长期缺乏自然火干扰重构巴西塞拉多保护区小型哺乳动物群落结构

本研究针对巴西塞拉多生态保护区因长期（17年）缺乏自然火干扰导致植被结构变化的问题，通过对比1999–2000年（有火期）与2016–2017年（无火期）的小型哺乳动物群落数据，发现火缺失引发物种组成显著更替，森林适应种增多而草原特有种减少，表明火管理对维持原生生物多样性的关键作用。

　　

在广袤的巴西塞拉多（Cerrado）生态系统中，自然火一直扮演着关键生态角色。数千年来，周期性火灾塑造了这里独特的稀树草原景观，维持着草本与木本植物间的动态平衡，也支撑了特有的生物多样性。然而，近年来，出于保护目的，许多保护区采取了严格的“零火政策”，完全压制自然火的发生。这一做法虽然意在防止破坏性野火，却不想引发了一系列新的生态问题——长期缺乏火干扰导致木本植物过度增殖，草原逐渐被灌丛和森林取代，生境结构发生显著改变。这种植被的“森林化”趋势，是否会影响依赖特定生境的小型哺乳动物？它们的种群与群落会如何响应？这些问题不仅关乎生态理论的深化，更直接影响保护区的管理策略制定。

为回答这些问题，研究团队选择巴西塞拉多重要的保护区——Serra das Araras生态站（SAES）作为研究地点。这里自2001年起因管理政策导致自然火完全缺失，至研究时已持续17年。团队分别于1999–2000年（自然火仍定期发生）和2016–2017年（火长期缺失后）在两个时期系统采集了小型哺乳动物群落数据，涵盖四种典型植被类型：典型塞拉多（cerrado ss）、廊道森林（gallery forest）、巴巴苏林（baba?u）及干旱森林（dry forest）。借助历史数据与新一轮野外采样，他们试图揭示火缺失对小型哺乳动物物种组成、多度与分布的影响。

研究采用多种生态学分析方法，包括基于捕获努力量的稀疏化曲线（rarefaction）评估物种丰富度，使用非度量多维尺度分析（NMDS）结合Bray-Curtis距离和SIMPROF聚类检验，比较不同时期、不同生境中群落结构的差异；同时利用MapBiomas火灾数据库量化了两个时期的火烧面积，以确认火干扰的实际变化。

研究结果揭示，尽管两个时期物种丰富度无显著差异，但物种组成发生明显更替。NMDS分析（Stress=0.162）显示，5个显著聚类将不同植被类型与时期明显分开，表明确实存在火驱动下的群落重构。具体而言，1999–2000年间常见的若干草原特有物种，如Carterodon sulcidens、Kunsia tomentosus等，在2016–2017年间完全消失；相反，一批森林适应种（如Neacomys spinosus、Nectomys rattus）以及广适种（如Hylaeamys megacephalus）数量显著上升。尤其值得注意的是，Hylaeamys megacephalus在1999年仅记录到1只，而在2016–2017年间捕获数达95只，甚至出现在原本不适合其栖息的cerrado ss生境中。这一变化与植被调查结果一致：火缺失导致木本植物增加、开阔草原退化，生境均质化加剧，从而更利于森林型物种入侵，而排斥了草原特有种。

此外，研究还发现，不同植被类型的变化幅度并不相同。Cerrado ss作为典型的开阔草原生境，转变最为明显——树密度增加、草被减少，生态位更趋近于森林，导致适应开放生境的小型哺乳动物逐渐被边缘化。这一发现也从群落水平印证了“生境过滤”与“竞争排斥”在驱动物种周转中的重要作用。

在讨论中，作者强调，塞拉多作为一个火适应生态系统，其物种与群落结构是在与火长期共存中形成的。完全压制火干扰不仅未起到预期保护效果，反而加速了生境退化与生物均质化，这对于依赖自然火维持的珍稀物种（如一些特有啮齿类和有袋类）可能是致命打击。与此同时，全球气候变化与人类活动加剧了极端野火风险，如何在防止大火灾害的同时恢复自然火制度，成为塞拉多乃至全球旱地生态系统管理的核心难题。

本研究以扎实的野外数据与严谨的分析表明，长期火缺失显著改变了塞拉多保护区的小型哺乳动物群落结构，造成物种周转与生态功能重组。这一结果挑战了传统的“防火即保护”范式，呼吁管理者重新审视火在生态系统中的角色，将计划火烧（prescribed burning）纳入保护实践，以模仿自然火 regime，维持植被异质性与物种多样性。论文发表于《Perspectives in Ecology and Conservation》，为全球干旱区生物多样性保护与火生态管理提供了关键案例与科学依据。