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未来气候变化可能会破坏捕食者与植物性食物之间的平衡

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研究人员能够预测2070年气候情景下全球范围内捕食压力的重新分布。一般来说,我们发现,到2070年,捕食压力可能会受到温度变化的显着影响,但可能不受降水变化的影响,罗梅罗说。

然而,伴随着持续气候变化的气候不稳定性增加,特别是在热带地区,将导致热带地区捕食压力的整体下降。相反,一些温带地区的捕食压力会上升。

热带地区捕食压力下降可能会影响热带作物产量,反过来,由于气候变化已经更加脆弱的地区生物控制效率降低,这种影响会增加粮食安全风险。

根据Romero的研究,模型显示捕食数据最好用温度变化来解释。

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在之前的研究中,研究人员测量了人工毛虫上的叮咬或其他觅食标记,表明生态系统的纬度越高(从赤道到温带和极地),食草动物捕食的概率就越低。

温度不稳定而不是温度升高会降低捕食压力,他说。这种影响将在热带地区加剧,预计气候变得更加不稳定。

此外,这是第一次有人利用小生境模型来研究生物相互作用,因为这种方法是为了预测物种分布而开发的。

赤道地区的捕食压力将下降,这是生物多样性最丰富的生态系统所在地,包括赤道非洲,东南亚,热带南美洲,中美洲和加勒比地区。

这项新研究基于先前研究收集的数据,该研究于2017年发表在科学杂志上,由罗斯林领导。

根据发表在自然气候变化(Nature Climate
Change)上的一项研究,未来气候变化可能会破坏捕食者与植物性食物之间的平衡。

橡皮泥毛虫粘在植物未受损的叶子的上侧,最多高度为1米。基于他们对由牙齿,喙,拉杜拉或下颌骨制成的捕食者攻击标记的分析并保存在造型粘土中,研究人员确定了六种捕食者群体的攻击:鸟类,蜥蜴,哺乳动物,节肢动物和腹足类动物(蜗牛或slu))。

预测压力将受到2070年预测的温度升高和温度变化的影响,即某些生态系统中温度急剧上升和降低的现象。

接下来,他们使用结构方程模型方法来确定绝对纬度,海拔和潜在的当地气候(包括降水和温度)对捕食压力的直接和间接影响的相对重要性。

该研究描述了这种破坏的原因,并表明它可以通过将来会改变的气候成分来解释,特别是温度,坎皮纳斯大学生物学研究所(IB-UNICAMP)教授Gustavo
Quevedo Romero说。巴西圣保罗州,该文章的主要作者。

最重要的后果很简单。如果目前的气候影响当前的捕食压力,那么我们可以预期气候变化会导致捕食压力的变化。气候变化不仅反映了物种分布的变化,而且反映了相互作用的变化。物种,罗梅罗说。

未来预测

在科学文章中,作者证实了这样一个假设,即生物相互作用强度朝向赤道增加并向极点减少。在现在发表在自然气候变化的研究中,他们将毛虫捕食和位置数据与现在和未来的生物气候数据进行了比较,这些数据基于预测二氧化碳排放导致的气候变化的几种气候模型。

据我所知,所有关于全球气候变化在生物相互作用方面的作用的研究都是理论性的。我们的研究首次在全球范围内研究生物相互作用与气候变化之间的联系。实证数据,罗梅罗说。

该网络的一个基本部分在于食物链的平衡,它将捕食者与食草动物联系起来,并对我们星球上的植物生产进行管理。

对于食草动物,杂食动物,食肉动物,食虫动物,食果动物,清道夫和分解者,地球的生态系统在植物,动物,昆虫,真菌和微生物之间广泛的相互作用中发挥作用。

该研究得到了圣保罗研究基金会 –
FAPESP和巴西政府通过国家科学和技术发展委员会(CNPq)和巴西创新机构(FINEP)的支持。

研究结果表明,随着气温升高,从北美到亚洲的温带地区,捕食压力将会适度增强。在斯堪的纳维亚半岛,节肢动物的捕食压力增加最大。

气候调整

例如,热带地区的许多有机农民依赖于作物害虫天敌的生物控制,预计的气候变化可能会削弱捕食者控制这些害虫的效果。

这种物种相互作用力量的重组可能对陆地生态系统及其提供的生态系统服务产生灾难性后果,例如生物控制和养分循环,罗梅罗说。

研究人员测量了由绿色橡皮泥制成的2,879只模型毛虫的捕食风险,并在全球31个地点沿着从南纬30.4(南巴西南部和南澳中部平行跨越南里奥格兰德州)到74.3的纬度梯度进行监测。
北(横跨加拿大北极,格陵兰和西伯利亚的最北部)。31个地点的海拔梯度范围从0(丹麦)到海拔2,100米(厄瓜多尔)。相比之下,值得注意的是墨西哥城海拔2,240米。

在这项新研究中,作者从WorldClim
2中提取了一组生物气候变量,这是一个由19个生物气候变量组成的数据库,全球应用于1平方公里的分辨率网格。

该研究的结论是,气候变化可以重新分配捕食者和猎物物种之间生态相互作用的强度。结果表明,较高的温度和较稳定的气候以及较少的季节变化导致更强烈的捕食压力。

Romero的共同作者是圣保罗州立大学生物科学研究所(IB-UNESP)的生物学家Thadeu
Sobral-Souza,以及位于乌普萨拉的瑞典农业科学大学和芬兰赫尔辛基大学的生态学家Tomas
Roslin,ThiagoGonalves-Souza伯南布哥州农村联邦大学,里约热内卢联邦大学的尼古拉斯马里诺,英国伦敦玛丽皇后学院的Pavel
Kratina,以及瑞士苏黎世联邦理工学院的William Petry。

巴西和哥伦比亚将受到特别影响。巴西可能是受影响最大的国家,因为它在热带地区的位置和亚马逊热带雨林的广阔地位。

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