【LorMe周刊】捕食者与猎物的丰富度对生态系统功能有何影响？
作者：宋宇琦，南京农业大学博士在读。主要研究根际原生动物与病原菌及根际有益菌的互作特征。
周刊主要展示LorMe团队成员优秀周报，每周定期为您奉上学术盛宴！本期周刊介绍两种营养级的丰富度是如何影响消费者及猎物的生物量。原文来自于2005年发表在Ecology Letters上的《Species richness changes across two trophic levels simultaneously affect prey and consumer biomass》。
导读
从21世纪开始，研究者们慢慢开始关心微生物群落多样性变化对多营养级食物网产生的影响。一方面因为自然生态系统中均包含多个营养级，另一方面处于更高营养级的物种较更低营养级的物种更易“丢失”，而食物链顶端物种的“丢失”会对生态系统造成严重且持久的影响。
概念模型表明，同时改变两个营养级别多样性的净多样性效应很难预测，因为它们的影响可能是独立的、协同的或对抗的（产生零净效应）。但已有研究表明，生产者和分解者的多样性可以共同影响生产力，指出跨越营养水平效应的潜在重要性。因此本文旨在探讨消费和猎物的生物多样性和生态系统功能之间的关系。
实验假说
1、在没有消费者存在的前提下，增加猎物的丰富度会提高猎物的生物量。
2、更多样化的消费者组合会更有效地利用资源，从而大幅度降低猎物的生物量。
3、更多样化的消费者组合较相对简单的消费者组合导致更高消费者（次级）生产。
4、更多样化的消费者组合可能会影响次级生产力。
实验设计
三种藻类及三种纤毛虫，分别设置单一处理、两两组合处理与全组合处理，共49种组合。
实验结果
在没有消费者存在的情况下，猎物的丰富度对其生物量并没有影响（图1a）；猎物和消费者的生物量与消费者的丰富度显著相关--消费者丰富度会降低猎物生物量（图1b），同时增加消费者生物量（图1c）。这些结果意味着消费者组合对初级和次级生产会产生强烈影响。消费者全组合比单一消费者处理的生物量高出将近8倍（图1d）。
图1 猎物丰富度（PR）与消费者丰富度（CR）对生物量的影响。A、B、C、X、Y、Z分别代表三种消费者（纤毛虫）及三种猎物（藻类）。
对于总生物量来说，猎物和消费者的丰富度之间存在相互作用，三种消费者的差异仅存在于最高级消费者的丰富度（图2a）；六种物种全组合的处理生物量最高（图2b）。
图2 （a）猎物丰富度（PR）和消费者丰富度（CR）相互作用对总生物体积的影响。（b）单一处理和所有六种物种处理之间的总生物量的差异。
消费者混合的处理（无论两种或是三种）均比单一消费者的处理消耗更多的猎物。
图3 （a）消费者丰富度对消费者生物量的净生物多样性效应（平均值±SE）主要受以下因素驱动：（b）PR= 3时的显着选择效应。（c）所有捕食网效应与零显着不同。
综上，我们可以得出：
1、消费者丰富度的改变会显著影响初级生产力及次级生产力；
2、消费者丰富度显著降低了猎物的生物量，但增加了消费者的生物量；
3、当消费者组合多样化时，猎物丰富度与消费者生物量成正相关。
思考
实验室前期的研究结果表明，番茄青枯病能显著影响根际细菌群落中部分类群的相对丰度和组成。本文也向我们介绍了消费者和猎物之间存在丰度与生物量的相关关系，因此探究在病原菌入侵时根际原生动物群落与根际细菌群落的关系，以及在这一过程中根际原生动物群落多样性对植物健康的影响对生防有参考意义。
本文提出消费者丰富度会降低猎物的生物量，因此我们猜测根际原生动物群落多样性高的土壤较低的土壤更能抵御病原菌的入侵。实验室目前在进行这一方面的研究，希望在今后的推送中可以和大家分享我们的成果。
原文：Species richness changesacross two trophic levels simultaneously affect prey and consumer biomass
期刊：EcologyLetters,2005
DOI ：10.1111/j.1461-0248.2005.00765.x
作者：L. Gamfeldt et al
关键词:Biodiversity; consumers; ecosystem functioning; multitrophic; prey; trophiclevel【LorMe周刊】 探究根际的秘密——"世袭霸权"【LorMe周刊】土壤的祖传“遗产”【LorMe周刊】新资源丰富悖论：资源丰富对细菌-噬菌体共进化的影响【LorMe周刊】假单胞菌捕食者：探究噬菌体-宿主的相互作用【LorMe周刊】细菌成功入侵取决于进化差异还是生态差异？
南京农业大学-土壤微生物与生物有机肥料团队
微生态与根际健康实验室
Lab of rhizosphere Micro-ecology
立足国家需求，探索学科交叉，引领国际前沿
开展根际微生态研究、致力于根际健康调控、培养一流创新人才
竞争求发展，合作谋共赢。
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