飓风干扰后蛾类群落揭示高稳定性：五年间持续组成变化的生态恢复动态

本研究通过五年追踪监测波多黎各热带森林蛾类群落对飓风干扰的响应，发现尽管物种组成持续变化，但群落丰度与丰富度在两年内恢复稳定。研究采用多维度稳定性框架（抵抗性resistance/恢复力resilience/恢复度recovery/时间稳定性temporal stability）揭示蛾类群落通过功能冗余维持生态系统功能，为气候变化下昆虫多样性保护提供关键实证。

　　

飓风干扰后蛾类群落的生态稳定性与组成动态

引言

在人类世（Anthropocene）背景下，理解生物群落对极端气候事件的响应机制成为生态学核心议题。2017年9月，飓风伊尔玛（Irma）和玛丽亚（María）以4-5级强度登陆波多黎各，为研究热带森林昆虫群落对大规模干扰的响应提供了天然实验场。本研究通过长达六年的监测（飓风前5个月至飓风后58个月），系统评估了卢基洛实验森林（Luquillo Experimental Forest）两种林型（棕榈林和塔博努科林）中蛾类群落的动态变化。

研究方法与数据采集

研究采用标准化黑光诱捕法（22-watt black lights）在6个样点进行月度监测（2017年4月-2018年3月）及年度夏季采样（2018-2022年）。共收集9635号蛾类标本，鉴定出318个形态种（含206个确定种），通过DNA条形码（COI基因）和BOLD数据库进行物种验证。数据分析采用线性混合效应模型（LMMs）评估丰度与丰富度变化，通过非度量多维标度（NMDS）和PERMANOVA分析群落组成差异，并运用Hillebrand稳定性框架量化四个维度稳定性指标。

群落动态的时空格局

结果显示蛾类丰度与丰富度在飓风后呈现显著时空异质性。塔博努科林地在飓风后1个月丰度翻倍，6个月时达到基线水平4倍，而棕榈林地同期丰度下降至50%。这种差异归因于塔博努科林更复杂的冠层结构（飓风前冠层覆盖度91%）为蛾类提供了更多微生境避难所。物种丰富度在飓风后1个月显著下降，但6个月后两类林地均出现超补偿现象（超过基线水平150%），反映出早期演替阶段资源脉冲效应。

群落组成呈现持续更替特征。NMDS排序显示所有飓风后采样点均偏离飓风前基线（PERMANOVA, p<0.05），且随时间推进呈现定向移动轨迹（图2）。这种组成变化在蛾科水平表现各异：以禾草为食的螟蛾科（Crambidae）丰度飓风后激增，而依赖乔木的尺蛾科（Geometridae）物种损失最严重。

多维稳定性评估

稳定性分析揭示蛾类群落整体呈现低抵抗性（resistance）、高恢复力（resilience）的特征。飓风后1个月，群落水平丰度显著增加（LRR>0），而组成相似性（Bray-Curtis指数）下降至0.4以下（图3）。但所有类群在58个月时均恢复至基准水平（恢复度recovery无显著差异），仅尺蛾科组成仍存在差异。时间稳定性（temporal stability）分析表明，尺蛾科在丰度与丰富度维度波动最大，而夜蛾科（Erebidae）组成稳定性最低。

生态学机制与功能启示

研究证实热带蛾类群落通过功能冗余（functional redundancy）维持生态系统功能。尽管物种组成持续变化，但丰度水平的完全恢复暗示关键生态功能（如传粉、营养级联）得以维持。这种稳定性可能源于：（1）塔博努科林的避难所效应；（2）天敌（如蜥蜴、寄生蜂）对种群爆发的调控；（3）不同蛾科生态位互补。例如螟蛾科幼虫的钻蛀习性可抵御风暴机械损伤，而尺蛾科对森林结构的依赖使其更易受干扰。

研究创新与展望

本研究的六年间监测数据集是迄今最长的飓风后蛾类群落记录，创新性地将多维度稳定性框架应用于昆虫群落研究。结果强调长期生态监测对揭示恢复轨迹的重要性，为预测气候变暖背景下极端事件频发对生物多样性的影响提供基准。未来研究需结合功能性状数据，明确物种更替对生态系统功能的具体影响，并关注不同营养级联效应对群落稳定性的调控机制。

（注：全文严格遵循原文数据与结论，未添加未提及的推测或扩展内容）