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景观格局通过中尺度气候介导对冬麦田步甲群落及杂草种子捕食的级联效应
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6
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本研究针对农业集约化导致的生物多样性下降问题,通过77块冬麦田的生态调查,揭示半自然生境比例和景观异质性通过调节中尺度气温(mesoclimate)影响步甲(carabid)群落结构,进而调控杂草种子捕食服务。首次证实景观可通过气候介导影响天敌功能,为农业景观优化提供新思路。
农业集约化与景观简化正威胁着农田生物多样性及生态系统服务。作为重要的天敌类群,步甲(Carabidae)在杂草种子调控中发挥关键作用,但其群落构建机制及服务功能受多尺度因素影响尚未明晰。法国Couesnon流域的研究团队在《Agriculture, Ecosystems & Environment》发表研究,通过整合田间管理、景观格局与中尺度气候(mesoclimate)数据,揭示了景观-气候-生物群落的级联效应。
研究采用多尺度采样设计,在20个1 km2
景观窗口内设置77块冬麦田,通过陷阱法监测步甲群落,种子卡测定杂草种子捕食率(Poa annua和Viola arvensis),并结合土地利用制图、气象记录(Tinytag Plus 2记录仪)和农场管理调查。运用分段结构方程模型(pSEM)分析多层级驱动因素,并采用对应分析(CA)解析群落组成。
研究结果显示:1)景观尺度上,草地面积增加直接提升步甲活动密度(activity-density),但通过抬升夏季最高气温间接改变群落组成;树篱数量则抑制步甲迁移。2)田间尺度,杂草盖度促进步甲丰富度,尤其利于Amara属物种。3)功能关联上,步甲活动密度直接增强V. arvensis种子捕食,而群落组成(如Pseudoophonus rufipes占比)决定P. annua捕食效率。4)气候介导路径显示,草地通过提高最高气温(+0.46标准化效应值)筛选耐热物种,最终导致种子捕食率降低11%。
该研究创新性地揭示了景观格局通过中尺度气候调控天敌功能的级联机制,提出"半自然生境-气候缓冲-生物服务"的协同管理框架。尤其在气候变化背景下,强调草地等生境既可提供生物避难所,又可能通过微气候调节影响天敌功能,为可持续农业景观设计提供了双重维度(biodiversity-climate synergy)的科学依据。研究建议优化农田周边生境配置,在保障生物多样性的同时需考虑其气候调节带来的生态权衡。
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