一头名为Loxodonta africana的大象在稀树草原的高草丛中向空中扔土。作者:uux.cn/杰弗里·t·克尔比

（神秘的地球uux.cn）据奥胡斯大学：数百万年来，各种大型食草动物或巨型动物影响着陆地生态系统。其中包括欧洲的大象、澳大利亚的巨型袋熊和南美洲的地树懒。然而，随着人类在世界范围内的扩张，这些动物经历了一波灭绝，导致生态系统发生了戏剧性的但仍未完全理解的变化。即使是这些物种灭绝的幸存者也出现了强烈的衰退，许多物种目前正面临灭绝的威胁。

虽然有许多关于大型动物影响的案例研究和理论，但缺乏定量综合其影响并建立普遍性的正式尝试。

由奥胡斯大学和哥廷根大学的研究人员领导的一个国际团队进行的一项新研究发表在《自然·生态与进化》上，该研究收集了大量个案研究并分析了研究结果。他们表明，大型动物有各种各样的普遍影响——这些影响可能是当今大多数生态系统所缺失的。

大型动物对生态系统的影响

大型野生食草动物的已确定的一般影响包括土壤和植物养分的变化、开放和半开放植被的推广以及小型动物种群的调节。

此外，研究的一个关键发现是，巨型动物通过增加植被的结构可变性来促进生态系统多样性。

“鉴于环境异质性被认为是生物多样性的普遍驱动因素，对植被结构可变性的积极影响尤其值得注意。领导这项研究的奥胡斯大学博士生乔纳斯·特雷佩尔说:“虽然我们的研究主要着眼于小型巨型动物的影响，但我们的发现表明，它们甚至在景观层面上促进了生物多样性。”

大型食草动物通过消耗生物质、破坏木本植物和践踏较小的植物来改变植被结构——这些影响被假设取决于动物的身体大小。鉴于分析的数据集跨越了两种体型（45-4500公斤），研究人员能够具体测试这一重要特征如何影响大型动物的影响。

例如，他们发现包括大型食草动物的巨型动物群落往往对当地植物多样性有积极影响，而由较小物种（例如《100千克）组成的群落往往会降低当地植物多样性。

该研究的资深作者之一埃里克·伦德格伦解释说:“大型食草动物可以吃树枝和茎等质量较低的食物，这可能会对优势植物物种造成相应的更大影响，从而使竞争力较低的植物在争夺阳光和空间时更有胜算。”

助理教授伊丽莎白·勒鲁也是资深作者之一，她补充说:“这些发现支持了许多小型食草动物无法完全弥补少数大型食草动物损失的预期。”

荟萃分析的好处

这项研究是所谓的元分析。这意味着研究人员分析了关于该主题的所有可用研究的数据，以找到一般模式。元分析的结论尤其强大，因为它们利用大数据池，使得出超越当地背景的结论成为可能。

资深作者延斯-克里斯蒂安·斯文宁（Jens-Christian Svenning）表示，尽管最近的许多生态学研究都表明或假设了大型动物在生态系统中的重要性，但这项元分析研究通过综合全球各地的直接实验和半实验证据来定量评估这些影响的普遍性，向前迈出了重要一步。

“这项全球荟萃分析表明，大型食草动物对生态系统及其生物多样性具有重要的总体影响，”斯文宁解释说。“重要的是，我们的分析表明，这些影响跨越了广泛的生态重要现象，从土壤条件到植被结构再到植物和动物物种组成，不仅影响了它们的总体状态，还影响了它们在景观中的变化。”

斯文宁是丹麦奥胡斯大学国家研究基金会卓越中心“新生物圈生态动力学中心”的主任。

这297项研究（包括5990个体数据点）的一个关键方面是，研究人员比较了由于已知原因而在巨型动物群落中存在明显差异（即巨型动物存在或不存在）的相邻区域。数据集中的绝大多数研究是所谓的围蔽研究，即野外场地的某些部分被围起来以防止大型动物进入。通过比较围栏内外的不同地块，研究人员能够评估巨型动物以何种方式影响生态系统。

生态系统生物多样性在应对全球变化中的重要性

大型食草动物对生态系统功能的普遍重要性已得到确认，这意味着由于野生大型动物的损失，重要功能正在消失。这可能会影响自然保护和生态系统恢复的方法。

“今天的大多数保护区都缺少大型动物——因此也缺少一系列重要的功能。因此，即使我们认为是原始生态系统的地区也可能不像我们想象的那样自然。特雷佩尔说:“重新引入大型动物可能是使这些地区变得更有活力并适应干扰的一个关键途径。”

他继续说，“通过增加生态系统中的结构可变性，大型动物可以提供避难所，例如在极端天气事件期间，但也为其他物种开辟了更多可用的生态位。这可以防止一个或几个物种占据主导地位，并允许具有相似生态属性的物种共存——这反过来会使生态系统更具弹性。最终，这可能有助于他们应对全球变化的后果。”

鉴于大型动物对生态系统及其生物多样性的重要作用，研究人员得出结论认为，不仅要保护仅存的少数巨型动物物种，而且要重建巨型动物种群，作为恢复努力的一部分，以实现地球生物圈的积极成果，尤其是在日益前所未有的全球环境条件下。