食物網(wǎng)刻畫了物種間通過捕食而形成的復雜網(wǎng)絡關(guān)系。闡明食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,既是生態(tài)學的基本理論問題,也是預測全球變化背景下生態(tài)系統(tǒng)響應的重要依據(jù)。早期關(guān)于食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能的研究往往是分離的,或是基于食物鏈等的簡單網(wǎng)絡模型,而近期研究基于復雜食物網(wǎng)模型取得了重要理論進展。本文綜述了食物網(wǎng)研究的理論方法和近期進展,特別介紹了復雜食物網(wǎng)中的結(jié)構(gòu)、多樣性和功能的度量指標、結(jié)構(gòu)–多樣性–功能之間的關(guān)系以及全球變化對食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能的影響。本文最后對未來的一些研究方向進行了展望,包括與功能性狀和化學計量學的整合、食物網(wǎng)與其他網(wǎng)絡類型的整合以及拓展食物網(wǎng)研究的空間和時間尺度。

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【部分圖文】：

圖2食物網(wǎng)中的生物多樣性(a)和功能(b)。在食物網(wǎng)中,生物多樣性可通過水平多樣性(如同一營養(yǎng)級內(nèi)的物種數(shù))和垂直多樣性(如食物網(wǎng)的最高營養(yǎng)級)度量,功能可通過營養(yǎng)級或物種之間的能量流、植物或動物的總代謝量和生物量刻畫。其中,非生物資源與植物群落(綠色框)之間的能量流表征了初級生產(chǎn)力,植物與動物群落(藍色框)之間的能量流表征了次級生產(chǎn)力。修改自Wang&Brose(2018)和Schneider等(2016)。

此外,Duffy等(2007)提出也可基于連接數(shù)來定義水平和垂直多樣性,即水平生態(tài)位幅度(horizontalnichebreadth)和垂直生態(tài)位幅度(verticalnichebreadth)。具體地,水平生態(tài)位幅度由捕食者的廣食性刻畫,即捕食者的總獵物種數(shù);垂直生態(tài)....

圖1復雜食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、多樣性與功能間的關(guān)系。食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)可影響物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的維持,多樣性也對功能起重要作用。全球變化可通過改變個體大小、種群動態(tài)、種間作用等影響食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)、多樣性與功能。背景食物網(wǎng)來自http://www.foodwebs.org/。

在物種水平上,可以定義物種的連接度(degree,即與該物種具有捕食關(guān)系的所有捕食者和獵物的物種數(shù))、廣食性(generality,即該物種的所有獵物種數(shù))、脆弱性(vulnerability,即該物種的所有捕食者種數(shù))等。對于食物網(wǎng)中的物種來說,一個核心概念是物種的營養(yǎng)級(tr....

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