环境梯度与人为干扰对亚马逊中央白砂森林中大型陆生哺乳动物群落结构的影响

《Journal of Animal Ecology》:Environmental and human-related gradients shape the community structure of medium and large terrestrial mammals in a central Amazonian white-sand Forest

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月22日 来源:Journal of Animal Ecology? 3.7

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  1.中大型陆生哺乳动物在热带森林生态系统中扮演着关键的生态角色;然而,环境过滤因子与人为干扰在亚马逊白砂生态系统(campinarana)中对这些动物群落的相对重要性仍知之甚少。 2.本研究评估了这些因素对亚马逊白砂生态系统中中大型陆生哺乳动物物种组成和栖息地

  
1.中大型陆生哺乳动物在热带森林生态系统中扮演着关键的生态角色;然而,环境过滤因子与人为干扰在亚马逊白砂生态系统(campinarana)中对这些动物群落的相对重要性仍知之甚少。 2.本研究评估了这些因素对亚马逊白砂生态系统中中大型陆生哺乳动物物种组成和栖息地利用强度的影响,同时也针对食果-食草动物功能群进行了分析。研究人员采用红外相机陷阱和结构方程模型(Structural Equation Modelling, SEM)进行研究。 3.研究人员在4721个相机陷阱日内记录了22个物种,群落组成以食果-食草动物以及广食性和栖息地泛化种为主,例如普通负鼠(Didelphis marsupialis)。 4.整体哺乳动物群落的栖息地利用强度在植被高度较低的区域更高,而地形相对于最近排水系统的高程(Height Above the Nearest Drainage, HAND)则通过植被结构产生间接效应。相比之下,食果-食草动物表现出更具选择性的响应,其在远离人类影响的区域栖息地利用强度更高。 5.哺乳动物群落组成主要受距房屋距离的影响,而食果-食草动物功能群的组成则与距房屋距离和树木高度均相关。 6.研究结果表明,即使是低水平的人类活动也足以改变哺乳动物群落的结构,这进一步强调了制定空间明确的管理策略的必要性,以保护这些独特且高度敏感生态系统的功能完整性。

论文解读

一、研究背景与科学问题

亚马逊热带雨林并非均质化的单一生态系统,而是由多种生境类型构成的复杂镶嵌体。其中,白砂生态系统(white-sand ecosystems)是一类独特但研究匮乏的生境,约占亚马逊地区面积的5%。这类生境分布于贫瘠、酸性、强淋溶的沙质土壤上,植被结构从开阔的草本灌木区(campinas)到低矮林地(campinaranas)不等,呈现出高度的生境异质性和特有性。尽管白砂生态系统具有极高的生态敏感性和保护价值,但关于其生物群落,尤其是中大型陆生哺乳动物的研究极为有限。
中大型陆生哺乳动物在热带森林中发挥着调节食物网、传播种子、维持养分循环等关键生态功能,同时它们对环境变化高度敏感,常被用作环境质量的指示物种。然而,在亚马逊白砂生态系统中,自然环境梯度(如水文条件和植被结构)与人为干扰(如居民点邻近度)如何共同作用于哺乳动物群落的物种组成和栖息地利用强度,这一核心机制尚未得到系统解析。以往的研究多集中于terra firme森林,缺乏在白砂生态系统中同时检验直接与间接效应的综合分析框架。
为此,本研究旨在首次评估水文梯度(以HAND指数衡量)、植被结构(以最大树高表征)以及人为干扰(以距最近房屋的距离度量)对亚马逊中央地区白砂生态系统(campinaranas)中大型陆生哺乳动物群落的直接与间接影响,并特别关注食果-食草动物功能群(frugivore-herbivore guild)的响应模式。

二、主要技术方法

研究人员采用RAPELD标准化样地系统,在巴西亚马逊内格罗河可持续发展保护区(RDS Rio Negro)内的三个模块共设置45个样地(包括30个均匀分布样地和15个河岸样地)。哺乳动物采样于2024年6月至2025年2月进行,涵盖干季和雨季,每样地布设一台红外相机陷阱,总计获得4721个相机陷阱日的数据。植被高度通过便携式地面LiDAR设备测量,HAND指数基于数字高程模型提取,距房屋距离通过Google Earth Pro结合实地验证确定。数据分析采用非度量多维尺度分析(Non-metric Multidimensional Scaling, NMDS)降维群落组成,并构建六个结构方程模型(Structural Equation Modelling, SEM)分别检验各变量对整体哺乳动物和食果-食草动物群落的物种组成及栖息地利用强度的直接与间接效应。

