河狸改造溪流生境异质性与食物可得性促进蝙蝠物种丰富度、活动及捕食行为

本研究揭示河狸(Castor fiber)作为生态系统工程师通过构筑水坝形成池塘，显著提升溪流生境结构多样性（如立枯木体积增加、冠层异质性增强）和节肢动物丰度，进而促进蝙蝠物种丰富度（每晚增加1种）、活动量（1.6倍）及捕食行为（2.3倍）。中程回声定位蝙蝠(MRE)受益最显著，凸显河狸工程对跨生态系统生物多样性维持的关键作用。

　　

引言

作为典型的生态系统工程师，欧亚河狸(Castor fiber)通过筑坝、伐木等行为改变水生与陆生生态系统，以往研究多关注其对水生物种的积极影响，而其对陆地类群（如蝙蝠）的作用机制尚未系统阐明。尽管已有研究表明蝙蝠偏好河狸改造的生境，但其内在驱动因素仍不明确。本研究提出假设：蝙蝠对河狸改造生境的偏好可能与河狸引起的生境特征变化及食物资源可得性密切相关。

材料与方法

研究在瑞士中部低地的8个溪流生态系统展开，每个系统设置河狸池塘区（Pool）与无河狸活动的对照区（Control）配对样点。通过蝙蝠声学记录仪收集蝙蝠物种丰富度、活动频次及捕食声信号（feeding buzzes），采用飞行拦截陷阱采集节肢动物样本，并通过植被调查、立枯木体积测量及数字高程模型（CHM、nDSM）量化生境结构特征。蝙蝠回声信号依据频宽与持续时间划分为短程（SRE）、中程（MRE）和长程（LRE）回声定位功能群。

结果

蝙蝠丰富度、活动与捕食行为

河狸池塘区每晚蝙蝠物种数（5.27±0.20）显著高于对照区（4.23±0.17），总体活动量提升1.6倍，捕食行为提升2.3倍。MRE与LRE功能群的丰富度及活动量均显著增加，而SRE无显著差异。值得注意的是，河狸改造生境中受威胁蝙蝠物种（如濒危种Barbastella barbastellus）的出现频率更高。

生境特征与节肢动物丰度的作用

结构方程模型（SEM）显示，河狸工程直接促进立枯木体积（Standing deadwood）与冠层异质性（Canopy heterogeneity）增加，并通过立枯木间接提升节肢动物丰度（Arthropod abundance）。立枯木体积对蝙蝠丰富度的正向效应最强，而节肢动物丰度主要与捕食行为正相关。MRE功能群对生境变化的响应最显著，其丰富度、活动及捕食行为均与立枯木和节肢动物丰度密切关联。

讨论

河狸工程通过创造结构复杂的生境（如增加立枯木资源、形成开阔水域与边缘生境）和提升食物资源可得性，直接与间接支持蝙蝠多样性。其中，立枯木为蝙蝠提供栖息与觅食位点，冠层异质性优化捕食微环境，而节肢动物丰度的增加则强化了捕食效率。功能群响应差异反映了物种特有的生态策略：MRE蝙蝠（如Pipistrellus spp.）善于利用边缘生境，故受益最显著；LRE蝙蝠（如Nyctalus spp.）偏好开阔空间，其活动与冠层异质性负相关；SRE蝙蝠（如Myotis spp.）响应较弱，可能与部分物种（如Myotis daubentonii）依赖水面捕食的习性相关。

生态保护意义

河狸作为自然恢复剂，在人类主导景观中通过跨生态系统调控（aquatic-terrestrial linkages）提升生物多样性。其改造的生境尤其为受威胁蝙蝠物种提供关键资源，凸显其在生态系统层面的保护价值。未来研究需结合更大空间尺度与长期监测，进一步解析生境结构与食物网络互作的细节机制。

作者贡献与资助

研究由瑞士联邦水科学与技术研究所（EAWAG）、苏黎世联邦理工学院等机构合作完成，获ETH Board蓝绿生物多样性研究计划及瑞士联邦环境办公室（FOEN）资助。数据公开于envidat平台。