in a three-way spider symbiosis 节肢动物捕食者之间共生关系的健身效果：蜘蛛三方共生中的协同作用

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-12 DOI: 10.1111/1365-2435.14575

Po Peng, Devi Stuart-Fox, Yong-Chao Su, Yuki G. Baba, Mark A. Elgar

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不同种类的蜘蛛共同生活在同一张蜘蛛网上，这为利用野外实验研究节肢动物捕食者之间种间相互作用的性质提供了大量机会：蜘蛛网复合体易于发现和监测；寄主蜘蛛的流动性较低，可以通过野外实验揭示适应性效应；蜘蛛的行为易于观察。这种多物种共生中的伙伴组合可能在地理上有所不同，因为在不同的时空尺度上，Leucauge 和 Argyrodes 客体的地理范围往往超过它们共同宿主的地理范围。在这里，我们利用野外实验揭示了由 Cyrtophora 宿主及其两种同居蜘蛛客体（织网的 Leucauge 和寄生的 Argyrodes）组成的多物种共生对参与蜘蛛的觅食影响。值得注意的是，我们在纬度范围广泛的不同地理位置重复了实地实验，每个实验都涉及不同物种的参与伙伴组合（图 1），从而为我们的经验推论提供了前所未有的地理通用性。我们提出了以下问题：(1) 三种参与者是否对宿主的捕食效率有各自的影响；(2) Cyrtophora 宿主和 Argyrodes 客体的捕食机制（反映了猎物的大小范围）是否受到 Leucauge 造网客体存在的调节；(3) 当单独存在或与不同的客体物种组合共存时，共生对宿主的潜在适应性后果（通过体重变化估算）是什么？通过操纵该系统中节肢动物捕食者的物种组成，我们的研究揭示了多物种共生中不同共生体的叠加效应和协同效应。

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Apex predators can structure ecosystems through trophic cascades: Linking the frugivorous behaviour and seed dispersal patterns of mesocarnivores 顶级食肉动物可以通过营养级联来构建生态系统：将中食肉动物的节食行为与种子传播模式联系起来

IF 5.2 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-12 DOI: 10.1111/1365-2435.14559

Tamara Burgos, Gema Escribano-Ávila, Jose M. Fedriani, Juan P. González-Varo, Juan Carlos Illera, Inmaculada Cancio, Javier Hernández-Hernández, Emilio Virgós

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1 引言植物与食果动物之间的相互作用对于保证大多数陆地生态系统的功能至关重要（Jordano, 2013b）。植物与果实消费者之间形成了一种高效的互惠关系，这种关系并不一定需要相互进化适应，即所谓的扩散性共同进化（Herrera, 1995; Valenta & Nevo, 2020）。例如，栖息地结构的改变（如栖息地破碎化；McConkey 等人，2012 年）、食俭动物群落组成的改变（如缺氧；Donoso 等人，2020 年）或食俭动物行为的改变（如食物转移；Morales 等人，2013 年）都会改变植物与食俭动物的互利关系。因此，可能会出现新的种子传播者之间的相互作用，反之，关键环节的丧失也会导致植物-食草动物网络的功能衰减（Valiente-Banuet 等人，2015 年）。尽管对影响植物-食草动物互惠关系的生态因素的研究越来越多（Corlett，2021；Rey & Alcántara，2014；Rogers et al、哺乳类食肉动物作为肉果植物的种子传播者发挥着重要作用，因为机会性和适应性强的中大型食肉动物是本地植物群落的重要盟友（Escribano-Avila，2019；Herrera，1989）。食肉动物可以长途运输许多种子（González-Varo 等人，2013 年），并在最适宜的条件下释放种子，以利于发芽和育苗（Draper 等人，2022 年；Escribano-Ávila 等人，2013 年）。大多数肉质果实植物物种经常与各种食草动物相互作用，但大型果实植物的种子传播受到物理限制。这种限制将传播伙伴的可用性降低到少数食草动物，其中哺乳动物中食肉动物（即从属捕食者）扮演着重要角色（Escribano-Avila 等人，2018 年；González-Varo 等人，2015 年）。与鸟类等其他专门化节食动物相比，中食肉动物显示出独特的功能特征，这些特征通常来自饮食偏好（Rumeu等人，2020年）、不同的运动能力和栖息地利用（González-Varo等人，2013年；Jordano等人，2007年）。然而，很少有研究探讨影响食肉动物群落的生态改变如何最终级联（即对较低营养级的自上而下的影响）到种子散播过程中（Burgos 等人，2022 年；Ripple、Estes 等人，2014 年；Rogers 等人，2015 年）、鉴于大型食肉动物在全球范围内灭绝，中型食肉动物在许多生态系统中都是一个丰富的行会（中型食肉动物释放假说；Crooks & Soulé, 1999; Ripple, Beschta, et al.）然而，顶级捕食者不仅能控制中食肉动物的数量，还能促进恐惧景观的形成，即根据感知到的捕食风险而改变空间行为（Gaynor 等人，2019 年）。这些行为改变会导致不同的觅食策略和生境利用。例如，减少对高风险生境的使用（Burgos等人，2022年；Fedriani等人，2000年），或影响其领地标记行为，从而改变其作为种子传播者的功能（García-Cervigón等人，2018年）。科学文献偏重于中型食肉动物释放对生态的负面影响，如增加对猎物的捕食压力（Brashares 等人，2010 年）。尽管如此，恢复受威胁的顶级食肉动物这一前景广阔的保护策略仍然充满挑战（Prugh & Sivy, 2020; Wolf & Ripple, 2018）。在顶端食肉动物长期消失的地方野化顶端食肉动物可以控制中食肉动物的数量，但也会引发营养级联（Ripple 等人，2016 年），改变食物网动态（Estes 等人，2011 年）以及中食肉动物提供的生态系统服务，如种子传播（Draper 等人，2022 年；Tambling 等人，2018 年）、改变主要食草动物的数量和行为会影响种子传播效果的数量（即种子数量）和质量（即传播的种子存活成为新的繁殖成体的概率）（Schupp，2007 年；Schupp 等人，2010 年）。例如，Burgos 等人（2022 年）发现，顶端捕食者的存在减少了中食肉动物对地中海树木果实的消耗，使它们变成了效率较低的节食动物，并可能减少种子的散播数量。同样，Cancio 等人（2016 年）的研究表明，一种关键性哺乳动物种子散播者对退化栖息地的使用减少，导致一种濒危灌木的散播崩溃。因此，食草动物的行为变化会改变它们的领地标记模式和种子沉积地的质量（即，它们的领地标记模式和种子沉积地的质量）。

