用桉树和大豆取代自然稀树草原会改变该地区的土地利用方式,从而降低亚马逊稀树草原中蝙蝠的物种多样性和功能多样性

《Agriculture, Ecosystems & Environment》:Replacing natural savannas with eucalyptus and soybeans changes the matrix use and reduces bat taxonomic and functional diversity in the Amazonian savannas

【字体: 时间:2025年10月07日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6

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  本研究分析亚马逊热带草原自然萨瓦纳被桉树种植园和 soybean fields 替换后对蝙蝠群落物种和功能多样性的影响,发现农业类型改变影响基质使用和森林碎片内蝙蝠组成,强调景观异质性和管理的重要性。

  在巴西东北部的亚马逊地区,研究者们对亚马逊草原生态系统中的蝙蝠群落变化进行了深入探讨,尤其是当这些草原被转化为桉树种植园和大豆田后的影响。这项研究不仅关注蝙蝠种类的多样性,还分析了它们的功能多样性,包括蝙蝠在生态系统中的行为特征、生态位和对环境变化的响应机制。通过比较自然景观和农业景观中的蝙蝠群落,研究揭示了不同土地利用方式对蝙蝠生态行为和种群动态的深远影响。

研究区域位于巴西阿马帕州的亚马逊草原,这是一个由森林斑块、洪泛区和由 Mauritia flexuosa 棕榈树主导的“buritizais”组成的广阔生态系统。在过去50年中,这些生态系统中约3.4%的非森林植被被转化为森林种植园,主要为桉树单一种植,而在过去10至15年,约0.8%的非森林植被被临时农田取代,尤其是大豆田。随着土地利用变化的加剧,这些草原生态系统的结构和功能特性正在发生显著改变,从而影响蝙蝠的栖息地选择和生态角色。

蝙蝠作为生态系统中的关键物种,不仅在种子传播和害虫控制方面发挥重要作用,还在维持生态平衡和生物多样性方面具有不可替代的价值。然而,当自然草原被农业系统取代时,蝙蝠的分布和行为模式发生了显著变化。例如,在被桉树种植园取代的草原中,蝙蝠仍然可以使用该景观,但它们不再使用该种植园作为栖息地。相比之下,当草原被大豆田取代时,蝙蝠的活动几乎完全停止。这种差异可能与种植园的结构复杂性、植被高度以及食物资源的可用性有关。

研究者通过设置24个采样点,覆盖了三种不同的景观类型:自然景观(未被农业系统取代的草原)、桉树景观(草原被转化为桉树种植园)和大豆景观(草原被转化为大豆田)。在每个采样点,研究者布置了两个雾网,分别位于森林斑块和草原矩阵中,以评估蝙蝠的分布情况。研究结果表明,蝙蝠群落在自然景观和农业景观之间存在显著差异,尤其是在物种丰富度、功能多样性以及种群密度等方面。

在桉树种植园中,植被高度明显高于自然草原,这导致了蝙蝠群落结构的变化。研究发现,桉树种植园中,偏好低层植被的蝙蝠种类(如果食性蝙蝠)的比例增加,而偏好高层植被的蝙蝠种类则减少。这种变化可能是由于桉树种植园的结构特性,例如更高的植被高度和更复杂的树冠层,为某些蝙蝠提供了更适宜的栖息环境。此外,种植园中先锋植物(如 Piper spp. 和 Vismia spp.)的果实丰富,进一步吸引了果食性蝙蝠的聚集。然而,这种聚集可能导致生态多样性下降,因为更特化的蝙蝠种类可能在种植园中消失或减少其相对丰度。

相比之下,大豆田的结构更为单一,植被高度较低,缺乏复杂的树冠层和多样的栖息地类型。这使得蝙蝠难以在这些农田中生存,导致蝙蝠活动显著减少。尽管大豆田可能提供一定的食物资源,但其对蝙蝠的吸引力远低于自然草原。研究还发现,大豆田中果食性蝙蝠的比例较低,而偏好开放环境的蝙蝠种类(如大型蝙蝠)也较少出现。这表明,大豆田的结构和功能特性并不适合大多数蝙蝠的生存需求。

研究者还分析了景观中农业系统覆盖面积对蝙蝠群落的影响。他们发现,农业系统的覆盖面积与蝙蝠的丰富度和功能多样性之间存在正相关关系,尤其是在大豆景观中,农业系统的覆盖面积增加导致蝙蝠在森林斑块中的聚集效应(refuge effect)增强。这种效应使得蝙蝠在森林斑块中的密度增加,但同时也导致了生态多样性下降。例如,在大豆景观中的森林斑块中,虽然物种丰富度增加,但生态多样性指数(如Shannon evenness)却显著降低。

此外,研究还探讨了蝙蝠的功能特征如何受到景观变化的影响。蝙蝠的功能特征包括体型大小、翼型、飞行偏好(如是否偏好森林的下层或上层)以及食性(如动物食性或植物食性)。研究发现,当草原被转化为桉树种植园时,蝙蝠群落中体型较小、偏好下层植被的果食性蝙蝠种类增加,而体型较大、偏好上层植被的动物食性蝙蝠种类减少。这可能与桉树种植园的结构特性有关,例如更高的植被高度和更丰富的食物资源,使得这些蝙蝠更倾向于在下层植被中活动。

而在大豆景观中,蝙蝠的丰富度虽然有所增加,但生态多样性指数却显著下降。这表明,尽管大豆田可能提供更多的食物资源,但其结构单一性限制了蝙蝠的生存空间和生态位多样性。因此,即使在大豆田的边缘或附近,蝙蝠的活动仍然受到显著影响。

研究者还指出,蝙蝠的生态行为和种群动态不仅受到景观变化的影响,还受到局部环境因素的调节。例如,植被高度、食物资源的可用性以及农业系统的覆盖面积都会影响蝙蝠的分布和行为。在自然草原中,较高的植被高度和丰富的食物资源为蝙蝠提供了更多的栖息地和食物来源,而这些因素在农业系统中可能被削弱。

为了更好地理解这些变化,研究者采用了多种分析方法,包括广义线性混合模型(GLMMs)和功能多样性指数的计算。这些方法帮助他们评估了不同景观类型对蝙蝠群落的影响,并揭示了蝙蝠在生态系统中的重要性。例如,蝙蝠的种子传播和害虫控制功能对于维持草原生态系统的健康至关重要,而这些功能在农业系统中可能受到破坏。

研究还强调了矩阵管理在保护蝙蝠种群和维持生态系统功能方面的重要性。在高度人类化的景观中,保护森林斑块和维持草原遗迹是至关重要的。通过保留某些生态元素(如树冠层或灌木植被),可以提高农业景观对蝙蝠的友好性,促进蝙蝠在不同森林斑块之间的移动,从而维持生态多样性。

最后,研究者呼吁在亚马逊草原等重要生态系统中实施更具体的法律法规,以保护这些区域的生物多样性。通过提高景观管理的科学性和针对性,可以更好地平衡农业生产与生态保护,促进人与自然的和谐共生。
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