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鸟类和哺乳动物的生物多样性丧失如何影响植物适应人类引起的气候变暖的机会

摘要: 在首批此类研究中,研究人员衡量了鸟类和哺乳动物的生物多样性丧失将如何影响植物适应人类引起的气候变暖的机会。一半以上的植物物种依靠动物来散播它们的种子。在上周《科学》杂志封面的一项研究中, ...
鸟类和哺乳动物的生物多样性丧失如何影响植物适应人类引起的气候变暖的机会
鸟类和哺乳动物的生物多样性丧失如何影响植物适应人类引起的气候变暖的机会






在首批此类研究中,研究人员衡量了鸟类和哺乳动物的生物多样性丧失将如何影响植物适应人类引起的气候变暖的机会。一半以上的植物物种依靠动物来散播它们的种子。在上周《科学》杂志封面的一项研究中,美国和丹麦的研究人员表明,由于帮助这些植物适应环境变化的哺乳动物和鸟类生物多样性的丧失,动物散播植物跟上气候变化的能力已经减少了60%。

来自莱斯大学、马里兰大学、爱荷华州立大学和奥胡斯大学的研究人员利用机器学习和来自数千项实地研究的数据,绘制了全世界散播种子的鸟类和哺乳动物的贡献。为了了解衰退的严重性,研究人员将今天的种子传播图与显示没有人类造成的灭绝或物种范围限制的情况下的传播图进行比较。

该研究的第一作者、莱斯大学生态学家Evan Fricke说:“有些植物活了几百年,它们唯一的移动机会是在它们作为种子在景观中移动的那段短暂时期。”

随着气候的变化,许多植物物种必须迁移到更适合的环境。如果有太少的动物把它们的种子移到足够远的地方以跟上变化的条件,那么依赖种子散播者的植物可能会面临灭绝。

他说:“如果没有动物来吃它们的果实或运走它们的坚果,那么动物散布的植物就不会移动得很远。”

Fricke说,人们在经济上和生态上依赖的许多植物都依赖于散播种子的鸟类和哺乳动物,他在马里兰大学国家社会环境综合中心(SESYNC)的博士后奖学金期间与共同作者Alejandro Ordonez和奥胡斯的Jens-Christian Svenning以及爱荷华州的Haldre Rogers合作进行了这项研究。

Fricke说,这项研究是第一个量化全球种子传播问题的规模和受影响最严重的地区。作者使用从世界各地的实地研究中综合出来的数据来训练种子传播的机器学习模型,然后用训练好的模型来估计由动物减少造成的气候追踪传播的损失。

他说,对种子传播损失进行估算需要两项重大的技术进步。Fricke说:“首先,我们需要一种方法来预测世界上任何地点的植物和动物之间发生的种子散播互动。”

研究人员对来自400多个实地研究的物种互动网络数据进行建模,发现他们可以使用植物和动物的特征数据来准确预测植物和种子传播者之间的互动。

他说:“其次,我们需要模拟每一种植物-动物的相互作用实际上如何影响种子的传播。例如,当动物吃水果时,它可能会破坏种子,也可能将种子散布到几米外或几公里外。”

研究人员使用了来自数千项研究的数据,这些数据涉及特定种类的鸟类和哺乳动物散布多少种子,它们散布多远以及这些种子的发芽情况。

美国国家科学基金会(NSF)生物科学局的项目主任Doug Levey说:“除了唤醒动物物种的减少极大地限制了植物适应气候变化的能力之外,这项研究还展示了应用于巨大的、公开可用的数据的复杂分析的力量。”

该研究显示,在北美、欧洲、南美和澳大利亚的温带地区,种子散播的损失尤其严重。如果濒危物种灭绝,南美、非洲和东南亚的热带地区将受到最大影响。

Fricke说:“我们发现气候追踪的种子传播下降了95%的地区,尽管他们只失去了百分之几的哺乳动物和鸟类物种。”

Fricke表示,种子散播者的减少突出了气候和生物多样性危机的一个重要交叉点。他说:“散播种子的动物的生物多样性是植物的气候复原力的关键,这包括它们继续储存碳和养活人类的能力。”

Fricke说,为改善自然栖息地的连通性而进行的生态系统恢复可以抵消种子散播的一些下降。

该研究的高级作者、奥胡斯大学生物多样性动态中心的教授兼主任Svenning说:“大型哺乳动物和鸟类作为长距离的种子传播者特别重要,并且已经从自然生态系统中广泛流失。这项研究强调了恢复动物群落的必要性,以确保在面对快速气候变化时的有效传播。”

Fricke说:“当我们从生态系统中失去哺乳动物和鸟类时,我们不仅仅是失去物种。灭绝和栖息地的丧失损害了复杂的生态网络。这项研究表明,动物的减少会破坏生态网络,威胁到人们所依赖的整个生态系统的气候复原力。”

NSF的Levey说:“通过SESYNC和NSF的其他投资,我们正在使生态学家能够预测当植物的分散者‘队友’退出时,植物会发生什么,就像我们预测体育比赛的结果一样。”

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2022-6-22 13:47
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