《Journal of Insect Conservation》：Local environmental conditions and fine-scale landscape composition shape dung beetle taxonomic and functional diversity and ecosystem functions in tropical grazing systems
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摘要翻译：理解局部环境条件与周围景观组成的细尺度变化如何共同影响生物多样性和生态系统功能，对于促进热带草原可持续畜牧业系统至关重要。粪甲虫是这些系统中的关键生物，贡献于养分循环、土壤生物扰动和粪便移除。研究人员评估了局部环境条件和周围景观组成如何影响巴西潘塔纳
摘要翻译：理解局部环境条件与周围景观组成的细尺度变化如何共同影响生物多样性和生态系统功能，对于促进热带草原可持续畜牧业系统至关重要。粪甲虫是这些系统中的关键生物，贡献于养分循环、土壤生物扰动和粪便移除。研究人员评估了局部环境条件和周围景观组成如何影响巴西潘塔纳尔原生牧场中粪甲虫的分类与功能多样性及其相关的生态功能。研究人员在十个样点采集粪甲虫组合，并量化了与土壤性质和植被结构相关的局部变量，以及每个采样点周围100米、200米和300米缓冲区内的景观组成。采用标准化方案评估分类多样性、功能多样性和生态系统功能。研究发现，局部环境条件和周围景观组成共同影响粪甲虫组合及其生态功能，但它们的相对重要性因响应变量而异。局部条件，尤其是土壤性质，是分类多样性和多度主要驱动因素，表明细尺度上存在强烈的环境过滤作用。相比之下，采样点周围草地和森林覆盖比例的变化对功能多样性和生态系统功能影响更强。这些发现表明，热带放牧系统中的生物多样性和生态系统功能受局部栖息地条件与细尺度景观组成的联合影响。昆虫保护启示：因此，将细尺度栖息地管理与景观级规划相结合，对于维持生态过程和支持热带放牧系统中的粪甲虫保护至关重要。
论文解读文章：
热带草原生态系统在全球范围内占据重要地位，但相较于森林生态系统，关于其生物多样性维持机制的研究相对匮乏。在巴西潘塔纳尔地区，广阔的天然牧场支撑着悠久的畜牧活动，理解局部环境过滤与周围景观组成如何共同塑造生物多样性和生态系统功能，对于协调畜牧业生产与生物多样性保护具有重要意义。粪甲虫（鞘翅目：金龟子科）作为关键生态功能群，对粪便移除、土壤生物扰动和养分循环具有直接贡献，且对环境变化高度敏感，是研究多尺度驱动因素的理想模型生物。然而，以往研究多集中于森林生态系统，对热带草原放牧系统中局部与景观因素相对作用的认知十分有限。
研究人员在巴西潘塔纳尔地区Aquidauana的十块天然牧场（优势草种为Andropogon spp.和Axonopus spp.）中开展研究，这些牧场具有至少70年的放牧历史，载畜量为每公顷0.5至1.0动物单位，未使用化肥、除草剂和兽药。研究于2016年1月至2月（雨季中期）进行粪甲虫采样，在每个样点沿500米样线设置三个陷阱点，每个点安装两个诱饵陷阱（分别使用腐肉和新鲜牛粪），诱捕48小时。共采集557头个体，隶属23种，其中Canthidium aff. viride为优势种（占总多度44.52%）。同时，研究人员在每个样点设置三个网围实验场地（直径1米），放置300克新鲜牛粪，24小时后测量剩余粪便重量以计算粪便移除量，并收集粪甲虫挖掘的土壤以量化土壤生物扰动。局部环境变量包括草本植被密度、沙粒含量和土壤压实度，景观变量则基于MapBiomas Collection 9数据在100米、200米和300米缓冲区内计算草地、森林和稀树草原覆盖比例。分类多样性采用Hill数（0D、1D、2D）和多度及生物量评估，功能多样性采用功能丰富度（FRic）、功能均匀度（FEve）和功能离散度（FDis）指数，基于七项功能性状（食物搬运策略、食性、昼夜活动、体质量等）计算。统计上采用尺度选择（Spearman相关）确定各景观变量最优缓冲半径，随后拟合广义线性模型（GLM）并基于AIC进行模型选择，最后通过层级划分（hierarchical partitioning）评估各预测因子的独立贡献。
研究结果分以下几个部分。**局部和景观变量对分类多样性、多度和生物量的影响**：土壤压实度增加显著降低物种丰富度（0D）和多度，表明土壤紧实限制了粪甲虫的掘洞和育雏行为，尤其不利于大型隧居型物种。沙粒含量增加对多度有正向作用，且排除优势种后该关系仍然成立，可能因为沙质土壤在潘塔纳尔开阔草原中比粘重紧实土壤更易掘进。草地覆盖比例（300米缓冲）正向影响生物量，因为草地为开阔环境物种提供了更多适宜栖息地，并可能与牛群空间分布相关。**局部和景观变量对功能多样性和生态系统功能的影响**：沙粒含量增加负向影响功能均匀度（FEve）和功能丰富度（FRic），土壤压实度增加降低功能丰富度，说明土壤性质作为强环境过滤器筛选特定功能性状组合，例如偏好松软土壤的小型粪居型物种。景观尺度上，森林覆盖比例（100米缓冲）负向影响功能均匀度和功能丰富度，森林覆盖比例（200米缓冲）负向影响土壤生物扰动，而草地覆盖比例（100米缓冲）正向影响功能丰富度。层级划分显示，森林覆盖（200米）对生物量和土壤生物扰动的独立贡献率分别为51.44%和32.07%，沙粒含量对功能均匀度的独立贡献率高达89.40%。
讨论部分指出，土壤压实和沙粒含量是潘塔纳尔天然牧场中驱动粪甲虫群落结构的主要局部过滤因素，这与森林生态系统中景观因素主导的模式形成对比。森林覆盖的负效应应理解为草原适应型组合对栖息地可用性的环境依赖响应，而非森林的固有负面作用。研究强调，保持草原与林地斑块的自然镶嵌格局对维持生态韧性至关重要。研究结论表明，热带放牧系统中粪甲虫分类和功能多样性及生态功能受局部土壤条件与细尺度景观组成的共同调控。管理上应优先减少土壤压实，同时维持草地与木本栖息地的自然共存，以支持粪甲虫群落及其生态功能。未来研究需在更广环境梯度和不同管理强度下验证这些关系的普遍性。该研究发表在《Journal of Insect Conservation》上，为热带草原畜牧景观的昆虫保护提供了重要科学依据。
