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为探究城市传粉者群落的影响因素,研究人员对德国城市花园研究,发现局部特征主导群落,影响生态服务。
在城市中,传粉者对于生态系统的正常运转至关重要,它们在自然和人工管理的生态系统中承担着授粉服务的重任。不同传粉者物种的相对丰度和多样性,在很大程度上决定了农业生态系统中的授粉情况。然而,目前关于传粉者群落组成和群落差异在不同栖息地类型和景观环境中的变化情况,我们了解得还十分有限。同时,空间异质性如何影响传粉者群落的 β 多样性(即群落间的差异程度),也尚不明确。在城市景观中,不透水表面(如建筑物、混凝土覆盖等)对传粉者的影响较为复杂,且目前缺乏关于局部栖息地尺度和景观环境对传粉者群落及其周转影响的一致性证据。
在此背景下,来自德国慕尼黑工业大学、柏林自然博物馆等机构的研究人员,开展了一项旨在探究局部栖息地特征(植被和地面覆盖管理、花园大小)和景观环境(景观不透水性、城市特征)如何影响传粉者群落组成和多样性的研究。此外,他们还研究了景观环境对传粉者食物资源(花卉群落)多样性的影响。该研究成果发表在《Landscape Ecology》杂志上。
为开展此项研究,研究人员采用了多种关键技术方法。首先,他们在德国的柏林和慕尼黑两个城市,选取了 33 个城市社区花园,在 2021 - 2022 年的生长季节(4 月 - 10 月),每年对每个花园进行 4 次采样。其次,对每个花园的局部特征进行详细测量,包括植被、地面覆盖、潜在筑巢资源、花园大小等。再者,利用卫星图像和特定数据集计算景观不透水性,并将城市特征作为景观环境的一个因素考虑。最后,通过在花园内沿样带进行视觉观察,记录访花传粉者的多样性。利用这些数据,研究人员进行了非度量多维缩放(NMDS)排序和向量分析等统计分析,以确定各因素对传粉者群落的影响。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- 局部花园特征和景观环境对传粉者群落的影响:通过 NMDS 和向量分析发现,传粉者群落组成受草本花卉丰富度(R2=0.163 ,p<0.001 )、草本植被高度(R2=0.132 ,p<0.001 )、裸地覆盖(R2=0.075 ,p<0.001 )和木本植物物种丰富度(R2=0.044 ,p=0.008 )的显著影响。在花卉植物丰富度、木本植物丰富度和草本植被高度较高的地方,传粉者群落主要由大黄蜂、其他野生蜜蜂、鳞翅目昆虫和食蚜蝇等类群主导;裸地较多的地方则与甲虫和蓟马相关;木本植物丰富度低的地方,蜜蜂、蜘蛛和蟑螂数量增加。而花园大小、景观不透水性等其他变量对传粉者群落组成影响不显著12。
- 城市特征和景观不透水性对传粉者群落多样性的影响:研究发现,柏林和慕尼黑两个城市的传粉者和植物群落的 α 多样性和 β 多样性水平并无显著差异。但城市特征对传粉者群落组成有显著影响,慕尼黑的花园中蜜蜂较多,而柏林的花园中大黄蜂较多。景观不透水性对传粉者 β 多样性没有影响,但与花卉 β 多样性呈正相关,即城市中景观不透水性越高的地方,花卉植物物种的周转程度越高。此外,传粉者 β 多样性与花卉 α 多样性呈显著负相关,传粉者和花卉的 α 多样性则呈强正相关345。
研究结论和讨论部分表明,该研究拓展了以往对传粉者群落的研究,聚焦于访花节肢动物群落,考虑了局部花园特征、景观环境以及传粉者群落和花卉资源的周转(β 多样性)。研究结果显示,传粉者群落组成和 β 多样性主要由局部花园特征驱动,而非花园大小或景观不透水性等因素。这表明园艺实践对传粉者群落的影响比景观环境更为重要。同时,研究发现花卉资源的周转(β 多样性)虽与景观不透水性正相关,但不一定能预测传粉者群落组成的变化。传粉者群落更易在花卉丰富度低时发生变化,而在花卉 α 多样性持续较高的地方更稳定。
此项研究的意义重大。从实际应用角度看,它为城市土地管理者和园丁提供了指导,他们可以通过调整花园的局部特征,如增加开花植物和树木、灌木的多样性,种植不同高度的植物,保留一定的裸地等,来支持多样化的传粉者群落,进而提高城市花园的作物产量。从理论研究角度看,该研究挑战了城市生物同质化假说,表明城市社区花园可以成为对抗生物同质化的重要场所,为城市生物多样性保护提供了新的思路和依据。未来研究可以进一步探讨花卉资源多样性与传粉者竞争、迁移和功能多样性之间的关系,以及不同地区和历史背景下城市花园对传粉者群落的影响,从而更全面地理解城市生态系统中传粉者群落的生态机制 。