生态网络显示，在西非以水稻为主的农业生态系统中，鸟类和蝙蝠在抑制害虫方面具有显著的互补性

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Ecological networks reveal strong pest suppression complementarity between birds and bats within rice-dominated agroecosystems in West Africa

本研究在几内亚博尔诺低地雨养稻田中，通过DNA代谢组测序和生态网络分析，发现蝙蝠和鸟类摄入了87种分类的稻害虫，但两者饮食结构差异显著。网络分析显示低互连性、高模块化特征，强调生态多样性管理对害虫控制的重要性。

　　在非洲西部的农业生态系统中，水稻作为主要粮食作物，其生产面临着日益严峻的挑战。随着全球对粮食需求的持续增长，水稻种植面积不断扩大，这不仅加剧了森林砍伐和生物多样性丧失的问题，也对自然生态系统所提供的关键服务，如授粉和害虫控制，构成了威胁。特别是在西非地区，水稻种植是保障粮食安全和维持文化认同的重要环节，但其产量却在全球范围内处于较低水平。因此，寻找有效的害虫控制策略，特别是那些生态友好且经济可行的方法，显得尤为重要。

传统的害虫防治方法主要依赖化学农药，然而这种方法不仅成本高昂，还对生态环境造成不可忽视的破坏。相比之下，基于自然生态系统的害虫控制方法因其成本效益和可持续性而受到越来越多的关注。在低强度农业系统中，增强景观异质性和自然栖息地覆盖，可以有效支持害虫控制并提升粮食安全。然而，由于当地土地利用方式、物种组成和生物相互作用的差异，这些方法的实施仍然面临诸多挑战。

蝙蝠和鸟类作为重要的生态系统服务提供者，在农业害虫控制方面展现出巨大潜力。它们通过大量捕食昆虫，减少了作物损失并提高了产量。全球范围内，鸟类每年消耗的节肢动物数量高达4亿至5亿吨，而在低强度农业环境中，它们在苹果园、咖啡种植园以及果蔬种植区中被广泛认可为重要的害虫控制者。然而，某些物种在同时作为作物害虫时，也会造成显著的经济损失。蝙蝠则在棉花田、葡萄园、山毛榉林、可可种植园和果园中被普遍认为是害虫控制的重要力量。蝙蝠和鸟类在水稻田中的作用在全球范围内逐渐被重视，但它们在西非地区的作用尚未得到充分研究。

本研究通过结合DNA宏条形码技术和生态网络分析，对西非几内亚比绍北部低地雨养水稻田中蝙蝠和鸟类的害虫控制潜力进行了系统评估。研究团队收集了502个个体的粪便样本，其中包括345只蝙蝠和157只鸟类，并通过DNA宏条形码技术识别了这些样本中的2276个捕食者-猎物互动，涉及34个捕食者物种（18种蝙蝠和16种鸟类）以及1347个猎物OTUs（包括87种被归类为水稻害虫的物种）。研究发现，蝙蝠和鸟类在害虫种类上的摄食量相似，但它们的饮食偏好存在显著差异。捕食者-猎物网络表现出低连通性和嵌套性，但具有较高的模块性，这表明捕食者和猎物之间形成了相对独立的子群，相互之间的食物重叠较少。

生态网络分析的结果显示，对整体捕食者-猎物动态贡献最大的物种并不总是那些在害虫控制方面发挥主导作用的物种。例如，某些蝙蝠和鸟类物种，如Scotophilus otu1、Hipposideros cafer/ruber、Scotoecus otu14、Ploceus cucullatus和Hirundo smithii，在捕食者-猎物网络中扮演了关键角色。而Afronycteris nana和Euplectes franciscanus则在害虫控制方面表现出重要性。研究还指出，捕食者-猎物网络的结构对害虫控制具有深远影响，其中模块性较高意味着捕食者和猎物之间的相互作用可能被限制在特定的子群内，这有助于生态系统的稳定性。

研究结果强调了维持和管理蝙蝠与鸟类多样性的必要性，这对于提高生态网络的韧性以及实现可持续水稻生产至关重要。此外，研究还揭示了捕食者-猎物网络和捕食者-害虫网络之间存在一定的差异，这提示我们，某些捕食者在害虫控制方面可能具有更高的价值。例如，在捕食者-害虫网络中，Afronycteris nana表现出了重要的连接作用，而一些鸟类物种如Euplectes franciscanus则在捕食害虫方面发挥了关键作用。

生态网络的结构分析表明，捕食者和猎物之间的互动呈现出较低的连通性，这可能意味着捕食者对特定猎物的依赖性较强。然而，高模块性则表明，这些捕食者可能形成了多个相对独立的子群，从而在一定程度上减少了害虫控制服务的传播范围。这种网络结构的特征对于理解捕食者如何在低输入、小规模农业条件下发挥功能互补性具有重要意义。

通过生态网络分析，研究团队还识别了某些捕食者物种在捕食者-猎物网络和捕食者-害虫网络中的关键作用。这些物种不仅在捕食猎物方面具有较高的频率，还在网络结构中扮演了连接器或枢纽的角色，对整个生态系统的稳定性和功能发挥具有重要作用。例如，Scotophilus otu1在捕食者-猎物网络中表现出较高的连通性和物种重要性，而Afronycteris nana则在捕食者-害虫网络中发挥了类似的作用。

研究进一步指出，某些捕食者物种的消失可能会导致生态网络的碎片化，进而影响害虫控制服务的有效性。因此，对这些关键物种进行保护和管理，对于维持生态系统的稳定性和确保害虫控制服务的持续性至关重要。同时，由于蝙蝠和鸟类在捕食水稻害虫和非害虫物种方面存在重叠，这提示我们，在管理这些捕食者时，需要综合考虑它们对生态系统功能和害虫控制的双重影响。

为了更全面地理解蝙蝠和鸟类在害虫控制中的作用，未来的研究应结合DNA宏条形码技术与实地实验，如捕食者排除试验，以更直接地量化害虫控制的效果。这种方法不仅能够提供关于害虫控制效率的关键数据，还能帮助我们更深入地了解捕食者-猎物动态在热带水稻生态系统中的运作机制。此外，将生态网络分析与社会经济因素相结合，有助于缓解人与野生动物之间的冲突，并促进农民对野生动物的积极态度和行为。

综上所述，本研究通过整合DNA宏条形码技术和生态网络分析，首次系统评估了蝙蝠和鸟类在西非水稻系统中的害虫控制潜力。研究结果不仅揭示了这些捕食者在水稻田中的重要作用，还为实现可持续水稻生产提供了重要的理论依据和实践指导。通过维护和管理蝙蝠与鸟类的多样性，可以有效提升生态系统的韧性和害虫控制服务的稳定性，为非洲的粮食安全和生态可持续性做出贡献。