特塞拉岛原生与外来森林节肢动物垂直分布格局及其生态意义

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Biodiversity Data Journal

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  为解决森林垂直分层对节肢动物群落的影响机制问题,研究人员在亚速尔群岛特塞拉岛开展SLAM陷阱和陷阱法采样,揭示原生/外来森林中32,797份标本的垂直分布差异,发现Hemiptera(56%)和Coleoptera(19科50种)分别为最丰富和最多样类群,证实原生林具有更均衡的垂直分布模式,为岛屿生态系统保护提供关键数据。

  

在岛屿生态系统中,森林垂直分层如同天然的"立体公寓",为节肢动物提供差异化的生存空间。然而随着人类活动加剧,亚速尔群岛原生月桂树林正被单一的外来树种替代,这种生境结构改变如何影响节肢动物的"楼层选择"成为亟待解答的科学问题。由Sébastien Lhoumeau和Paulo A.V. Borges领衔的研究团队在《Biodiversity Data Journal》发表的研究,首次系统揭示了特塞拉岛两类森林中节肢动物的垂直分布密码。

研究团队采用SLAM(海陆空马氏网)陷阱和陷阱法,在2024年夏季对特塞拉岛20个样地(10个原生林和10个外来林)进行分层采样,覆盖地面(GRD)、林下层(UND)和冠层(CAN)三个垂直梯度。通过90天的连续监测,收集32,797份标本,并运用形态学鉴定技术对18,372份成虫标本进行物种水平鉴定。

研究结果部分,"Abstract"显示:Hemiptera以7,697份标本成为最优势类群,而Coleoptera以19科50种/亚种展现最高多样性。在"Additional information"部分,图4的统计检验证实原生林节肢动物在各层分布更均衡(Kruskal-Wallis η2[H]=0.52),而外来林集中分布于地面层(η2[H]=0.59)。表3的Wilcoxon检验显示外来林地面层丰度显著高于原生林(W=84,p<0.01)。

"Taxonomic coverage"部分揭示关键发现:原生林冠层特有物种如蜘蛛Gibbaranea occidentalis(图5)和半翅目Cixius azoterceirae(表2)占比达821只,证实其维持树冠特有种的能力。而外来林中,Opiliones(盲蛛目)在地面层占比达1,412只(表2),反映其简化食物网的特征。表4的组间比较显示,原生林显著提升Araneae在UND层的占比(p<0.001),Coleoptera在CAN层多3倍(p<0.001)。

讨论部分指出,原生林复杂的垂直结构(如附生植物和藤本)创造了连续的生境梯度,这与Basset等学者提出的"垂直生态位分化"理论相符。相反,以Pittosporum undulatum为主的外来林形成"生态断层",迫使节肢动物聚集地面层。该研究首次量化了亚速尔群岛森林垂直维度上的生物多样性差异,为《Azores Biodiversity Portal》补充了150个物种的分布数据,其建立的标准化采样体系(SLAM+陷阱法)将成为岛屿生态监测的范本。

这项研究的重要价值在于:一方面证实原生林维持垂直多样性的不可替代性,为保护区划设提供科学依据;另一方面揭示外来林可能导致的"生态压缩"效应,警示单一树种造林的风险。未来研究可结合稳定同位素技术,进一步解析不同垂直层级的食物网结构,为生态恢复实践提供更精准的指导。

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