强捕食压力下植物-食草动物-食肉动物系统中通过营养级联实现的共存

食肉动物与食草动物相互作用，间接影响植物种群，在植物-食草动物-食肉动物系统中形成营养级联。我们开发并分析了一个食物链模型，以机制性地理解食肉动物在植物面临强烈食草压力的生态系统中发挥的关键作用。我们的模型纳入了种子生产率、种子萌发概率、植物局部相互作用、食草率和食肉动物捕食率等关键因素。在没有食肉动物的情况下，食草动物显著降低植物密度，在高食草率下常将植物推向灭绝。然而，食肉动物的存在抑制了食草动物种群，使植物能够从食草压力中恢复。我们发现植物密度随食肉动物捕食率的增加而增加，突显了自上而下的效应，强调了在植物因食草而面临高度灭绝风险的生态系统中保护食肉动物的重要性。我们的结果还表明，食肉动物密度随种子生产率的增加而增加，而食草动物密度保持不变，表明植物对食肉动物的益处大于对食草动物的益处。这种由高种子生产率驱动的食肉动物密度增加反映了系统中的自下而上效应。总体而言，我们的研究表明，植物、食草动物和食肉动物即使在强烈的捕食压力下也能共存。这表明食肉动物在调节植物和食草动物种群中发挥关键作用，在维持生态系统生物多样性方面具有巨大潜力。