《Basic and Applied Ecology》：Predator – prey interactions are less specialised in urban parks compared to peri-urban forests
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物种多样性与相互作用网络的专化程度和复杂性以及相关生态系统功能的提供呈正相关。然而，人为环境（如城市区域）可能改变物种多样性，从而影响物种相互作用网络。例如，城市公园对支持城市鸟类多样性很重要，但鸟类与节肢动物的捕食相互作用可能较弱，同时昆虫控制或害虫去除等生
物种多样性与相互作用网络的专化程度和复杂性以及相关生态系统功能的提供呈正相关。然而，人为环境（如城市区域）可能改变物种多样性，从而影响物种相互作用网络。例如，城市公园对支持城市鸟类多样性很重要，但鸟类与节肢动物的捕食相互作用可能较弱，同时昆虫控制或害虫去除等生态系统功能的提供也减少。研究人员在一个包含四个样地的案例研究中，比较了城市公园和近郊森林中食虫鸟类及其猎物的网络，使用鸟类粪便样本的高通量DNA宏条形码技术（high-throughput DNA metabarcoding）。研究人员比较了两个栖息地之间的猎物分类多样性和组成，以及网络属性。研究人员构建了捕食者-猎物网络，涉及11个物种的50只个体鸟类，其粪便样本产生了超过1亿条序列读数，对应1363个节肢动物零半径操作分类单元（zOTU），归属于489个物种。研究人员发现，城市公园中猎物的多样性低于森林，城市样地之间的猎物组成重叠更多且周转率更低，表明猎物群落比森林样地更同质化。城市鸟类-节肢动物网络比森林网络更不专化、更嵌套且功能冗余更高。研究结果表明，城市区域捕食者-猎物相互作用的专化性丧失，是由于捕食者之间猎物物种重叠增加所致。然而，由于样本量有限，重建的网络无法完全表征局部鸟类群落，尽管主要物种已被采样。尽管推理范围有限，但观察到的专化性丧失可能对城市生态系统服务（如昆虫控制）产生更广泛的影响，但需要大量进一步重复来验证这些潜在后果。
**论文解读：城市公园与近郊森林中捕食者-猎物网络专化性的比较研究**
**研究背景与问题**
物种相互作用是生态系统功能（如分解、养分吸收、碳封存或害虫控制）的关键决定因素。相互作用网络的属性（如专化性、复杂性和相互作用多样性）受物种多样性影响，但人类活动（如城市化）导致的生物群落同质化可能改变这些网络。城市区域常减少专化物种的出现，使群落以少数常见、高适应性的泛化物种为主，导致物种多样性降低和群落同质化。然而，捕食者-猎物网络（如食虫鸟类与节肢动物）在城市与近郊栖息地之间的差异尚不清楚。现有研究发现，城市鸟类对节肢动物的捕食率随树冠覆盖增加而趋近森林水平，但猎物多样性是否影响相互作用以及网络属性如何变化仍未明确。理解这些差异对树木生物安全（如害虫控制）至关重要，因为鸟类可能通过降低食草作用和阻止害虫从城市向自然区域扩散而发挥关键作用。本研究旨在通过比较城市公园和近郊森林中鸟类-节肢动物相互作用网络，揭示猎物多样性、组成和网络属性的差异，为城市生态系统服务提供见解。
**研究内容与结论**
研究人员在瑞士苏黎世和卢加诺各选取一个城市公园和一个近郊森林，于2024年6月至8月收集鸟类粪便样本，通过高通量DNA宏条形码（high-throughput DNA metabarcoding）鉴定猎物节肢动物。共捕获11种鸟类的50个个体，获得18个森林样本和32个城市样本，测序得到1.31亿条序列，识别出1363个零半径操作分类单元（zOTU），归属于489个节肢动物物种。研究发现：城市公园中猎物多样性（Shannon和Simpson多样性）显著低于森林，且猎物组成更同质化（beta多样性更低）；城市鸟类-节肢动物网络更不专化（H2'指数更低）、更嵌套（wNODF更高）且功能冗余更高（FC指数更高）。结论表明，城市区域捕食者-猎物相互作用的专化性丧失，主要由于捕食者之间猎物物种重叠增加，导致网络同质化。该研究发表在《Basic and Applied Ecology》。
