作者：张健

编辑：小柒

在人类社会中，“多元化”可以算得上是一个典型特征了。来自不同岗位和职级的人各自分工，让整个城市得以快速和高效的运转。

而在远离城市的自然界其实也存在相似的规律——多种多样动物、植物、微生物们“各司其职”，对于维护 整个生态系统产生着重要作用。往往生物多样性越强，生态系统也会愈加稳定。

近些年，很多地方都开始重视生态环境保护、退耕还林，让一座座青山回到人们的视野。然而，现在有不少自然保护地都出现了这样的景象：保护地内频频出镜的，往往是野猪等杂食或草食动物，却极少能发现豺狼虎豹等大型食肉动物的踪迹。

虽然野猪等食草动物的数量越来越多，也能说明人们的保护措施和管理手段起到了一些成效，但从保护地当地的生物多样性来说，却并没有得到改善。长此以往，会不会出现新的问题呢？

要回答这个问题，就不得不提一下“狼与美国黄石国家公园”这个教科书级的经典 例子了——20世纪初，由于来自美国西部畜牧业的压力，美国国家公园管理局开展了一项捕食者控制计划，导致在黄石公园中原本存在的狼群在1926年完全消失。

狼与黄石公园。图片来源：cdn.c.photoshelter

狼群的消失导致美洲赤鹿数目激增，这些鹿群吃光了公园内的草木，又进一步导致其它很多动植物种群的减少。 直到20世纪90年代中期，黄石公园先后重新引入30多只狼，限制了鹿的进食和繁殖，黄石生态的整体面貌才得以改善，造就了如今黄石公园丰富的生物多样性。

狼的重新引入促进了黄石公园高的生物多样性（左图是“1995年之前没有狼的黄石公园”，右图是“1995年狼重新引入黄石公园后的景象”）。图片来源：美国国家地理杂志2010年第3期。

虽然有案例在先，但生态学家们对于如何保护生物多样性仍有着明显的分歧：有很多生态学家认为， 只要保护好处于食物链底端的“生产者” ——各种绿色植物，就能够保护生物多样性，实现从“草——食草动物——食肉动物”的上行控制。

但另一些生态学家持相反观点，他们认为 仅仅靠保护植物和植被是不够的， 我们希望看到的“物种丰富”的生态系统并不一定会随之形成， 食物链顶端的物种可能也起着决定作用（即下行控制）。  此外，气候变化等外界环境因素，可能也会对生物多样性产生一系列影响。

一些生态学家认为，由狼及草的“下行控制”为我们维护着这个多姿多彩的世界。图片来源：参考文献[1]

那么，在生物多样性这件事儿上，究竟是“草”更重要，还是“狼”更重要？不同营养级联的互作关系，以及种种环境因素对生物多样性保护有什么潜在的影响呢？

由于以往很多研究工作都集中在较小的空间范围内，考虑的因素也不够全面，可能存在代表性不足的情况。还需要有大范围的、全球性的调查研究来进一步解析不同层级物种对生物多样性起到的作用。

而就在最近，来自华东师范大学生物多样性与生态信息学研究组、丹麦奥胡斯大学、美国伊利诺伊州立博物馆、加拿大阿尔伯塔大学的生态学研究人员共同合作对这一问题进行了深入研究。

他们整合了全球范围内的植物多样性、哺乳动物多样性和鸟类多样性数据，并结合气候、地形、人类干扰等环境因子， 首次对上行级联（“草控制羊，羊控制狼”）和下行级联（“狼吃羊，羊吃草”）对全球生物多样性格局的重要性进行了评估。 这一结果发表在2018年7月的《英国皇家学会会刊B：生物科学》杂志上 [2] 。

全球尺度上对食肉动物、食草动物和植物多样性关系的分析。红线代表下行控制效应，红线旁边的数字越大表明下行控制更强（如：食肉动物对于食草动物的控制更强）；绿线代表上行控制效应，旁边的数字越大表明下行控制更强（如：植物对食草动物的影响更强）。

本次研究的结果表明， 营养级联对物种丰富度的影响比外在环境因素更为重要。 尤其是草食哺乳动物和植物之间存在强烈的自上而下的相互作用，而食草动物和食肉动物之间存在中等到强烈的上行或下行相互作用。这两种控制方式共同影响着目前全球生物多样性分布。

此外，当研究人员进一步地将全球性研究划分为不同的地理区域再进行统计，也发现了趋于一致的规律。与此同时，人类作为处在食物链顶端的“超级捕食者”，也对很多区域的生物多样性分布产生了重要的影响。

这些研究结果对我们的生物多样性保护和管理提供了重要的科学证据。提醒我们在自然保护地建立和管理的过程中，不能简单地认为我们只要保护好了植物（尽管这方面我们也还没做好），其它的动物类群就会自然而然的恢复。

我们应该从整个生物链角度出发，关注整个食物链网络的生物多样性，尤其增加对食物链顶端的大型食肉动物的保护力度，才会建立起更加完整的生态系统，改善保护区中“野猪称霸”的现状。

一组生物多样性的随拍（浙江西天目山）。丰富的生物多样性构成了地球生命的基础，也为人类提供了探索的宝库。摄影： Zac MacDonald

作者名片

排版：小爽

题图来源：wikipedia

论文原文地址：

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/285/1883/20180949

参考文献：

1. Hairston NG, Smith FE, Slobodkin LB. 1960. Community structure, population control and competition. The American Naturalist 94: 421-425.

2. Zhang J, Qian H, Girardello M, et al. Trophic interactions among vertebrate guilds and plants shape global patterns in species diversity[J]. Proc. R. Soc. B, 2018, 285(1883): 20180949.