咖啡和豆蔻胜过茶吗？生物多样性热点地区不同人为改造景观中鸟类多样性和群落格局的比较研究

《Journal for Nature Conservation》：Coffee and cardamom over tea? A comparative study on avian diversity and community patterns across different human-modified landscapes in a biodiversity hotspot

　　

摘要

热带农业生态系统在破碎化景观中保护生物多样性方面发挥着关键作用。本研究比较了 Wayanad 地区自然森林与三种选定的人工改造景观（咖啡、豆蔻和茶园——这些是印度西高止山脉种植的主要经济作物）之间的鸟类多样性和群落组成。我们旨在考察鸟类群落模式如何在不同强度改造的生境类型中变化，从而评估此类改造生境的保护潜力。我们的研究基于三年期间的野外和机会性观察，发现了 186 个物种。我们的发现表明，种植园支持了高鸟类多样性，其中咖啡种植园在所有类型中显示出最高的多样性。保留现有的本土树木覆盖，特别是在咖啡和豆蔻种植园中，对于确保这些种植园中鸟类的长期保护至关重要，这些种植园支持的森林内部物种比茶园更多。需要对 Wayanad 地区茶园中的鸟类进行进一步研究，以改善鸟类种群在此类重度改造生境中的持续性。

引言

热带生态系统因其显著的生物多样性而受到全球关注（Gibson 等，2011 年；Harvey 等，2020 年；Raven 等，2020 年；Pillay 等，2022 年），尤其是鸟类多样性（Raman，2006 年；Mulwa 等，2012 年；Somveille 等，2013 年；Callaghan 等，2021 年）。随着人口增加及随之而来的资源需求，热带森林生态系统继续面临由于转化为农业用地、建设和采矿活动而导致生境退化和破碎化的威胁（Malhi 等，2014 年；Martínez-Ramos 等，2016 年）。西高止山脉是世界上 36 个生物多样性热点地区之一（Habel 等，2019 年），沿印度西海岸延伸。其独特的地形和气候支持了高多样性的植被类型以及野生动植物。印度超过 30% 的植物和脊椎动物物种分布在西高止山脉（Nair and Daniel 1986 年）。它也被认为是一个特有鸟类区（Stattersfield 等，1998 年）。此外，这个生物多样性热点地区拥有最高的人口密度（Cincotta 等，2000 年）。结果，严重的生境退化和破碎化导致自然森林覆盖减少，进一步威胁了景观的生物多样性。将自然森林转化为农田、单一栽培种植园和农业生态系统等人工改造景观，是西高止山脉生境丧失的主要原因之一（Raman，2006 年；Sidhu 等，2010 年；Variar 等，2021 年）。

热带农业生态系统确实支持具有重要保护价值的生物多样性（Anand 等，2010 年；Ranganathan 等，2010 年；Mulwa 等，2012 年；Rocha 等，2019 年）。西高止山脉的人工改造景观以异质性和结构复杂生境为特征（Greenberg 等，1997 年），并在更大范围内为森林片段间的野生动物提供连通性（Anand 等，2010 年）。在热带地区，种植园等人类改变生境中的鸟类多样性已得到相当充分的记录（Sreekar 等，2013 年；Zhang 等，2013 年；Mandal and Raman，2016 年；Jarrett 等，2021 年；Raman 等，2021 年；Imron 等，2022 年；Edo 等，2024 年）。种植园中鸟类多样性、群落组成及其对生境变化的响应受多种因素影响，包括本土遮阴树的存在和多样性（Beehler，1987 年；Jones 等，2002 年）、树木覆盖范围（Thiollay，1995 年；Sidhu 等，2010 年；Goodale 等，2014 年）、距离残余森林或自然生境的远近（Anand 等，2008 年）或植被结构（Ohno and Ishida，1997 年；Raman，2006 年；Shahabuddin and Kumar，2006 年）。在当前因各种用途而广泛破坏和改发生境的背景下，农业生态系统有助于保留部分自然植被。它们在鸟类和其他物种在人工改造景观中的持续性方面发挥着关键作用。因此，此类生境必须得到有效管理，避免进一步退化，以保护农业生态系统的保护潜力，特别是在西高止山脉这样的生物多样性热点地区。然而，自然森林的重要性在许多层面上永远不能被妥协——它们提供的生态系统服务，以及保护巨大生物多样性的能力，特别是那些需要保护的物种，如稀有、受威胁和特有种，都是无可比拟的（Goodale 等，2014 年）。

