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▲研究者花费超过十年的时间来记录所遇见的鱼类和水母种类的种群变化。
日本东京大学和龙谷大学的科学家们合作完成了一项横跨12年的研究。他们在日本舞鹤湾（Maizuru Bay）发展了一项计算自然生态群落波动稳定性的方法。近日发表在《自然》杂志上的这一研究结果给生态和种群研究提供了深刻见解和新的方法。
生物群落如何维持是生态学中的一大科学问题。现有的研究认为群落稳定性受物种多样性和种间相互作用的影响，然而这些观点几乎还没有在自然生态系统中得到过检验。
“此前的研究主要关注如‘出生-死亡过程’这类的问题，例如捕食者捕食猎物时，而且多是在受控的环境中进行研究，”该研究的主要作者Masayuki Ushio认为，“即使如此，测定自然界中众多物种间快速变化的相互作用也是一项挑战。”
一个关键原因是，自然生态系统并非呈现典型的平衡动态，所以最可行的方法是在一个特殊的地方持续不断地记录物种的变化。
▲箭头所指示的种间关系是在收敛交叉映射结果的基础上被分配的。蓝色和红色分别代表负和正向作用，对12年平均值采用S-图法进行计算。
幸运的是，野外科学教育与研究中心的Reiji Masuda已经在舞鹤湾开展着类似的研究。12年间，他每隔2个星期就潜入水中记录所有他遇见的鱼类和水母种群。并与Masayuki Ushio和Michio Kondoh合作构建了追踪物种间相互作用关系的模型。
这个模型依据时间序列分析工具来给舞鹤湾的数据集搭建经验动态模型（empirical dynamic modeling，EDM）。EDM用来对自然生态系统的波动进行动态分析，而不设置任何定义方程。这使得分析生态系统动态稳定的方法得到进一步的发展。
他们发现的是一个相互作用的复杂网络，其中的生物对彼此都有正面或负面的影响，更重要的是，网络中的短期改变能够影响整个群落的动态。
Ushio说：“我们甚至可以看到，多样性、物种相互作用和稳定性本身自始至终都在波动。这表明，这些特性对于理解自然生态系统功能背后的机制至关重要。”
“这是迄今为止对在自然界中生态系统究竟能发生多大的变化的最全面的研究之一，”该团队的领导者Michio Kondoh总结道。“，“我很惊讶，通常被认为是恒定的群落稳定性，实际上是随着时间的推移而变化的。生态群落的稳健性取决于时间和季节。”
科界原创
编译：张明 审稿：阿淼 编辑：张梦
来源：https://scitechdaily.com/university-scientists-track-dynamic-changes-in-marine-life/
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