**关键技术与方法**
研究采用高通量DNA宏条形码技术（high-throughput DNA metabarcoding），针对鸟类粪便样本中的线粒体细胞色素c氧化酶基因（COI）的180碱基对（bp）片段进行扩增（使用CFMRb微型条形码），通过Illumina系统测序。生物信息学分析使用USEARCH软件进行去噪和零半径操作分类单元（zOTU）聚类，并与MIDORI2数据库比对以分类猎物。统计上，使用稀化与外推（rarefaction and extrapolation）方法标准化样本覆盖率（90%），基于Hill数（q=0,1,2）评估alpha、beta和gamma多样性；网络属性分析包括功能互补性（FC）、专化性指数（H2'）、生态位重叠（NO）和加权嵌套性（wNODF），并与零模型（1000次模拟）比较。样本来源：瑞士苏黎世和卢加诺的城市公园和近郊森林，共4个样地。
**研究结果**
**样本收集与测序结果**：共获得18个森林样本和32个城市样本，涉及11种鸟类。测序得到1363个zOTU，其中803个归属于489个物种。城市栖息地包含341个猎物物种，森林栖息地包含229个，重叠81个物种。
**猎物多样性分析**：在标准化90%样本覆盖率下，alpha和gamma多样性（Hill数q=0）在家族、属和物种水平上两个栖息地重叠，但Shannon和Simpson多样性（q=1和q=2）在森林中显著更高（例如，物种水平：森林α
q=1=116.4±8.7 SE，城市α
q=1=68.8±4.1 SE；森林α
q=2=37.1±4.5 SE，城市α
q=2=12.7±1.1 SE）。beta多样性（包括非重叠和周转组分）在栖息地间大多重叠，但城市猎物组成更同质化（更低的周转率）。
**网络属性比较**：城市网络在所有分类阶元上均比森林网络更冗余（FC更高，p<0.001），且两者均高于零模型预期。城市网络专化性（H2'）在家族、属和物种水平上显著低于森林网络（p<0.001），但高于零模型预期；zOTU水平的城市网络专化性低于零模型。城市网络生态位重叠（NO）在所有分类阶元上均高于森林网络，但两者均低于零模型预期（物种水平：z=-8.41，p<0.001）。城市网络嵌套性（wNODF）在物种、属和家族水平上低于零模型，但zOTU水平高于零模型；城市网络嵌套性高于森林网络。敏感性分析（随机降采样城市网络）确认了除FC外的所有结果，降采样后城市FC仍高于森林。
**讨论与结论**
讨论部分指出，城市公园中猎物多样性降低导致鸟类食谱更同质化，这与假设一致。尽管物种丰富度相似，但Simpson多样性显著降低，表明城市鸟类倾向于捕食更常见的猎物。网络属性变化（如专化性降低、嵌套性和冗余增加）与城市化导致的节肢动物多样性下降和捕食者选择性减弱相符。研究局限性包括样本量小（仅4个样地）、粪便样本仅反映瞬时饮食、以及网捕数据未能完全代表鸟类群落（如未捕获啄木鸟等专化种）。因此，结果不能直接推广，需进一步重复验证。
结论部分翻译：总之，本案例研究提供了初步证据，表明城市捕食者-猎物网络可能比近郊森林网络更同质化和更不专化。然而，这些结果必须谨慎解读。为确定观察到的模式是否超出本特定系统，未来研究应在多个城市-森林配对样地中进行更大重复，并包括更广泛的样地内饮食采样。网络属性的变化也可能取决于个体在栖息地间的饮食偏好转变。尽管本研究未设计用于测试这一点，但未来研究可旨在从两个栖息地收集同一物种的样本，以更好地理解变化的潜在原因。此外，为厘清驱动这些网络变化的机制，未来研究应直接量化猎物可用性，并纳入栖息地结构测量（如树冠覆盖和微生境可用性）。如果本案例研究的发现更广泛成立，它们支持了先前研究的假设，即保留城市绿地中的森林特征可促进物种相互作用异质性。维持城市中复杂、专化的捕食者-猎物相互作用最终可能对支持生态系统功能（如树木生物安全和害虫控制）至关重要，但验证这些功能的直接提供仍是未来研究的关键任务。
