墨西哥热带干旱植被中鸟类物种、功能与系统发育多样性的对比格局及其保护启示

《Journal of Tropical Ecology》：Contrasting patterns of species, functional and phylogenetic bird diversities in two Tropical dry vegetation types

本刊推荐：为探究热带干旱森林(TDF)与橡树林(OW)鸟类群落的多维多样性差异，研究团队在墨西哥瓦哈卡州通过11个月野外监测，采用希尔数框架分析α/β多样性。意外发现OW的物种与功能α多样性均高于TDF，系统发育β多样性低而功能β多样性高，揭示近缘物种通过生态位分化形成功能互补，为干旱生态系统保护提供新视角。

　　

在墨西哥南部瓦哈卡州起伏的山地中，存在着两种截然不同的植被类型：低海拔的热带干旱森林（Tropical Dry Forest, TDF）和高海拔的橡树林（Oak Woodland, OW）。这些生态系统属于新热带季节性干旱森林（Neotropical Seasonal Dry Forests, NSDFs）的一部分，是美洲热带地区生物多样性最丰富的植被类型之一。然而，由于长期的人类活动干扰和近年来的农业扩张、采矿开发，这些生态系统正面临严重的破坏威胁。更令人担忧的是，目前对这类生态系统中生物多样性的认知多局限于物种数量记录，而对功能性状差异、系统发育关系等多维度的研究仍十分匮乏。

以往研究多假设物种多样性会随海拔升高而单调递减，因此预期TDF的鸟类多样性会高于OW。但这一传统认知是否真实反映了群落的构建机制？季节性气候变化和植被类型如何共同塑造鸟类的分布格局？回答这些问题，不仅对理解群落生态学过程至关重要，也为制定有效的保护策略提供了科学依据。

在这项发表于《Journal of Tropical Ecology》的研究中，Omar Suárez-Garcia领衔的研究团队通过为期11个月的野外调查，对两种植被类型的鸟类群落进行了多维度的对比分析。研究团队在TDF（平均海拔835米）和OW（平均海拔1548米）设置了5个样点，每个样点建立包含10个观测点的样线，采用5分钟点计数与声景记录同步进行的方法，共完成1100分钟的观测和录音，记录了73种鸟类，包含1166个个体观测数据。

关键技术方法包括：使用希尔数（Hill numbers）框架计算α和β多样性；基于体重、食性、繁殖特征等功能性状计算功能多样性；从birdtree.org获取500个系统发育树样本构建最大嫡信树计算系统发育多样性；通过对应分析（Correspondence Analysis）和卡方检验分析物种分布格局；利用覆盖度（Sample Coverage）评估采样完整性。

研究结果

Alpha多样性分析

与传统假设相反，OW的物种多样性（⁰D=45.3, ¹D=31.1, ²D=15.5）和功能多样性（⁰D=31.2, ¹D=25.6, ²D=14.4）在所有多样性阶数（q=0,1,2）下均显著高于TDF（物种多样性：⁰D=38.1, ¹D=24.1, ²D=12.9；功能多样性：⁰D=25.3, ¹D=19.8, ²D=13.6）。系统发育多样性在q=0时OW较高，但在q=1和q=2时两种植被类型无差异。季节性分析显示，在迁徙季节（M1和M2），OW的多样性优势更为明显，可能与中海拔地区无脊椎动物资源丰富有关。

Beta多样性与物种组成

物种β多样性呈现中等水平（⁰D=1.4），随q值增加而降低（²D=1.27）。系统发育β多样性极低（⁰D=1.2, ²D=1.01），而功能β多样性则随q值增加而升高（⁰D=1.32, ²D=1.63）。这种"低系统发育β多样性-高功能β多样性"的组合模式表明，两个植被类型的鸟类具有密切的亲缘关系（可能源于NSDFs的历史隔离-连接事件），但通过生态位分化形成了显著的功能差异。

功能群聚类分析识别出14个功能群。常驻食叶性果食-虫食鸟类在OW中丰度最高，而大型树栖果食-虫食鸟类和地栖食谷鸟类在TDF中更为丰富。优势物种方面，TDF以纹背拟鹂（Icterus pustulatus）、金额啄木鸟（Melanerpes aurifrons）等为主，OW则以白尖翅鸠（Leptotila verreauxi）、白翅哀鸽（Zenaida asiatica）等为优势种。

鸟类分布格局

对应分析显示，TDF和OW的鸟类群落沿第一轴（解释方差41.8%）明显分离。新热带界和广布种与TDF显著相关，而近北界和特有种与OW关联密切。季节性变化在TDF中更为显著，迁徙季节（M1、M2）与繁殖季（B）的群落组成差异明显。

讨论与意义

本研究颠覆了"物种多样性随海拔单调递减"的传统认知，揭示了中海拔OW在维持鸟类多样性方面的重要作用。低系统发育β多样性支持了生态过滤假说，即干旱山坡的严酷环境筛选出了一组具有密切亲缘关系的物种；而高功能β多样性则表明，近缘物种通过生态位分化形成了功能互补。这种互补性对生态系统的稳定性和恢复力至关重要。

研究结果对NSDFs的保护具有重要启示。尽管两种植被类型在物种和系统发育层面相似度高，但功能互补性强调了对整个景观进行综合保护的必要性。考虑到瓦哈卡州75%的土地为社区所有，作者建议在尊重当地社区土地权的前提下，推行社区主导的保护模式，而非单纯建立自然保护区。这一思路为如何在人类活动频繁的景观中实现生物多样性保护提供了新路径。

该研究通过多维多样性分析，深化了对热带干旱生态系统群落构建机制的理解，为制定科学的保护策略提供了重要依据，凸显了功能多样性在生物保护中的关键价值。