《Biological Diversity》：Ant Diversity of the Xisha Islands: Community Structure, Exotic Species Colonization, and Ecological Functions in a Tropical Coral Archipelago
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南海西沙群岛是处于全球气候变化和人为干扰前沿的典型热带珊瑚群岛，但其蚂蚁多样性及生态功能尚未被研究。本研究对七个岛屿的蚂蚁进行了系统调查，整合形态学鉴定与基于COI条形码的分子物种界定（采用ABGD、ASAP和bPTP方法）编制物种名录，并分析了岛屿地理特征、
南海西沙群岛是处于全球气候变化和人为干扰前沿的典型热带珊瑚群岛，但其蚂蚁多样性及生态功能尚未被研究。本研究对七个岛屿的蚂蚁进行了系统调查，整合形态学鉴定与基于COI条形码的分子物种界定（采用ABGD、ASAP和bPTP方法）编制物种名录，并分析了岛屿地理特征、人为干扰和植被类型对蚂蚁群落的影响。研究人员共记录5亚科17属21种蚂蚁，其中70%为本土种，30%为外来种。物种丰富度与岛屿面积和最近邻距离呈边缘不显著的正相关，而人为干扰是外来蚂蚁定殖的关键驱动因素。没有环境因子显著解释群落组成。大多数物种为地栖杂食动物；75%的物种与半翅目昆虫形成互惠关系，部分物种表现出潜在的传粉和种子传播功能。这项针对西沙群岛的首次全面蚂蚁物种编目填补了南海蚁类区系的关键知识空白，为珊瑚岛生态系统的生物多样性保护和入侵物种管理提供了科学基线。
**一、研究背景与科学问题**
蚂蚁是全球生态系统中占主导地位的昆虫类群之一，已描述物种超过12,500种，几乎占据所有陆地生态系统。它们作为捕食者、互惠共生者、种子传播者和生态系统工程师，在群落结构塑造、养分循环和能量流动中发挥基础性作用。岛屿生态系统为研究蚂蚁多样性和群落构建提供了特殊视角：岛屿生物地理学平衡理论认为岛屿物种丰富度反映迁入与灭绝之间的动态平衡，主要由面积和隔离程度介导。然而，岛屿蚂蚁群落日益受到人为力量的塑造，全球贸易和交通带来的人为扩散引入非本地物种，这些入侵蚂蚁通过竞争排斥、破坏互惠网络以及与半翅目昆虫的蜜露互惠关系加剧农业害虫暴发，对岛屿生物多样性构成严重威胁。
西沙群岛地处南海，是面临气候变化、海平面上升和人类活动加剧等多重压力的前沿区域。尽管其生态敏感性极高，该群岛的蚂蚁区系除一份早期简要报告外几乎未被研究，物种组成、生物地理亲缘、功能角色和入侵状况等基本问题均无答案。本研究旨在填补这一知识空白，开展西沙群岛七个岛屿的首次全面蚂蚁调查，具体目标包括：（1）整合形态学鉴定与分子物种界定编制可靠的物种名录；（2）评估岛屿面积、地理隔离、植被类型和人为干扰对蚂蚁物种丰富度及群落组成的相对重要性；（3）评估干扰对外来蚂蚁定殖的影响；（4）记录群落的生态功能性状，包括营养习性、筑巢策略和互惠关系。
**二、研究设计与技术方法**
研究人员于2019年旱季（4月17日至5月12日）和2024年雨季（1月6日至13日）对西沙群岛七个岛屿（永兴岛、晋卿岛、琛航岛、金银岛、羚羊礁、罗伯特岛、盘石屿）进行蚂蚁调查。样地涵盖林地、灌丛、草本群落、海岸灌丛草本群落及人为改造地表等多种生境，采用手工采集、扫网和黄盘陷阱三种方法，每岛调查至少5天。
关键的技术方法包括：第一，整合分类学方法——基于线粒体细胞色素氧化酶亚基I（COI）条形码序列，分别采用自动条形码间隙发现法（ABGD）、自动分割物种（ASAP）和贝叶斯泊松树过程模型（bPTP）三种分子物种界定方法，与形态学鉴定结果交叉验证。第二，生态统计分析方法——基于物种存在-缺失矩阵计算Jaccard相异系数量化β多样性；采用非度量多维尺度分析（NMDS）排序群落结构，使用envfit函数拟合环境因子；对连续环境因子采用Spearman秩相关分析，对分类分组变量采用Kruskal-Wallis精确检验并报告ε2效应量。第三，干扰度量化方法——整合遥感影像分析与已有珊瑚岛森林生态系统分类标准，计算人工区域面积占岛屿总面积比例，划分低度（<5%）、中度（5%–20%）和高度（>20%）干扰等级。
