阿根廷卡塔马卡两个对比鲜明的旱地生态区间蜘蛛群落的物种高更替率与功能群转变

《Journal of Arid Environments》:High species turnover and guild shifts in spider communities between two contrasting dryland ecoregions of Catamarca, Argentina

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月26日 来源:Journal of Arid Environments 2.5

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   摘要蜘蛛(Araneae)群落对环境过滤的响应敏感,是环境变化的重要指示类群,但在全球干旱地区,尤其是阿根廷西北部,相关研究仍十分匮乏。我们比较了卡塔马卡省两个对比鲜明的生态区——蒙特区(Monte de Sierras y Bolsones)和普纳区(Puna)——蜘蛛群落

  

摘要

蜘蛛(Araneae)群落对环境过滤的响应敏感,是环境变化的重要指示类群,但在全球干旱地区,尤其是阿根廷西北部,相关研究仍十分匮乏。我们比较了卡塔马卡省两个对比鲜明的生态区——蒙特区(Monte de Sierras y Bolsones)和普纳区(Puna)——蜘蛛群落的α多样性和β多样性。我们在三个季节中对12个样点进行了采样,使用陷阱法和真空吸虫法分别对地面层和植被层进行了采集。共收集到1195个个体,涉及109种、28科。蒙特区在丰度和丰富度上均高于普纳区(N = 653,S = 68)(N = 542,S = 59),两者仅共享18种。Hill数字廓线证实蒙特区具有更高的多样性。β多样性较高,且以物种周转(96.98%)为主导,而非嵌套性。主坐标分析(PCoA)和置换多变量方差分析(PERMANOVA)揭示,在植被结构、温度和基质覆盖度梯度上(第一轴:解释方差的60.17%),两群落的组装谱系完全分离。指示值分析鉴定出23个对某一生态区具有高归属性的指示种,反映出从蒙特区以结网功能群为主到普纳区以地面捕猎功能群为主的转变。这些结果强调了短距离内强环境过滤的作用,并凸显了蜘蛛作为生态区完整性敏感指示生物的价值。

