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蝉的周期性大量出现扰乱了食物网,增加了北美东部林木的损害

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

一项对 2021 年 “Brood X 出现的蝉” 的影响进行量化分析的研究表明,北美东部林木中周期性大规模出现的蝉可 “重新连接” 林木中的食物网,并引发一连串的可在整个食物链中传播的生态影响。研究发现,当食虫鸟类拥有丰富的蝉类猎物时并因而将其注意力从通常的食物——食叶毛毛虫上转移开时,毛毛虫就会更多地吃橡树苗的叶子,从而令昆虫对该类叶子的损害加倍。作者说:“虽然之前的研究已经记录了直接消耗脉冲性变化食源会造成强烈生态冲击,但我们的结果凸显的是需要考虑在脉冲性变化期间逃脱被捕食的生物体所带来的外加影响。”每隔 13 到 17 年,北美东部的林木土壤中就会同时出现数十亿只蝉。尽管美国东部蝉的周期性出现是自然界最大、最引人注目的生物量脉冲变化现象之一,但人们对这些事件的生态后果尚未完全了解。为了更好地了解周期性出现的蝉会如何影响营养动态,通过将对 2021 年鸟类觅食的现场观察和Brood X 事件之前、期间和之后几年的基于树木的实验相结合,Zoe Getman-Pickering 和同事对“2021 年 Brood X ” 蝉的影响进行了量化分析。 据 Getman-Pickering 等人报告,蝉的出现导致了整个社区范围内鸟类捕食行为的变化;他们发现,在研究区域内的 82 种鸟会适时地改变它们的觅食方式:它们将新出现的蝉纳入其食谱。这一转变导致鸟类对以橡树为食的森林毛毛虫的捕食明显减少,这些毛毛虫平时会在一年中被食虫鸟类大量捕食。据研究结果披露,鸟类对毛毛虫捕食的减少导致毛毛虫密度和橡树幼苗的虫食率在蝉大量出现之年翻倍。综上所述,研究结果表明,由蝉驱动的鸟类觅食习惯的转变导致了一连串的影响了多个营养层级并增加了植物损害的反应。John Parker在相关的《视角》中写道:“一般而言,脉冲性变化事件(包括昆虫数的暴增和热浪等极端气候)都是有用的教学机会,因为它们可以揭示生态系统对长期压力因子的反应。”


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