一个坚实的基础

读过《劳莱克斯》的人都知道，某些物种是它们生态系统的基础。当truffula树消失的时候，天鹅和酒吧抢劫也消失了。然而，反过来未必如此。

科学家们对生态稳定性越来越感兴趣，尤其是在考虑到气候变化和污染等人类影响的情况下。尽管许多人认为一个生态系统的基础物种的稳定将促进整体的稳定，但迄今为止很少有人将这种影响量化。

加州大学圣巴巴拉分校海洋科学研究所(MSI)的研究人员利用长期的生态数据，在南加州的海藻森林中探索这个问题。他们发现，巨型海带的稳定性与下层海藻和海底无脊椎动物(如海绵)的稳定性之间存在相关性，而且总体生物多样性更高。他们的研究结果发表在《生态学》杂志上。

基础物种塑造了整个环境并定义了一个生态系统。“它们生活的生态系统经常以它们的名字命名，就像牡蛎养殖场、珊瑚礁或红木森林，”MSI的研究生物学家、该论文的合著者之一罗伯特·米勒(Robert Miller)说。它们通常提供生态系统的物理结构或主要的食物来源，因此，对生活在那里的物种有很强的影响。

该研究的第一作者、MSI的博士后研究员托马斯•拉米(Thomas Lamy)表示:“巨型海带等基础物种能够促进提供食物和栖息地的物种的稳定性，这一事实可能看起来微不足道。”“这是关于基础物种的最初定义的一部分——可以追溯到1972年左右——但之前从未进行过测试。”

研究人员仔细研究了圣巴巴拉海峡9个浅海珊瑚礁18年来的生态数据。这些信息包括物种的大小和丰富度、生物多样性和生物量，以及许多其他有用的数据。统计和数学建模使科学家能够揭示数据中的趋势和模式。

为了更好地了解生态系统的动态，研究小组分别考虑了不同的生物群体。“很难将细菌的多样性与鲸鱼的多样性进行比较，”米勒说。在这项研究中，这意味着要分别观察下层藻类和无脊椎动物，这揭示了将这两类动物放在一起时隐藏的细微差别。

“我们发现巨型海藻的稳定性与林下巨藻和海底无脊椎动物的稳定性之间存在着积极的联系，”Lamy说。

因此，巨藻对海带森林有着巨大的影响。“这听起来相当直观，”他承认，“但有时这些是最难测试的想法。正如之前指出的，这需要大量的生态数据。”

幸运的是，研究人员得益于圣巴巴拉海岸长期生态研究项目(SBC LTER)近20年的数据和观测。海洋科学研究所管理着SBC LTER，这是国家科学基金会运营的网站网络的一部分。

米勒说:“这就是LTER项目的优势:它使我们能够研究对生态系统至关重要的长期问题。”

研究小组发现，巨藻对森林稳定性的影响大多是间接的。粗壮的海带增加了物种多样性，反过来又增加了生态系统的稳定性。在之前的一项研究中，该小组发现，生物多样性本身就能增强稳定性。如果不同物种的丰度出现不同步的波动，它们的多样性就会趋于在整体上趋于均衡，从而导致整个生态系统更加稳定。更大的生物多样性意味着更多的物种对这一效应做出了贡献。

米勒说:“如果巨型海藻真的是整个生态系统所依赖的基础物种，这就是我们所期待的。”

Lamy认为，稳定的海带林可以通过促进稳定的补充、平衡有限资源的可得性或在不同的压力下提供避难所来保护更多的物种。该团队计划在未来的工作中研究这些机制。

海带与海带林之间的关系是科学家们特别感兴趣和关心的问题，他们认为海带的稳定性在未来可能会改变。气候变化会带来更多的变暖事件、更大的海浪和更强的风暴，所有这些情况都会给巨型海藻带来压力。了解基础物种的稳定性和生态系统稳定性之间的关系，将有助于我们预测生态系统将如何反应，然后做出相应的反应。