森林策略与凋落物特征决定了整个叶片凋落物分解过程中的无脊椎动物群落响应

《Pedobiologia》：Forest strategy and litter identity determine invertebrate community response across the leaf litter decomposition process

【字体：大中小】 时间：2026年10月16日 来源：Pedobiologia 2.6

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　　 •恢复策略和植物种类对无脊椎动物的丰度和群落组成有显著影响。•凋落物中无脊椎动物的分类多样性和功能多样性在凋落物分解过程中保持稳定。•在土著林种植园的无脊椎动物物种丰富度和功能多样性方面，与次生林相当。引言原始森林的砍伐被认为是生物多样性丧失的主要驱动因素（Barlow等人，

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恢复策略和植物种类对无脊椎动物的丰度和群落组成有显著影响。
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凋落物中无脊椎动物的分类多样性和功能多样性在凋落物分解过程中保持稳定。
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在土著林种植园的无脊椎动物物种丰富度和功能多样性方面，与次生林相当。

引言

原始森林的砍伐被认为是生物多样性丧失的主要驱动因素（Barlow等人，2016）。为应对生物多样性下降，全球已制定各种森林恢复策略，包括大规模倡议，如《波恩挑战》，其目标是在2030年前恢复3.5亿公顷退化土地（Stanturf等人，2019）。在此背景下，土著林种植园被广泛实施（粮农组织，2025）。尽管种植园无法达到自然森林的生物多样性水平，但一些研究表明，土著林种植园支持了良好的生物多样性水平（Casta?o-Villa等人，2019；López-Bedoya等人，2021）。然而，土著林种植园与自然森林的等效性仍有争议，尤其是在生态系统功能方面（López-Bedoya等人，2022）。因此，研究森林恢复策略如何影响生物多样性和生态系统过程对于提供管理建议至关重要（Hua等人，2022）。

凋落物分解被用作森林恢复成功的指标（Rai等人，2016），因为它在养分循环和生态系统功能中起着至关重要的作用（Giweta，2020），并且对干扰梯度敏感（da Silva等人，2018）。然而，研究表明，凋落物性状的高功能丰富度或均匀度可能会介导凋落物分解作为恢复指标的效应（例如，Castillo-Figueroa和Posada，2025；Castillo-Figueroa等人，2025）。凋落物分解与生物多样性相关（尤其是无脊椎动物群；Zeng等人，2024）；因此，研究参与分解的无脊椎动物对于为恢复工作中的管理建议提供信息至关重要，因为无脊椎动物生物多样性的变化会影响分解速率和养分释放（Eisenhauer等人，2023），这取决于生态系统背景和环境条件（Castillo-Figueroa和Castillo-Avila，2025）。然而，对不同森林恢复策略下无脊椎动物群落的了解，以及在分解过程中驱动无脊椎动物群落变化的凋落物性状的认识仍然有限（Giweta，2020）——在热带生态系统中尤其如此（例如，Cole等人，2016；Ospina-Bautista等人，2022）。

无脊椎动物群落预计在不同森林恢复策略之间存在差异，枯枝落叶动物群多样性以及捕食性类群的丰度，包括蜘蛛目、蜂类和某些甲虫，通常在成熟森林中高于恢复中的森林（Cole等人，2016）。这些变异源于栖息地特性和凋落物种类的变化（H?ttenschwiler等人，2005；Hedde等人，2010）。森林恢复策略在植被结构、林冠开阔度、土壤微气候、坡度、凋落物深度和凋落物掉落率等特性上存在差异（Getaneh等人，2022；Morriffe-Mestre等人，2023）。植物多样性和林冠开阔度调节微气候条件，特别是土壤温度和湿度，同时为无脊椎动物提供凋落物资源（Cole等人，2016；Castillo-Avila等人，2025）。恢复过程中的植物群落变化伴随着凋落物种类及其功能性状的变化。凋落物种类及其物理性状（例如，叶片面积、干物质含量、C:N比）影响凋落物分解过程中的资源释放（Getaneh等人，2022），并作为无脊椎动物定殖和摄食的屏障（Laird-Hopkins等人，2017；Wang等人，2024）。例如，较高质量的落叶（即较低的C:N比、C:P比和较高的SLA）会导致更快的养分释放以及更多的无脊椎动物定殖和摄食（Ott等人，2014；Ganault等人，2022；Castillo-Figueroa等人，2025）。

分解时间影响凋落物的物理性状，森林栖息地中凋落物资源在分解过程中持续减少（Krishna和Mohan，2017），进而影响相关无脊椎动物群落的变化（参见物种-能量关系；Wright，1983；Evans等人，2005）。分解时间影响与凋落物相关的真菌群落（Vorí?ková和Baldrian，2013），丛枝菌密度增加而真菌丰富度减少（Rivera等人，2025）。真菌群落的这些变异也会影响无脊椎动物群落，因为真菌是一些无脊椎动物（如螨虫、线虫和弹尾虫）的食物资源（G?rres和Amador，2021）。在此背景下，了解影响凋落物分解和无脊椎动物群的因素有助于评估森林恢复工作。

