尺度为何重要:秘鲁亚马逊地区可可种植景观中动物多样性的驱动因素

《Agriculture, Ecosystems & Environment》:When scale matters: Drivers of faunal diversity in cacao production landscapes in the Peruvian Amazon

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月03日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 7.7

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   •协调生物多样性与生产力是热带地区的关键优先事项。•我们评估了高度森林砍伐的秘鲁亚马逊景观中的多维多样性。•更高的森林覆盖率、树木连通性和斑块面积提高了多维多样性。•农业林业中的可可种植可以承载与森林碎片相似的多维多样性水平。引言热带国家拥有全球最大比例的森林(45%)和最高

  
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    协调生物多样性与生产力是热带地区的关键优先事项。
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    我们评估了高度森林砍伐的秘鲁亚马逊景观中的多维多样性。
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    更高的森林覆盖率、树木连通性和斑块面积提高了多维多样性。
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    农业林业中的可可种植可以承载与森林碎片相似的多维多样性水平。

引言

热带国家拥有全球最大比例的森林(45%)和最高的全球生物多样性,但同时也集中了1995年至2025年间全球约90%的森林砍伐率(Bar-On等,2018;Song等,2018;Isbell等,2023;FAO,2025)。这些令人担忧的森林砍伐率对生物多样性保护、生态系统稳定性、粮食安全和农村人口的福祉产生了日益严重的影响(Isbell等,2023)。特别是南美洲,自1990年以来一直是全球森林砍伐率最高的地区,尽管近年来总体有所下降(FAO,2025)。
南美洲最大的森林砍伐份额是由农业转化引起的(Armenteras等,2017;Leblois等,2017;Curtis等,2018;Pendrill等,2022),这不仅导致了栖息地丧失,还加剧了碎片化和栖息地简化,进而造成陆地生物多样性丧失(Pimm等,2014;Newbold等,2015;Curtis等,2018;《生物多样性公约》,2020)。因此,在热带森林景观中协调生物多样性保护与生产力目标是日益被认可的优先事项(Foley等,2005;Song等,2018;Bishop等,2025)。为此,已经出现了两种主要策略:在生产性景观基质中保留足够的森林覆盖率,以及将树木和其他多年生植物整合到生产性土地利用中,通常称为农业林业(土地共享-节约之争)。例如,据报道,热带物种丰富度需要保留约50%的最少森林覆盖率。然而,这一阈值并不普遍适用,而是根据物种需求而有所变化,例如,对于本土鸟类,森林覆盖率需达到74%(Shennan‐Farpón等,2021)。景观中森林覆盖不仅取决于数量,其质量同样重要。值得注意的是,森林碎片化程度、森林斑块之间的生态连通性以及森林植被的结构多样性都被发现会影响人为景观中的生物多样性保护(Tscharntke等,2012;Haddad等,2015;Luther等,2020;Marjakangas等,2020;Martínez-Richart等,2025)。将这些景观格局要求整合到生产系统中,是加强野生生物多样性保护的当务之急。在此背景下,农业林业系统有可能通过在土地用途中创建结构复杂的栖息地,来补充景观中树木和森林覆盖的维护与连通性,这些栖息地支持更高的物种丰富度和功能性多样性(与单一种植相比),为植物、昆虫、鸟类和土壤微生物提供直接的保护效益(Castle等,2022;Mathieu等,2025;Santos等,2019)。指导湿润热带地区的农业景观设计,使其在生物多样性保护与生产活动之间取得平衡,需要了解景观基质中不同土地利用的推荐空间尺度和格局的可靠信息(Estrada-Carmona等,2022)。在这里,我们评估了不同土地利用和景观特征在解释秘鲁亚马逊乌卡亚利省——亚马逊森林砍伐热点之一——多种动物类群存在情况中的作用。
我们评估了动物多维多样性——代表鸟类、蝙蝠、地面昆虫和飞行昆虫——跨越四种不同的土地利用(即次生林碎片或退化原始林——以下简称森林碎片、可可农业林业系统、可可单一种植以及以牧场为主的退化区域),在每种土地利用的十个不同地点,跨越湿季和干季进行调查。我们表征了每个采样点的植被、生物物理特征以及局部土地利用和周围景观特征。我们利用这些信息评估了哪些局部样地和景观水平特征最影响多维多样性,以及哪些动物类群可能驱动了观察到的模式。
首先,我们假设每个采样点的土壤碳储量是多维多样性的良好预测因子,因为先前的研究表明它与南美洲的节肢动物和维管植物多样性共变(Peri等,2019;Flores-Ríos等,2020)。其次,我们假设不同土地利用之间的多维多样性存在差异,其中森林碎片具有最高值,因为它们是该地区本土栖息地的残余(Wang等,2019),其次是可可农业林业系统。最后,我们假设景观水平的驱动因素比局部样地水平的驱动因素对多维多样性的影响更大,因为景观异质性此前已被发现与更高的多样性相关(Hackett等,2024)。

