环境DNA宏条形码技术揭示果园自然资本与节肢动物群落动态及觅食多样性的复杂互作关系

本研究针对农业生态系统中自然植被片段对节肢动物群落及其生态服务功能的影响机制不明、传统监测方法效率低下等问题，采用环境DNA（eDNA）宏条形码技术结合传统诱捕法，系统研究了毗邻自然植被的鳄梨园中节肢动物群落动态与觅食植物多样性。研究发现自然植被虽未显著提升整体节肢动物多样性，但能促进本地蜂类（Lasioglossum sp.）和食蚜蝇（Melangyna viridiceps）等有益类群的聚集，并在作物低花期提供双倍觅食植物多样性。该研究为农业生态系统自然资本评估提供了创新性监测范式，成果发表于《Environmental and Sustainability Indicators》。

　　

在全球农业集约化背景下，近57%的澳大利亚动植物类群正遭受农业活动威胁，而节肢动物作为关键生态服务提供者（如传粉价值达每年2350-5770亿美元），其群落动态与植物资源的互作机制仍存在巨大认知缺口。传统监测方法（如扫网法）受限于分类学瓶颈和操作规模，难以解析大尺度农业景观中的复杂生态关系。针对这一挑战，来自澳大利亚的研究团队创新性地将环境DNA（eDNA）宏条形码技术与标准化诱捕器阵列相结合，对西南澳州曼吉马普-彭伯顿地区6个毗邻自然植被或草场的鳄梨园（Persea americana 'Hass'）展开研究，通过四个花期阶段（前花期、低花期、盛花期和后花期）的系统采样，揭示了自然资本对节肢动物群落及其觅食网络的影响机制。

研究采用三色诱捕器（白、黄、蓝）阵列捕获节肢动物，同时收集诱捕器水体进行eDNA宏条形码分析。通过rbcL和trnL基因标记扩增植物DNA，结合大理石陷阱设置最小序列拷贝阈值（MSCTs）控制空气传播DNA污染。形态学鉴定由西澳大利亚博物馆专家完成，数据经PERMANOVA、GLMM等多元统计分析。

研究结果揭示三个关键发现：

1. 节肢动物群落组成显著变化与毗邻生境无关
   通过主坐标分析（PCoA）发现，节肢动物群落差异主要受采样时期（作物花期阶段）驱动而非毗邻生境类型。SIMPER分析表明，自然植被毗邻区果园在盛花期捕获更多蚁科（Formicidae sp.）和吉丁虫科（Buprestidae sp.）等有益类群。

2. 自然植被作为生物多样性储备库
   毗邻自然植被的采样点节肢动物丰富度（Chao2指数）和丰度显著高于草场，其中双翅目（如大蚊科Tipulidae sp.）和本地蜂类（Lasioglossum属）贡献最大，印证了自然植被对特化物种的庇护功能。

3. eDNA揭示的觅食网络动态
   eDNA检测到251种植物分类单元（78%鉴定至属级），发现自然植被毗邻区果园在低花期呈现2.3倍的觅食植物多样性（20属/阵列 vs 草场毗邻区8.6属）。网络分析显示，盛花期生态网络复杂度最高（连接密度21.03），而低花期共享物种减少60%，表明自然植被能缓冲作物花期波动带来的资源缺口。

讨论部分强调，该研究首次证实eDNA宏条形码技术可同步监测节肢动物群落及其植物互作关系，突破传统方法在分类分辨率和通量上的局限。尽管方法学上存在空气传播DNA干扰等限制（通过大理石陷阱MSCTs削减24%假阳性），但为农业景观中自然资本的价值量化提供了可扩展方案。实践层面，研究建议将残余植被纳入农场管理决策，并通过边际带原生植被种植增强生态连通性。

这项发表于《Environmental and Sustainability Indicators》的成果，不仅为理解农业生态系统中"生物多样性-生态系统服务"耦合机制提供新证据，更开创了将分子生态学工具应用于自然资本评估的范式。未来研究可进一步优化空气传播DNA校正方法，并探索eDNA序列丰度与植物资源量的定量关系，以提升该技术在精准农业管理中的应用潜力。