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Multiple-stressor effects on leaf litter decomposition in freshwater ecosystems: A meta-analysis 多重压力对淡水生态系统落叶分解的影响：荟萃分析

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-09 DOI: 10.1111/1365-2435.14571

Graciela Medina Madariaga, Verónica Ferreira, Roshni Arora, India Mansour, Gwendoline M. David, Sonja C. Jähnig, Fengzhi He

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近年来，有关淡水生态系统多重压力影响的研究激增。虽然研究有所增加，但如何将研究结果综合起来，使人们对生态系统层面的影响有更广泛的了解，仍是一项持续的工作。枯落叶分解是淡水生态系统中一项经常被研究的关键功能，它对非生物条件和生物群落的变化非常敏感，因此很容易受到多重压力的影响。在此，我们综合了 27 项操作性实验研究的结果，其中包括 61 种枯落叶分解对淡水生态系统中气候变暖、营养富集和新出现的污染物等成对压力因素的反应。我们计算了两种压力同时发生时产生的个体和整体交互效应大小。此外，我们还采用元分析方法分析了调节变量对交互作用效应大小和方向的影响。尽管计票法显示加性交互作用在个体观测结果中占主导地位（91.8%），但加权随机效应荟萃分析显示压力因子之间存在整体拮抗交互作用（即配对压力因子对垃圾分解的累积效应小于其单一效应之和）。我们的结果强调了实验特征的影响，如大型无脊椎动物的参与、栖息地类型（湖泊与地块）和垃圾质量（根据植物菌根关联推测）在形成垃圾分解对多重压力因子的反应方面的影响。我们的荟萃分析突出表明，有必要在操纵实验中纳入当地生态的复杂性，以改进多重胁迫对生物多样性和生态系统功能影响的预测。本研究强调了在保护和恢复行动中考虑生物相互作用和采用元群落框架的重要性，以便在全球快速变化的时代支持淡水生态系统的管理。在期刊博客上免费阅读本文的通俗摘要。

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Ecosystem type affects how Amazonian tree species invest in stem and twig wood 生态系统类型影响亚马逊树种对茎枝木材的投资方式

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology

Pub Date : 2024-05-08 DOI: 10.1111/1365-2435.14572

Gisele Biem Mori, Jochen Schöngart, Juliana Schietti, J. Ethan Householder, Michelle Robin, Florian Wittmann, Lourens Poorter, Maria Teresa Fernandez Piedade

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木质密度（WD）是一个关键的功能特征，因为它在树木性能和森林生物量计算中具有重要意义。然而，人们对树木不同木质部分之间木质密度的差异、这种差异在不同生态系统中的表现以及这种差异对森林碳储量估算的影响仍然知之甚少，尤其是对亚马逊等多样化热带森林而言。我们收集了119个树种的茎干和枝条木材密度数据集，这些树种分布在土壤营养和洪水差异很大的三种不同的亚马逊生态系统类型中：无洪水森林（Terra Firme）、白水洪泛平原森林（Várzea）和黑水洪泛平原森林（Igapó），以研究（i）茎干和枝条木材密度在不同生态系统中的差异，（ii）茎干和枝条木材密度之间的关系以及这些关系在不同生态系统中的差异。不同生态系统的木材密度差异很大。与 Terra firme 相比，Várzea 树种的平均茎木密度较低，而与其他生态系统相比，Igapó 树种的平均枝木密度较高。虽然 Terra firme 和 Igapó之间的平均木材密度值不同，但树枝和茎干的木材密度呈正相关（R2adj = 0.47），各生态系统之间的增加率相似。对于任何给定的树枝密度，洪泛平原环境中的茎干密度往往较低，而Terra firme环境中的茎干密度则较高，这是树木内部木材密度变化的生境特异性模式，可能源于茎干和树枝木材在生态差异环境中生长和生存功能的差异。我们的研究结果表明，生态系统对树木如何将资源分配给不同的木质组织有很大的影响，这表明与生态系统限制有关的生态策略存在着鲜明的对比。我们的研究结果表明，更多地考虑树木内部WD的变化以及这些变化在不同生态系统中的变化可能会导致对亚马逊地上生物量更准确的估计。在期刊博客上免费阅读本文的通俗语言摘要。

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