章节摘要

研究区域

本研究开展在秘鲁乌卡亚利省西侧的帕德雷·阿巴德省,位于亚马逊盆地内。研究区域是亚马逊盆地热带雨林和山地前雨林的组成部分,以温暖湿润的气候为主,干季最高气温可达31.9°C。乌卡亚利省的平均降雨量为2,344毫米,在2月至5月间的湿季达到峰值。帕德雷·阿巴德省……

生物物理和气候驱动因素

我们从1公里空间分辨率的全球地貌分类图中提取了坡度信息。此处坡度以平均梯度斜率表示,代表特定的地貌区域(Iwahashi和Pike,2007)。我们从250米空间分辨率的SoilGrids分类学图中提取了土壤阶数据(Hengl等,2017)。气候驱动因素(年平均温度和年降水量)来自1公里空间分辨率的WorldClim数据。WorldClim……

结果

我们记录了182种鸟类、54种蝙蝠(即约占秘鲁目前已知鸟类和蝙蝠物种总数的10%和30%,Medina等,2023;Pacheco等,2021;Plenge和Angulo,2026)、861个陷 pitfall陷阱昆虫形态种和614个Malaise陷阱昆虫形态种。我们发现森林碎片中的采样点年均多维多样性值最高(0.651 ± 0.160),其次是可可农业林业系统(0.565 ± 0.119),退化区域……

讨论

我们的结果表明,连续土地利用斑块的面积、土地利用类型、森林碎片覆盖率以及景观中以树木为主的土地利用连通性,是最影响全年多维多样性的重要驱动因素。这证实了我们的假设,即与景观相关的生物物理预测因子对于定义改造栖息地中的多维多样性比单独的局部站点条件更为重要,尽管土地利用等局部条件也产生了影响……

结论

我们评估了多维多样性——包括多个动物类群的丰富度(鸟类、蝙蝠和昆虫,通过Malaise陷阱和陷 pitfall陷阱采集)——与秘鲁亚马逊人类主导地区中局部和景观水平驱动因素之间的关系,涵盖四种土地利用类型。热带季节性(干季与湿季)影响了不同土地利用之间的多维多样性模式,凸显了资源可获得性的重要性,特别是在干季。可可农业林业系统……

CRediT作者贡献声明

Sandra Duarte-Guardia:撰写–审阅与编辑,撰写–初稿,可视化,方法学,资金获取,正式分析,数据整理,概念化。Carolina Ocampo-Ariza:撰写–审阅与编辑,撰写–初稿,可视化,方法学,正式分析,数据整理,概念化。Isaura Menezes:撰写–初稿,可视化,正式分析,数据整理。Fernando Cerna:撰写–审阅与编辑,调查。Jorge E. Carrera:……

生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明

在准备本工作期间,作者使用了ChatGPT 4.1来优化和改善数据分析时的编码。在使用该工具后,作者根据需要审阅和编辑了内容,并对已发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本论文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢所有参与本研究开发过程中各环节的合作伙伴,感谢Colpa de Loros合作社方便我们在其关联农户地块上进行研究,感谢David Torres在野外工作中提供指导。我们还感谢Sandrine Petite博士的编辑工作以及匿名审稿人提供的有益反馈。

作者贡献

E.T、S.D、C.O.A、B.L构思了研究,S.D、C.O.、I.M.和E.T.整理了数据集,进行了分析并起草了……
Sandra Duarte-Guardia|Carolina Ocampo-Ariza|Isaura Menezes|Fernando Cerna|Jorge E. Carrera|Mauricio Ugarte|Yohamir Casanca|Luis Figueroa|Mabel Alvarado|Fernando Paz|Hendel Mateo|Mateo Nicoli|Carlos Poppe|Juniors Molina|Camila Cuya|Jean Luc Martin|Susan Medina|Brenton Ladd|Evert Thomas
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