对挪威斯瓦尔巴群岛田鼠的长达数十年的研究提供了对北极生态学长期谜题的见解——实际上，是什么驱动了小型北极哺乳动物(如田鼠和旅鼠)的完善的种群周期。
这些以植物为食的啮齿动物是北极地区人口最多的哺乳动物之一，也是食物网的重要组成部分。由加拿大和挪威科学家组成的团队在线发表在 PNAS(美国国家科学院院刊)杂志上的结果表明，捕食者的重要性是推动三到五年的有规律的丰度周期的主要因素在小型哺乳动物种群中。从本质上讲，该研究表明，自下而上的草食动物-植物相互作用无法产生这样的种群周期。
“我们在斯瓦尔巴群岛的情况独特，田鼠没有专门的捕食者，这与北极其他地区的同类非常不同，”加拿大自然博物馆的研究科学家多米尼克·福特博士说，该研究的作者。“这意味着我们有一个现实生活中的简单模型，可以在不存在掠食者监管的情况下测试对其种群的影响。”
Fauteux 在加拿大北极地区研究小型哺乳动物的生态和食物网已有 10 年的时间，在那里北极狐、貂和猛禽是它们的常见捕食者。然而，食物网的复杂性意味着要梳理出捕食者的相对重要性、植物对食草动物的自下而上的影响以及天气和气候等非生物因素具有挑战性。
斯瓦尔巴群岛的不寻常情况提供了一些独特的见解。东欧田鼠(Microtus levis)很可能在 1920 年代至 1960 年代的某个时候通过来自俄罗斯的采矿船引入斯匹次卑尔根岛(斯瓦尔巴群岛的一部分)。该岛提供了一个孤立的生态系统，没有重要的捕食者，以及田鼠赖以生存的草。
挪威科学家，包括研究合著者挪威北极大学的 Rolf A. Ims 博士、Audun Stien 博士和 Nigel G. Yoccoz 博士，以及挪威极地研究所的 Eva Fuglei 博士，监测了田鼠的种群在 1990 年代和 2000 年代的二十多年里。他们使用实时诱捕来标记和跟踪它们。田鼠在岩石露头中挖洞，并在覆盖沿海斜坡肥沃土壤的草地上茁壮成长，这些草地由在附近悬崖上繁殖的厚嘴海鸥和黑腿猫鼬的粪便施肥。
田鼠种群在这 20 年间发生了剧烈波动——从每公顷约 120 只的高峰到几乎完全消失。然而，科学家们发现，与其他北极和北方地区的田鼠种群不同，斯瓦尔巴群岛的田鼠种群动态没有显着的循环模式。
Fauteux 使用这些数据并进行了人口统计分析，以加强该团队关于捕食者在调节种群动态方面的重要性的假设。然后，该团队用 Fauteux 的分析结果测试了理论模型，以确定观察到的人口过程是否会导致在其他地方观察到的类似人口周期。如果田鼠的食物供应是主要因素，那么斯瓦尔巴群岛的田鼠也有望表现出典型的三到五年周期。此情况并非如此。
“我们研究的优势在于，因为我们有一个如此简单的系统，我们有充分的证据表明，获取食物并不是为小型哺乳动物创造典型周期的唯一因素。”他指出，这表明自上而下的捕食者-猎物监管对小型哺乳动物种群的重要性。
该研究的第二部分着眼于气候对人口波动的影响。挪威研究人员之前的工作表明，冬天雪上的雨水会形成硬皮层，这会阻止田鼠和斯瓦尔巴驯鹿接近雪下的植物。
极端的人口下降导致了冬天，那里有大量的积雪。Fauteux 及其合作者目前的研究;然而，表明当秋季田鼠的密度非常高时，种群数量也会下降——可能导致过度放牧，在漫长的北极冬季期间存活率降低。
由这些经验结果提供的理论模型表明，气候变异和冬季依赖密度的过度放牧的结合导致了这种高北极田鼠种群的不规则“繁荣-萧条”动态。
