布马迪纽尾矿坝灾难后陆生昆虫群落的季节性动态与生态恢复力研究

《Insect Conservation and Diversity》:Seasonal dynamics in terrestrial insect communities after the impact of the Brumadinho tailings dam disaster

【字体: 时间:2026年01月03日 来源:Insect Conservation and Diversity 3.2

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  本文通过为期两年的多类群监测,揭示了巴西布马迪纽尾矿坝溃坝后昆虫群落的生态响应。研究发现尽管遭受严重栖息地破坏,但泥流邻近区昆虫物种丰富度、季节性波动及β多样性(β-diversity)与参照区无显著差异,表明昆虫群落对尾矿沉积具有短期抵抗性(resistance)。保护区内独有物种数量最多,凸显其作为生物多样性库的关键作用。研究强调长期监测对识别矿业灾害延迟效应的重要性,为热带森林生态恢复提供科学依据。

  
引言
陆生昆虫群落作为生态系统功能的关键组成部分,通过调节养分循环、土壤形成、分解作用、授粉和食物网动态等过程发挥重要作用。这些生物组合对环境干扰高度敏感,其组成、多样性(如物种丰富度和β多样性)和生态相互作用易受扰动影响。由于生命周期短,昆虫被广泛认为是有效的生物指示剂。本研究以2019年巴西布马迪纽尾矿坝溃坝事件为背景,重点探究灾难对五种昆虫类群(蚂蚁、蜜蜂、蝴蝶、蜣螂和白蚁)的长期影响,通过对比泥流邻近区、参照区和保护区的群落动态,评估昆虫群落对突发性环境灾难的响应机制。
材料与方法
研究区域位于巴西米纳斯吉拉斯州的布马迪纽市,该地区属于季节性气候,旱季(5-9月)和雨季(10-4月)分明。我们在20个采样点布设了标准化样带,使用陷阱法( pitfalls traps)、色盘法(pan traps)和人工搜索等多种方法进行昆虫采集。统计分析采用稀有外推曲线(rarefaction and extrapolation curves)评估物种丰富度,利用S?rensen相异指数计算季节性β多样性,并通过广义线性混合模型(GLMMs)检验栖息地类型与季节因子的交互作用。
结果
共记录558个昆虫物种,包括227种蜜蜂、146种蚂蚁、74种蝴蝶、67种蜣螂和44种白蚁。 Venn图分析显示50.9%的物种为三类栖息地共有,而保护区内独有物种比例最高(46.8%)。物种丰富度分析表明,除白蚁外,其他四类昆虫均呈现显著的季节性变化,雨季物种数显著高于旱季。白蚁的丰富度在保护区内显著低于其他区域,可能与海拔和微气候差异有关。β多样性分解显示,季节性群落变化主要由物种周转(turnover)驱动,嵌套性(nestedness)贡献较低,且三类栖息地间无显著差异。
讨论
研究发现泥流邻近区昆虫群落保持了与参照区相似的丰富度和季节动态,这种稳定性可能源于森林结构的保留、景观连通性和代谢群落(metacommunity)的缓冲作用。昆虫的高扩散能力使其能够从周边未受干扰斑块快速重建种群。保护区内独有物种数量突出,印证了其作为生物多样性库的核心价值。白蚁类群对微环境因子的特殊响应提示不同类群存在差异化的生态适应策略。研究强调在长期人为干扰背景下,昆虫群落可能已形成对胁迫因子的适应性,但需警惕累积效应引发的生态韧性衰退。
研究意义
本研究首次系统揭示尾矿坝灾难后昆虫群落的季节性动态规律,证实了热带森林昆虫群落对突发性环境灾难的短期抵抗能力。提出的多类群监测框架为矿业灾害生态评估提供方法论支持,对制定生物多样性保护策略具有重要参考价值。后续研究需关注长期演替过程中可能出现的延迟效应,以及代谢群落过程在维持生态系统稳定性中的具体机制。
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