美国的鸟类生物多样性比生活在特定地区或社区的不同物种的数量要多得多，但鸟类生态系统贡献的多样性 - 通过测量其饮食，身体结构和觅食方法 - 更难研究。
随着数百种物种向南迁徙进行冬季繁殖，向北迁徙以进行夏季繁殖，鸟类的生态系统功能模式随空间和时间而变化，这带来了严峻的分析挑战。
但是，来自俄亥俄州立大学的两位科学家已经建立了美国年度鸟类功能和物种多样性模式的基线图，在俄亥俄州超级计算机中心记录了11，000个代码运行小时，以产生他们的发现。
他们的发现令人震惊：西方的功能多样性模式，物种和功能丰富度在繁殖季节都最高，与东方的情况截然相反，当物种丰富度高时，功能多样性最低。东方的这种模式尤其令人费解，因为这意味着当大量迁徙物种消失时，鸟类生态系统贡献的整体多样性最高。
“这告诉我们，东方和西方的候鸟可能对组合有非常不同的功能贡献，”主要作者，俄亥俄州立大学进化，生态学和有机体生物学助理教授Marta Jarzyna说。
“这表明东方的留鸟比候鸟具有更广泛的功能特征，而在西方，情况正好相反：候鸟比留鸟对功能丰富性的贡献更大。
Jarzyna也是俄亥俄州立大学转化数据分析研究所的核心教员，他与俄亥俄州立大学土木，环境和大地测量工程助理教授James Stagge一起完成了这项研究。该研究发表在《当代生物学》杂志上。
研究人员使用了康奈尔鸟类学实验室eBird状况和趋势的2019年数据，该数据提供了800多个物种的季节性丰度估计。除了量化物种丰富度外，Jarzyna和Stagge还结合了四个特征来估计功能多样性：鸟类的体重，饮食(从虫子和啮齿动物到花蜜和种子)，觅食生态位(在水或地面或附近，或在树木之间或上方的空间)和活动时间，在夜间或白天。
Jarzyna说，与Stagge的合作是整合时间流逝的关键，作为一名研究气候数据的水文学家，他精通用于分析季节变化的研究技术。
Jarzyna说，一段时间以来，科学家们已经知道，鸟类给社区带来的功能丰富性的知识告诉我们更多关于生物多样性的信息，而不是简单地统计常驻和迁徙物种。
“不同的物种显然具有不同的特征和不同的特征，并以不同的方式对群落组成和生态系统功能做出贡献，”她说。
“你可以在一个社区中有10个物种只吃种子，或者一个社区中有10个物种，其中五个吃种子，五个吃昆虫。具有更多样化属性的群落将具有更多的功能多样性，即使就物种丰富度而言，它们可能完全相同。
迄今为止，描述鸟类功能多样性的努力往往只集中在一次一个繁殖季节——北半球的一个夏天。这项研究首次考虑了物种及其性状的差异，因为它们的丰度在一年中的12个月中在全国范围内发生变化。
通过确定东西方的功能多样性模式差异如此之大，研究人员现在可以更好地处理不同季节发生的事情 - 但关于原因仍然存在许多问题。
“为什么在东方，在冬天，当我们看到这么多物种离开这些地区时，我们看到功能丰富度增加?你会在失去其他东西的同时获得多样性的另一个维度，这没有多大意义，“Jarzyna说。“西方的情况并非如此，我们在夏季看到了最高的物种丰富度和最高的功能丰富度。
虽然人们可以推测地形或气候与这些差异有关，但Jarzyna说，如果没有进一步的研究，就无法确定。
“我们甚至不知道个别物种对功能多样性的贡献，以及候鸟和留鸟之间是否确实存在差异，”她说。
更好地了解鸟类和其他物种之间的功能多样性如何随空间变化，研究人员指出，需要时间为生物多样性的预测，保护和管理提供信息。
“我认为，如果我们不了解它在哪里以及它是什么，我们就无法保护任何东西，”Jarzyna说。“这是告诉我们的第一步，'这就是我们所拥有的，这就是它正在改变的方式。我们要做的是下一步。
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