三、研究结果

3.1 物种记录与群落特征
研究人员共记录22种中大型陆生哺乳动物,隶属于7目12科20属,获得392次独立记录。最常记录的物种为普通负鼠(Didelphis marsupialis,67次)、斑纹刺豚鼠(Cuniculus paca,53次)、褐短尾鹿(Passalites nemorivagus,47次)、红短尾鹿(Mazama americana,41次)、领西貒(Dicotyles tajacu,37次)和白唇西貒(Tayassu pecari,35次),而细腰猫(Herpailurus yagouaroundi)和大犰狳(Priodontes maximus)仅各记录一次。食果-食草动物是最丰富的功能群(252次记录),其次为杂食动物(82次)、食虫动物(32次)和食肉动物(26次)。
3.2 结构方程模型分析
在所有六个模型中,HAND均正向影响植被高度,表明离排水系统越远、地势越高处植被越高大。对于整体哺乳动物群落,仅NMDS2轴所代表的物种组成受到距房屋距离的显著负向影响(系数=-0.48,p<0.001),表明群落组成沿人类邻近度梯度发生变化。整体哺乳动物的栖息地利用强度受植被高度的直接负向影响(系数=-0.45,p<0.001),即较低矮植被区域利用强度更高;HAND通过植被结构产生间接负效应(系数=-0.11,p=0.004)。对于食果-食草动物功能群,其物种组成同时受距房屋距离(NMDS1,系数=-0.31,p=0.046)和植被高度(NMDS2,系数=-0.37,p=0.046)的影响;其栖息地利用强度则仅受距房屋距离的正向影响(系数=0.37,p=0.011),即在远离人类居住区的区域利用强度更高。

四、讨论与结论

讨论部分总结: 研究结果表明,环境过滤因子和人为干扰共同塑造了白砂生态系统中大型陆生哺乳动物的群落结构,其中人为因素的作用更为一致和广泛。与预期相反,HAND并未直接作用于物种组成,但其通过正向调控植被高度间接影响了整体哺乳动物的栖息地利用,证实了非生物变量可通过塑造生境结构和资源可利用性间接影响动物群落。靠近水体(低HAND值)的低矮开放生境可能有利于斑纹刺豚鼠、领西貒等物种的利用,同时为食虫和杂食动物提供白蚁丘等重要食物资源。植被高度对整体哺乳动物栖息地利用的负向效应出乎意料,这可能反映了广食性和栖息地泛化种(如普通负鼠)在低矮开阔植被中的高频出现,而非对高森林的排斥。对于食果-食草动物而言,高大复杂的森林提供了更多食物资源和庇护所,尤其有利于低地貘和白唇西貒等大型物种。距房屋距离是决定整体群落组成的最主要因素,大型敏感物种(如美洲豹、貘、白唇西貒)倾向于远离人类居住区,而耐受性强的泛化种则更接近房屋,这种分布格局反映了狩猎压力和生活史特征的差异。食果-食草动物同样表现出对人为干扰的高度敏感性,其分布驱动了群落组成的变化和栖息地利用强度的空间差异。研究局限性包括未直接量化食物资源、人为压力仅通过距房屋距离间接推断、以及稀有物种对排序空间的潜在影响。
研究结论部分翻译:
  1. 1.
    白砂生态系统(campinaranas)中的中大型陆生哺乳动物群落以食果-食草动物和泛化种为主,特别是斑纹刺豚鼠、普通负鼠和鹿科动物。
  2. 2.
    水文梯度通过间接途径负向影响栖息地利用,凸显了非生物变量在塑造生境结构异质性和关键资源可用性方面的重要性。
  3. 3.
    人为影响(以距房屋距离为指标)是决定哺乳动物群落组成和食果-食草动物栖息地利用的主要因素。
  4. 4.
    这些发现强调,必须制定明确考虑人类存在的空间管理策略,并结合长期监测,以维持敏感物种的避难所,确保亚马逊白砂生态系统(campinaranas)的功能保护。
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