Основные факторы глобальных экологических изменений (обогащение CO2, осаждение азота, климат, вторжения биотических организмов и землепользование) вызывают вымирание и изменяют распределение видов, и последние данные показывают, что они оказывают повсеместное воздействие на различные антагонистические и взаимозависимые взаимодействия между видами.
В данном обзоре мы обобщаем данные 688 опубликованных исследований, чтобы показать, что эти факторы часто изменяют конкурентные отношения между растениями и животными, оказывают мультитрофическое воздействие на пищевую сеть, усиливают интенсивность патогенной инфекции, ослабляют взаимные связи с растениями и усиливают травоядное воздействие на хищников, одновременно оказывая различное воздействие.
Периодически делается вывод о том, что существуют значительные различия между исследованиями как по величине, так и по направлению воздействия какого-либо конкретного драйвера ГЭК на любой данный тип биотического взаимодействия.
Кроме того, мы показываем, что эффекты более высокого порядка среди множества факторов, действующих одновременно, создают трудности в прогнозировании будущих мер реагирования на глобальные экологические изменения и что экстраполяция этих сложных воздействий на целые сети взаимодействия видов приводит к непредвиденным последствиям для экосистем.
Наконец, мы приходим к выводу, что для надежного прогнозирования воздействия КБИ на общественные и экосистемные процессы самой большой задачей будет определение того, каким образом биотический и абиотический контекст изменяет направление и величину воздействия КБИ на биотические взаимодействия.
Мир и его экосистемы претерпевают быстрые изменения.
Экологическое воздействие основных движущих сил глобальных экологических изменений - повышение уровня СО2 в атмосфере и связанные с этим климатические изменения, выпадение антропогенно фиксированного азота, потеря и фрагментация естественных сред обитания и вторжение биотики - будут, по прогнозам, приобретать все большее значение по мере увеличения масштабов эксплуатации человеком окружающей среды в краткосрочной перспективе.
Несмотря на большое количество исследований, демонстрирующих влияние на численность популяции, состав сообществ и физиологию организма, может привести к менее очевидным изменениям в сетях, состоящих из взаимодействия между видами.
Тем не менее, сложные сети биотических взаимодействий, такие как хищничество, паразитизм и опыление, играют важную роль в поддержании биоразнообразия, посредничестве экосистемных реакций на GEC и стабильности тех экосистемных услуг, от которых зависит благосостояние человека.
Отсутствие исследований влияния ГЭК на биотические взаимодействия в прошлом, вероятно, связано с трудностями количественной оценки изменений в взаимодействиях по сравнению с изменениями в биоразнообразии.
Тем не менее, взаимодействия могут быть более восприимчивы к ГЭК, поскольку они чувствительны к фенологии, поведению, физиологии и относительному изобилию различных видов.
Наша цель в настоящем обзоре заключается в объединении различных поддисциплин в области экологии населения, общества и глобального изменения, которые традиционно сосредоточены отдельно на конкретных движущих факторах GEC, таких как изменение климата, или на конкретных взаимодействиях, таких как опыление с помощью животных.
Хотя в нескольких обзорных статьях рассматривается вопрос о том, как конкретные факторы глобальных изменений могут влиять на биологические сообщества, и открыто признается, что биотические взаимодействия могут быть в высшей степени чувствительны к глобальным изменениям, в данном обзоре больше внимания уделяется определению того, в какой степени влияние факторов глобальных изменений на биотические взаимодействия может быть обобщено по широкому спектру типов взаимодействия и между всеми факторами глобальных изменений.
Для достижения этой цели мы синтезируем общие тенденции в воздействии на более чем 1000 биотических взаимодействий на основе 688 отдельных опубликованных исследований.
Мы подчеркиваем, что эти исследования весьма неоднородны и что для каждого фактора глобальных изменений они включают в себя широкий круг организмов и типов экосистем.
Таким образом, мы сосредоточимся на общем количестве взаимодействий в наборе данных, которые показывают положительную, отрицательную или нейтральную реакцию на силу или частоту взаимодействия.
Концептуально это тот же подход, что и недавно принятый Ives & Carpenter при работе с аналогичным набором разнородных данных (по соотношению разнообразие-стабильность), поскольку, как они отмечают, "было бы неразумно проводить мета-анализ (по такому набору данных), чтобы попытаться сделать общие выводы".
Посредством поиска литературы мы показываем, что пять, которые водители регулярно вызывают:
(ii) мультитрофические эффекты в почвенной пищевой сети, которые могут влиять на различные таксоны, трофические уровни и темпы экосистемных процессов в зависимости от экологического контекста;
(iii) сдвиги в относительном преобладании сосуществующих таксонов растений и животных;
(iv) увеличение или уменьшение интенсивности естественного нападения противника на растительных и животных;
(v) увеличение частоты и интенсивности воздействия растительных и животных;
(v) рост интенсивности воздействия на растительность; и (iii) изменение в зависимости от условий существования растений.
Как бы то ни было, для каждого драйвера мы находим большие различия между исследованиями и системами. Частично это может быть вызвано часто наблюдаемыми более высокими последствиями для порядка среди множества водителей ГЭК, когда последствия одного водителя могут усугубляться или смягчаться другим водителем.
Мы обсудим эту возможность, а затем остановимся на результатах недавней работы по созданию комплексных сетей взаимодействия для интерпретации реакции сообщества и экосистем на глобальные изменения.
Наконец, мы оцениваем области новых исследований, которые могут помочь лучше предсказать будущие последствия GEC для биотических взаимодействий, а также способствовать определению приоритетов природоохранной деятельности.
Потеря биоразнообразия часто упоминается в качестве одной из форм ГЭК, но поскольку она может влиять на биотические взаимодействия и реагировать на них, а также поскольку воздействие разнообразия на экосистемные процессы и взаимодействие видов недавно было подробно рассмотрено, мы не включаем потерю биоразнообразия в число пяти факторов глобальных изменений.