本研究在印度南部西高止山脉东北部喀拉拉邦的 Wayanad 丘陵地区进行。该地区因咖啡、胡椒、茶、豆蔻、槟榔、大蕉和柚木等各种主要种植园作物而失去了相当数量的自然森林生境，从而创造了生境马赛克（Ramesh 等，1997 年；Anoop and Ganesh，2020 年）。退化或破碎化生境中物种丰富度或丰度的相关下降，突显了评估此类人工改造景观中物种多样性变化的紧迫性。尽管有关于涵盖西高止山脉部分地区的鸟类多样性的大量文献，但专注于南部西高止山脉 Wayanad 部分人工改造景观中鸟类的研究相对较少（Chandran and Vishnudas，2018 年；Selvi Priya 等，2020 年；Variar 等，2021 年）。我们的研究比较了 Wayanad 四种不同生境类型（自然森林生境、咖啡、豆蔻和茶园）之间的鸟类多样性和群落，所有这些都是不同的生境结构和改造程度。我们基于生境异质性理论（Tews 等，2004 年）提出了预测，该理论表明结构复杂、干扰较低且资源可用性较高的生境（如自然森林）将具有较高的物种多样性。鉴于相对较低的生境复杂性和更多的人类干扰，我们预测所选退化种植园中的鸟类多样性低于自然森林。此外，考虑到本土遮阴树在种植园中支持人工改造景观中更高多样性的作用（Sidhu 等，2010 年；Raman 等，2021 年），我们也预测在不同种植园中，咖啡种植园的鸟类多样性最高，茶园的最低。

章节摘要

研究区域

本研究在印度南部西高止山脉东北部喀拉拉邦的高海拔（海拔 800-2100 米）地区 Wayanad 进行。Wayanad 拥有适度凉爽湿润的气候，年平均温度为 23°C（Selvi Priya 等，2020 年），年平均降雨量为 2786 毫米（Census of India，2011 年）。独特的气候条件和景观异质性产生了广泛的生态系统，进而产生了丰富的动植物多样性。该

鸟类群落组成

我们从研究区域观察到 6332 只个体鸟类，属于 14 个目和 47 个科的 140 个物种。其中，咖啡种植园样线中的总物种丰富度和丰度均为最高。在四种生境中看到的最丰富的科（物种数量较多）是鸫科、鹰科和啄木鸟科（图 2）。我们观察到来自自然森林的 30 个科和 9 个目的 67 个物种的 808 只个体，以及 105 个物种的 2086 只鸟类

物种组成及跨生境类型的觅食功能群模式

总清单共有 186 个物种（见附录 A），其中包括几种受威胁和受保护的物种，西高止山脉的 Wayanad 地区拥有非常丰富的鸟类区系，大多数具有重要的保护意义。我们的主要结果表明，所选的咖啡种植园是有利的生境，支持最高丰富度和丰度的留鸟、候鸟、森林内部物种、特有种和食虫鸟类物种。候鸟、食虫鸟类的更多存在，

结论

我们的结果得到了区域和全球研究的支持，并与之一致，表明像咖啡和豆蔻种植园这样的农业生态系统，在管理良好且有遮阴的情况下，可以支持高鸟类多样性。所有四种生境类型中中等偏高的鸟类多样性表明，改进的管理实践（如减少树木砍伐/修剪、下层植被清理和推广本土遮阴）即使在不断的生境改造中，也有助于维持改造生境中的鸟类多样性。认识到

CRediT 作者贡献声明

Karthika Chandran：写作 – 回顾与编辑，写作 – 初稿，可视化，方法论，调查，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。Habeebrehman Hameed：写作 – 回顾与编辑，验证，监督，项目行政，资金获取，概念化。C.K. Vishnudas：。

未引用参考文献

Amaral and Ragusa-Netto, 2008, Carlo et al., 2004, Chetana and Ganesh, 2012, Clements et al., 2024, Connell, 1978, Fox, 2013, Jayapal et al., 2009, Meyer et al., 2021, Moi et al., 2020, Musa et al., 2023, Péron and Crochet, 2009, Petit et al., 1999, Planillo et al., 2021, ?ekercio?lu, 2012, ?ekercio?lu et al., 2002, ?ekercio?lu et al., 2007, Sridhar and Sankar, 2008, Vergara et al., 2020, Xu et al., 2022, Yuan et al., 2016.

竞争利益声明

作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系，可能影响本文报告的工作。

致谢

我们感谢喀拉拉邦生物多样性委员会（编号 783/A1/2017/KSBB）的 KC 博士奖学金为本研究提供资金。我们衷心感谢喀拉拉邦林业和野生动物部门授予我们南 Wayanad 分区野外工作的森林许可证（WL10-12840/2018）。我们感谢各种种植园的管理者/所有者、监督官员和工作社区允许在其财产内进行野外工作。我们感谢 Ashok Kumar 博士在期间的支持

Karthika Chandran|Habeebrehman Hameed|C.K. Vishnudas

印度喀拉拉邦科泽科德 673632，卡利卡特大学 Farook 学院（自治）研究生与研究动物学系