一个多世纪以来，营养级之间的能量转移效率一直被认为是生物量在生态系统中分布的关键决定因素。通过短食物链进行更有效的能量转移可以提高上层营养级的现存生物量；而通过长食物链的低效能量传递则可以解释为什么生态系统中顶端捕食者生物量相对较低。
因此，了解温度升高如何改变食物链能量传递效率，对于预测生态系统结构和功能如何应对全球变暖，以及评估重要顶级捕食者面临的风险至关重要。
几项研究表明，高温会降低碳利用效率或增加个体的生长成本，最近的理论表明，更高的生长成本会降低通过食物链的能量转移效率。这些研究间接推断出不同系统中能量传递效率的下降可能与温度升高密切相关。
室外静水围隔系统：20个1m3的人工池塘，其中一半池塘比环境温度高出4°C。
池塘对区域物种库的自然扩散和定植是长期开放的，拥有完善、多样化的群落。
经历了七年的变暖之后，进行了一项15N同位素示踪实验，将微量（980μmol）15N标记的硝酸钾（K15NO3）添加到16个池塘中。追踪氮随时间的掺入，不会因人为添加导致浮游植物水华而扰乱系统。
示踪剂的动力学（即掺入到峰值并在峰值后衰减）是由吸收率ka和消除率ke(d-1)间的平衡引起的。
浮游植物、浮游动物总生物量在暖池中也更低。
经过七年的实验性变暖后出现的生态系统的结构和功能的特点是：变暖降低了营养级之间的能量转移效率。暖池中浮游植物和浮游动物的生物量都较低，表明能量吸收、转化和转移发生了重大变化。
变暖显著改变这些生态系统的代谢和能量流动。这一证据表明，温度升高会改变生物体水平的新陈代谢，从而减少从一个营养水平转移到下一个营养层次的能量。最终，这意味着更多通过光合作用固定的碳被呼吸并以热量和二氧化碳的形式损失到大气中，而更少的碳被保留在生态系统中。
如果这些发现普遍适用，气候变暖可能会导致水生领域能量流动的重大变化和顶级捕食者生物量的下降，这可能会损害水生生态系统为社会提供的关键服务，包括商业渔业提供的食物。
原文：
Warming impairs trophic transfer efficiency in a long-term field experiment. Nature, 2021, 592: 76-79.
创作人：
王虹铭 华东师范大学
本文来源于第一届水生生物与水域生态学全国研究生暑期学校的学员作业。
【作业目录】
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华东师范大学第一届水生生物与水域生态学研究生暑期学校
通知 | 华东师大第一届水生生物与水域生态学研究生暑期学校报名简章
Day 2 | 崇明东滩研学活动：深入探索生态保护与湿地研究
Day 3 | 暑期学校之专家报告和金山廊下镇生物多样性体验中心现场研学
第一届水生生物与水域生态学全国研究生暑期学校优秀学员及结业学员名单
