巨型动物影响理论：生态系统动力学的范式转变-DG城市

一项横跨六大洲的新荟萃分析表明，大型野生食草动物以许多重要方式影响生态系统，从土壤到植被再到小型动物，并促进生态系统的变异性。

数百万年来，各种大型食草动物或巨型动物影响了陆地生态系统。其中包括欧洲的大象、澳大利亚的巨型袋熊和南美洲的地懒。然而，这些动物经历了一波灭绝浪潮，恰逢人类在世界范围内的扩张，导致了生态系统的巨大变化，但尚未完全理解。即使是这些灭绝的幸存者也急剧下降，许多目前正面临灭绝的威胁。

虽然有许多关于大型动物影响的案例研究和理论，但缺乏定量综合其影响和建立普遍性的正式尝试。

由奥胡斯大学和哥廷根大学的研究人员领导的国际团队进行的一项新研究发表在《自然生态学与进化》杂志上，收集了许多个案研究并分析了研究结果。他们表明，大型动物具有各种可推广的影响——这些影响可能在当今大多数生态系统中缺失。

大型动物对生态系统的影响

已确定的大型野生食草动物的一般影响包括

土壤和植物养分的变化
促进开放和半开放植被
小型动物种群的调节

此外，研究的主要发现之一是巨型动物通过增加植被的结构变异性来促进生态系统多样性。

“鉴于环境异质性被称为生物多样性的普遍驱动因素，对植被结构变异性的积极影响尤其值得注意。虽然我们的研究主要着眼于巨型动物在小尺度上的影响，但我们的研究结果表明，即使在景观层面上，它们也能促进生物多样性，“领导这项研究的奥胡斯大学博士生Jonas Trepel说。

大型食草动物通过消耗生物质、破坏木本植物和践踏较小的植物来改变植被结构——这些影响假设取决于动物的体型。鉴于分析的数据集跨越了两个量级的体型（45-4500公斤），研究人员能够具体测试这一重要特征如何塑造大型动物的影响。例如，他们发现，包括大型食草动物在内的巨型动物群落往往对当地植物多样性产生积极影响，而由较小物种（例如<100公斤）组成的群落往往会减少当地植物的多样性。

“大型食草动物可以吃低质量的食物，如树枝和茎，这可能会对优势植物物种产生更大的影响，从而使竞争力较弱的植物在争夺阳光和空间方面有更好的机会，”该研究的资深作者之一埃里克·伦德格伦（Erick Lundgren）解释说。

助理教授伊丽莎白·勒·鲁（Elizabeth le Roux）也是资深作者之一，她补充说：

“这些发现支持了这样一种预期，即许多小型食草动物无法完全弥补少数大型食草动物的损失。

荟萃分析的好处

这项研究是所谓的荟萃分析。这意味着研究人员已经分析了有关该主题的所有可用研究的数据，以找到一般模式。荟萃分析的结论特别强大，因为它们利用了大数据池，并有可能得出超越当地背景的结论。

根据资深作者Jens-Christian Svenning的说法，虽然最近的许多生态学研究已经显示或假设了大型动物在生态系统中的重要性，但这项荟萃分析研究是通过综合来自全球的直接实验和半实验证据来定量评估这些影响的普遍性，这是向前迈出的重要一步。

“这项全球荟萃分析表明，大型食草动物对生态系统及其生物多样性具有重要的一般影响，”Jens-Christian Svenning教授解释说，并继续说道：“重要的是，我们的分析表明，这些影响涉及广泛的生态重要现象，从土壤条件到植被结构再到动植物物种组成，不仅影响它们的一般状态，还影响它们在景观中的变化。

延斯-克里斯蒂安·斯文宁（Jens-Christian Svenning）是奥胡斯大学丹麦国家研究基金会卓越中心新型生物圈生态动力学中心（ECONOVO）的主任。

研究人员是如何得到这些结果的？

297项研究（包括5,990个单独的数据点）的一个关键方面是，研究人员比较了由于已知原因而在巨型动物群落中具有明显差异（即巨型动物存在或不存在）的相邻区域。数据集中的绝大多数研究都是所谓的封闭研究，其中野外场地的某些部分被围起来以防止大型动物进入。通过比较围栏内外的不同地块，研究人员能够评估巨型动物对生态系统的影响。