生产者和消费者资源利用效率对食物网在多重压力下的营养异步性和稳定性的不同影响

《Functional Ecology》：Contrasting effects of producer and consumer resource use efficiency on trophic asynchrony and stability of food web under multiple stressors

多压力因子通过改变浮游生物资源利用效率（RUE）和营养级异步性影响食物网稳定性。实验表明生产者多样性增加可能抑制消费者RUE，而营养级异步性对初级生产者和食物网整体稳定性有积极作用，但对次级消费者社区不利。

　　

摘要

1. 由于多重压力因素导致的全球生物多样性持续丧失，人们开始担忧物种灭绝可能对生态系统的功能性和稳定性产生的影响。人们普遍认为，生物多样性可以通过增强同一营养级内物种之间的异步动态来稳定生态系统。然而，在自然的多营养级生态系统中，不同营养级之间的异步变化（即营养级异步性）可能会增加营养级不匹配，并改变营养级相互作用，从而影响生态系统的稳定性。在多变的环境中，目前尚不清楚不同营养级的生物多样性如何通过改变营养级相互作用（以资源利用效率RUE表示）和营养级异步性来影响食物网的稳定性，这对于进一步了解生物多样性对生态系统稳定性的影响至关重要。
2. 通过一项为期6个月的中观生态系统实验，我们研究了微塑料、富营养化、溶解有机碳和入侵鱼类等多重压力因素如何影响浮游植物（生产者）和浮游动物（消费者）的物种丰富度及RUE（资源利用效率），进而通过改变营养级异步性来影响食物网的时间稳定性。
3. 研究结果表明，多重压力因素可以通过物种丰富度-RUE-营养级异步性这条途径影响生态系统的时间稳定性，突显了多重压力因素对生态系统功能和稳定性的连锁影响。浮游植物和浮游动物物种多样性的增加提高了该营养级的RUE。然而，生产者物种多样性的增加反而降低了消费者的RUE，这可能是由于不可食用生产者物种的增加所致。这表明生产者的生物多样性带来的好处可能会降低更高营养级的功能。此外，浮游动物的RUE增加了营养级异步性，而浮游植物的RUE则降低了营养级异步性。关键的是，营养级异步性稳定了浮游植物和食物网，但却破坏了浮游动物群落的稳定性，这凸显了营养级异步性对不同营养级稳定性的不同影响。
4. 我们的研究表明，在多重压力因素作用下，生产者多样性可能会间接降低消费者的功能和稳定性，这挑战了“更多多样性普遍能稳定生态系统”的简单假设。本研究通过强调在现实环境变化情景下RUE和营养级异步性的中介作用，为生物多样性-生态系统稳定性关系提供了新的见解。

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利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文所述的研究工作。

数据可用性声明

数据可从Dryad数字存储库获取：https://doi.org/10.5061/dryad.hx3ffbgtc（Cheng等人，2026年）。