城市化对热带地区蚂蚁群落的差异化影响：来自法国海外领地的生态启示

本研究针对城市化进程中生物多样性丧失和生物同质化问题，通过公民科学项目采集法属圭亚那、瓜德罗普和马提尼克三个热带地区的蚂蚁样本，系统分析了城市化梯度对蚂蚁群落结构的影响。研究发现城市化显著降低了法属圭亚那和瓜德罗普的本地物种丰富度，同时促进了外来物种(Pheidole megacephala等)的入侵，揭示了城市作为生物入侵热点的生态机制，为热带地区城市生态管理提供了重要依据。

　　

在全球城市化进程加速的背景下，自然生态系统正经历前所未有的改变。城市扩张不仅改变着地表景观，更深刻重塑着生物多样性格局。热带地区作为地球生物多样性最丰富的区域，其城市化进程对生态系统的冲击尤为值得关注。蚂蚁作为生态系统工程师和生物指示物种，其群落变化能敏锐反映环境变迁。然而，关于热带地区城市化如何影响蚂蚁群落的研究仍存在明显空白，特别是对具有不同生态历史的岛屿与大陆生态系统的比较研究更为匮乏。

这项发表在《Urban Ecosystems》的研究创新性地选择了法国三个海外领地——位于南美大陆的法属圭亚那、加勒比海的瓜德罗普和马提尼克岛作为研究对象。这三个地区分别代表大陆热带雨林、火山岛和珊瑚岛生态系统，具有截然不同的生物地理历史和物种组成。研究人员通过两个公民科学项目"BUG"和"BOUM"，动员当地学校师生采集了1645份蚂蚁样本，覆盖从乡村到城市中心的不同城市化梯度。研究采用全球人类住区层(GHSL)数据量化城市化程度，运用广义线性模型(GLMs)、主坐标分析(PCoA)和β多样性分解等方法，系统解析了城市化对蚂蚁群落的影响机制。

研究方法的关键在于：1) 通过公民科学网络获取大空间尺度的样本；2) 利用GHS-SMOD分类系统将采样点划分为乡村、城郊、城市群和城市中心四个城市化等级；3) 采用Jaccard距离矩阵和ANOSIM分析群落组成差异；4) 通过cooccur包进行物种共现模式分析；5) 使用β多样性分解评估空间周转和嵌套性组分。

研究结果揭示了一系列重要发现：

在物种丰富度方面，法属圭亚那城市中心的物种丰富度显著低于其他区域，而外来物种比例则随城市化程度升高而增加。瓜德罗普在排除专性切叶蚁Acromyrmex octospinosus后也呈现相似模式。马提尼克则未表现出显著的城市化效应，这可能与其较小的岛屿面积和历史入侵有关。

群落组成分析显示，法属圭亚那和瓜德罗普的蚂蚁群落受城市化影响显著(ANOSIM R=0.034和0.054)，但马提尼克未表现明显差异(R=-0.006)。PCoA分析将优势入侵物种如Ph. megacephala、Paratrechina longicornis和Solenopsis geminata区分开来，这些物种在塑造城市群落结构中起关键作用。

β多样性分析表明，法属圭亚那与两个岛屿间的差异主要由空间周转驱动，而岛屿间的差异则同时包含嵌套性和周转组分。在地区内部，城市化导致的β多样性变化同时包含物种丧失和替代过程。

共现模式分析发现了入侵物种间的竞争排斥现象，特别是Ph. megacephala与多个本地和外来物种呈现负关联。这种竞争格局在不同城市化梯度下保持稳定，表明其生态学基础而非生境偏好所致。

这项研究的重要价值在于：首次系统比较了热带大陆和岛屿系统对城市化的响应差异，证实了生物同质化是城市化的普遍后果，但具体表现形式受地区生物地理历史调节。研究创新性地将公民科学与现代生态学分析结合，为大规模生物多样性监测提供了范例。发现的关键入侵种互作模式为生物入侵防控提供了靶点，特别是Ph. megacephala的竞争排斥作用提示其在入侵过程中的特殊生态位。研究结果对理解人类世生物多样性变化具有重要理论意义，也为热带地区城市生态规划提供了科学依据。