在一项长期的草地实验中，以昆虫为食的植食性动物增加了植物物种的丰富度

《Journal of Ecology》：Insect herbivores increase plant species richness in a long-term grassland experiment

植物多样性受食草动物影响研究。在堪萨斯长草草原进行12年实验，通过昆虫icide和围栏控制不同食草动物密度（昆虫、小型哺乳动物、兔和鹿），并测试土壤肥力对植物多样性的交互作用。研究发现昆虫啃食显著降低植物物种丰富度，影响持续且强于施肥的负面影响，但小型和大型哺乳动物控制效果不显著。不同功能类群植物对昆虫啃食的响应存在时滞差异，且长期实验对准确评估昆虫影响至关重要。

　　

摘要

1. 了解食草行为如何影响植物多样性是植物群落生态学研究的核心。尽管人们对大型哺乳动物（如牛或野牛）的影响已有较多了解，但对于小型食草动物（如昆虫和小型哺乳动物）对植物多样性的长期影响却鲜有研究。这类研究之所以较少，可能是因为人们认为小型食草动物对植物多样性的影响较小，因为它们每单位体重消耗的植物组织量较少，并且会避免食用坚硬的组织。然而，很少有长期实验在不同生态条件下人为改变小型食草动物的密度并量化其长期影响。
2. 在长达12年的时间里，我们在美国堪萨斯州的高草草原上，利用杀虫剂和围栏人为改变了不同食草动物群体（包括昆虫、小型哺乳动物和大型哺乳动物如兔子和鹿）的密度。我们将食草动物的减少处理与施肥相结合，以测试食草动物的影响是否随土壤肥力变化而变化。我们量化了每种食草动物及其与土壤施肥相互作用对植物物种丰富度的影响。
3. 从实验第五年开始，减少昆虫密度会导致植物物种丰富度持续下降。昆虫的负面影响超过了土壤施肥对物种丰富度的负面影响。减少小型哺乳动物和大型哺乳动物的活动对植物物种丰富度的影响较小。
4. 减少昆虫数量会一致性地降低所有植物物种的丰富度，这种影响在一年生植物和草本植物中表现得更明显（2-4年内），而在多年生植物和禾本科植物中则需要8-9年才能显现。在实验中期，减少小型哺乳动物的数量会导致一年生植物物种丰富度暂时下降3年。
5. 关于食草动物密度减少与土壤施肥对植物物种丰富度之间相互作用的证据较弱。
6. 总结：在缺乏大型食草动物的草原上，长期的昆虫食草行为可以促进植物物种丰富度的增加。昆虫增强植物多样性的作用可能通过间接机制实现，例如缓解光照竞争。食草动物的影响在不同土壤养分和生态系统生产力条件下大体上是一致的，这与大型食草动物的理论预测相反。实验结果的分化所需的时间表明，短期实验往往低估了昆虫对植物群落的影响。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

数据和R Markdown文件可在FigShare数据仓库获取：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.31288036（Russell等人，2026年）。

同行评审

本文的同行评审记录可在https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/1365-2745.70280查看。