研究:黃石公園狼群對楊樹恢復的影響因衡量方式被誇大
一項新研究表明,狼群對楊樹恢復的影響被衡量的方式誇大了。 這是一個感覺像寓言的環境成功故事–1990年代中期在黃石國家公園重新引入狼群引發了一連串的影響,並最終恢復了生態系統,其中就包括了楊樹的恢復。但像許多基於生態現實的故事一樣,它比乍一看要複雜得多–根據發表在《Ecology Letters》上的新研究,公園裡的楊樹恢復並不像普遍認為的那樣強勁。
黃石公園的故事是營養級聯的一個教科書式的例子,其中食肉動物通過吃掉或嚇跑吃植物的食草動物來説明植物生長。 當狼被重新引入黃石公園的食物鏈時,它們幫助減少了麋鹿的數量,而麋鹿一直在消耗年輕的楊樹。 以前的研究顯示,隨著麋鹿數量的減少,年輕的楊樹出現了強勁的正增長,這是一個值得歡迎的結果,因為楊樹林在上個世紀已經從黃石公園北部的地貌中消失了。
但來自猶他州立大學野生資源系和生態中心的Elaine Brice和Dan MacNulty以及來自威斯康星大學史蒂文斯點分校地理和地質系的Eric Larsen聯合展開的新研究表明,狼對楊樹恢復的影響被其測量方式誇大了。
以前的研究通過測量一個林分中最高的五棵年輕楊樹來評估黃石公園的楊樹恢復情況。 其理由是,最高的年輕楊樹代表了整個楊樹種群未來恢復的”前沿”指標。 但事實並非如此–根據研究,只對最高的年輕楊樹進行抽樣,估計出的恢復速度明顯快於對林區內所有年輕楊樹的隨機抽樣估計。
Brice指出:「這些是極其複雜的系統,了解它們是一個重大挑戰,因為它們很難正確地取樣。 傳統的取樣方法,即只用最高的年輕楊樹植物來測量生長情況–目前大多數研究都依賴於此–並不能捕捉到整個畫面。 ”
首先,麋鹿對它們所食用的楊樹非常挑剔。 它們傾向於吃與肩同高的植物,因為它們不必為之伸長脖子。 MacNulty表示,隨著年輕楊樹的領導莖(主幹)長過成年麋鹿的肩膀高度,它被吃掉的可能性越來越小,因為它長得更高,”這意味著最高的年輕楊樹生長得更快,因為它們更高,而不是因為狼減少了麋鹿的啃牧。 “這一發現突出了一個複雜的事實,即年輕楊樹的高度既是減少麋鹿流覽的原因,也是其結果。
高大的楊樹仍舊會茁壯成長,因為它們往往有最好的生長條件(陽光、水分、土壤品質)。 僅僅測量最高的幼樹則是淡化了這些跟麋鹿或狼的數量無關的其他因素的作用。 並且僅測量最高的楊樹還忽略了一些年輕的楊樹首先未能再生的情況。
“這就像在計算一支球隊的平均打擊率時,不考慮那個總是被三振出局的球員,”Brice說道。 研究中的隨機抽樣顯示,一些地方沒有楊樹再生,這是最初測量中缺少的一個重要部分。
研究人員們指出,瞭解生態系統如何對大型捕食者種群的變化做出反應對於解決有關食物網結構、決定物種豐度和提供生態系統服務等更廣泛的爭論至關重要。 這項研究表明,對基本取樣原則的偏離會如何扭曲這種理解。 在這種情況下,非隨機抽樣高估了營養級聯的強度,但在其他情況下它可能低估了級聯效應。 他們表,隨機化是為數不多的保護措施之一,以此來防止不可靠的推論和它們可能激發的錯誤的管理決策。
MacNulty表示:「底線是,生態學家必須堅持經典的採樣設計原則如隨機化,進而充分瞭解像黃石公園這樣複雜的野生動物系統中的營養級聯。 ”