**三、主要研究结果**
**3.1 形态鉴定与分子分析**
形态学鉴定确认西沙群岛蚂蚁属于5亚科17属21种。其中切叶蚁亚科（Myrmicinae）物种最丰富（12种，占57%），其次为蚁亚科（Formicinae，5种，占24%）、臭蚁亚科（Dolichoderinae，2种），猛蚁亚科（Ponerinae）和伪切叶蚁亚科（Pseudomyrmecinae）各1种。三种分子界定方法结果基本一致：ABGD恢复25个分组，ASAP返回24个分区，bPTP界定22个推测种。18个形态种（86%）的分子分区与形态鉴定完全一致。不一致仅涉及三个分类单元：布拉沃尼兰蚁（Nylanderia bourbonica）被所有方法分为两组；黑头酸臭蚁（Tapinoma melanocephalum）和梅氏毛蚁（Trichomyrmex mayri）被ABGD和ASAP分别拆分但bPTP未拆分。重新检查这些类群的形态特征未发现遗传聚类间一致的诊断差异，因此保守保留原有21个形态种，并指出N. bourbonica可能存在隐存多样性。
**3.2 蚂蚁物种丰富度的空间分布格局**
岛屿间蚂蚁物种丰富度差异明显（范围4–11种）。永兴岛物种最丰富（11种），其次为羚羊礁和罗伯特岛（各6种），金银岛、琛航岛和盘石屿各5种，晋卿岛最低（4种）。N. bourbonica和kagutsuchi心结蚁（Cardiocondyla kagutsuchi）分布最广，出现于大多数岛屿。相反，入侵性红火蚁（Solenopsis invicta）和热带火蚁（Solenopsis geminata）仅局限于人为干扰程度最高的永兴岛。
**3.3 蚂蚁多样性和群落组成的环境驱动因子**
基于Jaccard相异系数的NMDS排序拟合度极佳（stress=0.0428），但envfit分析未检测到群落组成与任何环境变量（岛屿面积、最近邻距离、距大陆距离、人为干扰程度）的显著关联。物种丰富度方面，Spearman相关分析显示其与岛屿面积（rho=0.679，p=0.093）和最近邻距离（rho=0.708，p=0.075）呈边缘不显著的正相关，与距大陆距离（rho=0.330，p=0.469）和干扰程度（rho=0.092，p=0.845）无关联。植被类型对所有群落指标影响可忽略。相比之下，人为干扰程度虽未达统计显著但呈现较大的效应量：总丰富度ε2=0.502，外来种丰富度ε2=0.167，外来种比例ε2=0.616。外来种数量随干扰强度增加而增加（rho=0.674，p=0.097）：未受干扰岛屿0–1种，中度干扰岛屿1–2种，高度干扰的永兴岛3种。
**3.4 蚂蚁物种的生物学和生态功能性状**
蚂蚁群落以地栖筑巢（占85%）和杂食性（占80%）物种为主。本土种占区系的70%，其余30%（6种）为外来种。75%的物种与半翅目昆虫（蚜虫、粉蚧和木虱）存在互惠关系。40%的物种观察到潜在传粉功能（访花行为），35%的物种与种子传播行为相关。
**四、讨论与结论**
研究结果表明，西沙群岛蚂蚁区系以本土广义种为主，缺乏特有种，这与其较近的地质起源（更新世–全新世珊瑚礁形成）和靠近印澳生物区系来源一致，代表了区域物种库的嵌套子集而非独立辐射类群。岛屿面积与物种丰富度的边缘显著正相关符合物种-面积关系，但统计功效受限于样本量（n=7）。地理隔离效应不显著，归因于定期海上交通连接海南岛和亚洲大陆，有效消除了自然扩散障碍，同时群岛空间范围小，所有岛屿均在蚁后扩散范围内。人为干扰被确定为主要驱动力——永兴岛作为高度干扰岛屿，同时拥有三种外来种包括全球入侵性S. invicta和S. geminata，而未受干扰岛屿如羚羊礁最多仅一种外来种，表明完整的珊瑚岛生态系统保持着实质性的生物抗性。
研究结论认为，西沙群岛拥有一个物种贫乏但具有生态意义的蚂蚁区系，其特征为具有多种功能角色的本土广义种。人为干扰而非经典生物地理变量是构建该群落的主要因素，在人为改造岛屿上驱动外来蚂蚁建立，而完整岛屿则保持入侵抗性。这项研究为南海蚂蚁保护奠定了基础知识，并强调了在加速环境变化时代保护未受干扰珊瑚岛生态系统作为本土生物多样性避难所的紧迫性。