大多数关于落叶分解影响的研究使用无脊椎动物物种多样性作为生物多样性的替代指标（Zeng等人，2024）。然而，无脊椎动物物种生活史性状上的差异可被视为分类学响应的补充（Edwards等人，2014）。凋落物分解条件的变化可以充当过滤装置，只允许一定范围的性状持续存在（Sauvadet等人，2017；McCary和Schmitz，2021；Wang等人，2024）。凋落物分解促进了具有多样功能性状的类群的出现，尤其是关于食性的（例如，碎屑食者和植食性者），而其他性状，如体型，则保持相对相似（Castillo-Figueroa和Castillo-Avila，2025；Varela等人，2007）。由于物种性状影响整个群落中的生态关系，建议将功能多样性评估作为分解过程的补充替代指标（Bonfanti等人，2025），并用于评估森林恢复的成功（Carlucci等人，2020）。关于功能多样性的研究有助于深入了解无脊椎动物群落如何对森林恢复策略做出响应（例如，Audino等人，2014；Mumme等人，2015）。

我们设计了一项为期180天的凋落物分解实验，使用安第斯桤木种植园和自然恢复林分中Alnus acuminata和Hedyosmum bonplandianum的凋落物，以研究凋落物分解过程中分解时间、植物种类和森林恢复策略对无脊椎动物群落响应的影响。我们预测：（H1）森林恢复策略（安第斯桤木种植园 vs. 自然恢复）和凋落物种类（A. acuminata vs. H. bonplandianum）会影响无脊椎动物群落的变化，而自然恢复（后文简称次生林）和较高质量的凋落物会增加无脊椎动物的分类和功能多样性；以及（H2）分解时间会影响分类和功能多样性，由于凋落物和真菌资源的减少，多样性在整个分解时间中呈下降趋势。

各章节摘要

研究区域描述

本研究在哥伦比亚中部安第斯山脉的里奥布兰科森林保护区进行（5°4'7.5396" N；75° 26'55.4454" W；Ospina-Bautista等人，2022）。年均降水量为2500毫米，呈双峰降雨格局，雨季为4-5月和10-11月；年均温度为19 ± 3 °C。最常见的地貌为带条纹和沟槽的丘陵地形以及坡度从强倾斜（12–25%）到中等陡峭（50–75%）的山地景观（

总体概述

总体而言，我们发现了78个无脊椎动物分类群——主要是在科一级——参与了凋落物分解过程，其中双翅目和鞘翅目最为多样，分别包含11科和10科（表2）。研究中共采集了19428只与凋落物分解袋相关的无脊椎动物，其中6963只来自次生林，12465只来自安第斯桤木种植园，每个凋落物袋分别为74.04±44.19只和129.84±59.81只

讨论

我们评估了森林恢复策略、凋落物类型和分解持续时间在凋落物分解过程中对无脊椎动物群落的影响。总体而言，我们发现：（i）森林恢复策略和凋落物种类会影响无脊椎动物群落，尤其是在丰度和群落组成方面，以及（ii）分解持续时间影响无脊椎动物群落的响应；值得注意的是，无脊椎动物物种丰富度、丰度和功能多样性在

结论

我们的结果表明，在热带安第斯森林中，森林恢复、植物种类和分解时间均影响无脊椎动物的响应。在整个分解过程中，安第斯桤木种植园可能促进更多的凋落物无脊椎动物定殖，同时保持相似水平的分类和功能丰富度。这些发现表明，以A. acuminata为主的土著林种植园可以作为热带

资金支持

本研究是项目编号为2122416的《Alnus acuminata种植园和次生林中落叶分解》项目的一部分，由哥伦比亚卡尔德斯大学研究研究生院资助。P.A.L.B.获得了高级人员培训协调处（CAPES）的博士奖学金支持。

未引用参考文献

（Arnett和Thomas，2000；Betancurt-Grisales等人，2021；Botta-Dukát，2005；Clarke，1993；Jewell等人，2015；Jocqué等人，2006；Laird-Hopkins等人，2017；López-Bedoya等人，2021；López-Bedoya等人，2022）

作者贡献声明

Fabiola Ospina-Bautista：写作—审阅与编辑、资源、项目管理、形式分析、概念构思。Johana Porras-Forero：写作—审阅与编辑、写作—原稿撰写、方法学。Pablo A. López-Bedoya：写作—审阅与编辑、写作—原稿撰写、方法学、形式分析、数据整理。Jaime V. Estevez：写作—审阅与编辑、资源、项目管理、概念构思。Eliana J. García-Marín：写作—审阅与编辑、写作—

生成式人工智能及人工智能辅助技术在写作过程中的声明

在准备本作品期间，作者偶尔使用ChatGPT来提高特定句子的可读性。在使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对所发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

所有作者声明，与本研究的利益无冲突。

致谢

我们感谢阿瓜斯·德·马尼萨莱斯公司提供里奥布兰科森林保护区的野外工作许可。我们感谢Carlos Perafán、Daniela Martínez、Sebastián Galvis、Maryzender Rodríguez、Camilo Llano、Juan Mateo Rivera和Fabián García在鉴定和确认无脊椎动物材料方面提供的支持。

利益冲突