城市闲置地块中植被生物量与景观格局对结网蜘蛛食性宽度的生态调控机制

本研究通过分子肠道内容物分析，揭示了城市闲置地块管理策略（刈割频率）与景观格局（不透水表面比例）对结网蜘蛛群落饮食结构的联合调控机制。发现降低刈割频率可显著提升蜘蛛食性生态位宽度（Dietary Niche Breadth），而高度破碎化的城市环境反而促进了蜘蛛种间食性重叠（Dietary Niche Overlap）。研究为基于营养级调控的城市节肢动物保护性绿化提供了理论依据。

　　

引言

城市环境对节肢动物生存构成多重挑战，城市化进程常导致昆虫丰度和物种丰富度较自然区域显著下降。然而城市绿地仍能支持丰富的节肢动物群落，特别是传统工业城市（Legacy Cities）中大量存在的闲置地块，已成为生物多样性保护的重要空间。本研究以美国克利夫兰市33,534块闲置地块（占土地总量20.7%）为研究对象，聚焦三类小型结网蜘蛛：Glenognatha foxi（Tetragnathidae）、Tenuiphantes tenuis（Linyphiidae）和Erigone autumnalis（Linyphiidae），通过分子生态学手段解析其食性特征，探讨植被管理和景观格局对捕食者-猎物互作的调控机制。

研究方法

在16个闲置地块设置月度刈割（对照）和年度刈割（草甸）两种处理，采用改良Whittaker样方设计系统采样。通过昆虫真空吸捕器和人工采集获得330只蜘蛛样本，使用Qiagen DNeasy试剂盒提取DNA，采用Zeale引物（ZBJ-ArtF1c/ZBJ-ArtR2c）扩增157 bp的COI片段，通过Illumina MiSeq平台进行高通量测序。利用Metaxa2分类器结合定制节肢动物COI数据库进行物种鉴定。同时采用陷阱法监测蜘蛛群落组成，通过比较产量法估算植被生物量，并基于500米缓冲区分析不透水表面比例等景观指标。

研究结果

分子检测显示27%的蜘蛛个体（89只）肠道内含有27科猎物DNA。优势猎物类群包括蜘蛛目（Nesticidae 32次、Theridiidae 26次）、双翅目（Sciaridae 27次、Cecidomyiidae 12次）和弹尾目。陷阱法捕获的867只蜘蛛涵盖19个物种，其中Grammonota inornata占比达26.3%。统计分析表明：

1. 1.
   植被生物量与蜘蛛食性生态位宽度呈显著正相关（t=3.72, p=0.01, R²=0.70）
2. 2.
   景观破碎化程度（不透水表面比例）同时正向影响食性宽度（t=2.68, p=0.04）和种间食性重叠（t=4.01, p=0.01）
3. 3.
   三种蜘蛛食性组成存在显著差异（PERMANOVA: f=28.38, p=0.001），其中T. tenuis食性特化程度最高
4. 4.
   食性重叠度与蜘蛛活动密度呈正相关（z=2.58, p=0.01），暗示资源丰富而非竞争关系

讨论与结论

研究验证了"植被生物量假说"，减少刈割频率通过增加栖息地异质性提升猎物多样性，进而拓宽蜘蛛食性范围。意外发现高度破碎化景观中食性宽度增加，可能与"聚集效应"相关——孤立绿地被迫承载更高多样性的区域物种库。食性重叠与活动密度的正相关关系支持"资源丰度假说"，表明城市环境中饮食生态位重叠更可能反映猎物资源的充足性而非种间竞争。

实践意义方面，尽管降低刈割频率可提升生态功能，但居民对高植被地块存在"杂乱感"的负面认知。建议通过建设"口袋草原"（Pocket Prairie）等景观美化手段平衡生态效益与社会接受度，同时推动居民区可持续绿化计划，通过花园式种植实现生态功能与美学价值的协同提升。