探索的重要性：生态系统服务与觅食者适应度的模型预测

《Theoretical Ecology》：The importance of exploration: model predictions for ecosystem services and forager fitness

蜂类三阶段觅食行为模型研究揭示，位点选择方法显著影响作物授粉服务及资源利用率（如野花密度或能量回报优化），而探索行为方式（随机或环形）主要决定采食时间分配和总飞行时长。该模型为解析真实生物觅食位点识别机制提供了理论框架，强调探索行为在生态学中的关键作用。

　　

摘要

觅食地点的恒定性，即反复返回同一觅食地点，是许多物种采用的一种觅食策略，旨在降低不确定性及风险。然而，生物体究竟是如何识别觅食地点的，这一点往往并不清楚。在我们的研究中，我们关注的是这样一个情境：在实际开始采集食物之前，会先有一个独立的探索阶段。在这种情境下，觅食过程包括三个不同的步骤：（1）探索环境（地点生成），（2）选择觅食地点（地点选择），以及（3）通过往返于觅食地点和“基地”之间的多次移动来进行食物采集（资源利用）。这种类型的觅食行为在建模文献中鲜有研究，因此存在两个主要的知识空白。首先，关于生物体是如何执行步骤（1）和（2）的，我们知之甚少；其次，实施方法的选择如何影响步骤（3）的结果，目前也不清楚。典型的结果包括觅食者的能量回报率以及觅食者在环境中的分布情况。我们利用基于代理的模型来研究这两个问题，以大黄蜂作为模型生物，在一个由作物、野花和空地组成的不均匀资源环境中进行觅食。我们测试了两种不同的地点生成方法（随机探索行为和循环探索行为），以及四种不同的地点选择方法（基于与巢穴的距离、当地野花密度或净能量回报率的优化选择），并观察了这些方法对觅食结果的影响。研究发现，地点选择方法对作物授粉服务以及收集到的作物资源比例有显著影响，而地点生成方法则对觅食所花费的时间比例和总旅行时间有较大影响。此外，我们发现一些观察到的模式可以用来推断特定生物体是如何识别觅食地点的。我们的研究结果强调了明确考虑探索行为的重要性，以便更好地理解觅食动态的生态后果。