引言

蜘蛛是泛化性捕食者,在调控无脊椎动物种群数量和调节陆地生态系统中营养网络的运转方面发挥着根本性的生态作用(Cardoso等,2011;Almada和Sarquis,2017)。鉴于气候变量已被公认是沿海拔梯度和气候梯度驱动蜘蛛多样性和群落组成的主要因素(Wan等,2025),理解干旱环境中该类群的多样性格局对于评估其在生态系统过程中的作用并分析其对环境梯度的响应至关重要,同时这也凸显了其作为气候变化生物指示器的潜力。阿根廷西北部的半干旱和干旱地区拥有令人瞩目的生物多样性,但该地区陆生节肢动物 fauna,尤其是蜘蛛群落,是该国研究最为薄弱的类群之一(González-Reyes等,2017;Macagno等,2022)。
蜘蛛群落受到非生物因素(海拔、温度、降水、太阳辐射和土壤特性)和生物因素(植被结构和覆盖度、微生境可用性及初级生产力)的显著影响(Rodríguez-Artigas等,2016;M?sviken等,2023)。这些因素作为环境过滤器,影响着群落的觅食策略、分类组成、丰度和本地丰富度(Müller等,2022)。例如,土地利用变化改变的基质组成(沙质和黏土含量)及植被结构被发现能独立于物种丰富度而过滤蜘蛛功能性多样性,有利于泛化种而非特化种(Joseph等,2018)。在山区和干旱地区,环境梯度往往尤为显著,即便地理位置相近的样点之间也能产生高空间异质性和强烈的动物区系分化。
在此背景下,阿根廷西北部的蒙特区(Monte de Sierras y Bolsones,以下简称蒙特区)和普纳区生态区代表两个对比鲜明的系统,非常适合评估上述模式。蒙特区的气候为干旱至半干旱(海拔749–1020 m),植被以高灌丛草原为代表,在丘陵带或排水良好的土壤区域有时非常稀疏;而普纳区海拔更高(通常超过3000 m),呈现出极端温度、强辐射和低植被覆盖度的极端条件(Morello等,2012)。这些差异施加了严格的生态过滤,对不同蜘蛛群落进行了差异化塑造。
从保护角度看,在当前生物多样性加速丧失和全球气候变化的背景下,生态区方法具有特殊意义。Morello等(2012)通过整合环境梯度划分的生态区,为识别优先区域和制定保护区域生物异质性的管理策略提供了操作性单元,包括β多样性格局。β多样性,尤其是其物种周转组分,是保护规划的有效工具(Socolar等,2016)。该方法不仅关注本地丰富度,还能量化样点间的组成分化,识别独特和互补的群落,以及设计能够最大化区域多样性代表性的保护区网络(Rodríguez-Artigas等,2016)。
阿根廷西北部的蒙特区和普纳区生态区正日益受到沙漠化、过度放牧和气温升高的威胁。因此,理解蜘蛛β多样性格局对于评估这些群落的脆弱性并优先保护能够保存α多样性和各生态区组成独特性的保护单元至关重要。尽管具有重要的生态和保护价值,但目前针对卡塔马卡省蒙特区和普纳区生态区的蜘蛛尚无专门研究。这种信息空白使得我们无法判断这些生态区是否充当环境过滤器从而促进离散群落的形成,或者两者之间是否存在渐变过渡。为检验这一假设,我们选择了阿根廷西北部卡塔马卡省西部作为研究系统,该区域因显著的海拔和气候梯度而具有明显的环境异质性,为评估干扰蒙特区与普纳区蜘蛛群落的生态因素提供了理想的环境背景。
本研究旨在考察阿根廷卡塔马卡省两个生态区蜘蛛群落的α多样性和β多样性。具体目标为:(1) 评估蒙特区与普纳区之间群落丰富度、丰度和结构的差异;(2) 检验β多样性的程度及其组分(周转与嵌套);(3) 探讨群落组成与非生物及生物环境变量的相关性。据此,我们提出以下假设:H1. 蒙特区植被的结构复杂性更高,将作为环境过滤器,通过提供更广泛的微生境和附着基质(尤其是为结网功能群),使蜘蛛群落具有比普纳区更高的α多样性(物种丰富度和均匀度);H2. 蒙特区与普纳区之间的β多样性较高,且主要由物种周转而非嵌套性驱动,反映出强烈的环境过滤作用,而非沿梯度的渐进性嵌套物种丧失;H3. 蜘蛛群落组成与植被结构和气候变量显著相关,指示种和功能群因生态区的栖息地架构差异而不同,即结构复杂的蒙特区有利于结网功能群,而开阔简化的普纳区有利于地面捕猎功能群。

各节摘要

研究区域

本研究在阿根廷卡塔马卡省西部开展,涉及波曼(Pomán)和安达尔加拉(Andalgalá)两个县(图1)。根据Morello等(2012)提出的划分方案,该区域包含蒙特区(Monte)和普纳区(Puna)生态区。
蒙特区生态区的6个采样点分布在波曼县(波曼地区;2个样点)和安达尔加拉县(Huaco和Villa Vil地区;各2个样点;海拔749–1020 m,见表1)。该生态区的特点是

结果

共收集到1195个蜘蛛个体,分属109种,分布于28科。蒙特区生态区的丰度和分类丰富度(N = 653,S = 68)均高于普纳区(N = 542,S = 59)(图2),两个生态区共享约18种(见附表S1了解样点和季节层面的变异情况)。

讨论

本研究结果支持了针对卡塔马卡省蒙特区(Monte de Sierras y Bolsones)和普纳区(Puna)生态区蜘蛛群落提出的三个假设。α多样性在蒙特区高于普纳区,与H1一致。群落组成在两个生态区之间差异显著,以物种周转为主导而非嵌套性,与H2一致。指示种和功能群在两个生态区之间也存在差异,与

CRediT作者贡献声明

Franco Luis Morales:撰写——初稿、调查研究、形式分析、概念构思。Liliana B. Salas:撰写——审阅与编辑、方法论、概念构思。Alda González:撰写——审阅与编辑、方法论、概念构思。José A. Corronca:撰写——审阅与编辑、监督、方法论、形式分析、概念构思。

生成式AI和AI辅助技术在文稿准备过程中的声明

在准备本工作期间,作者使用了Claude(Anthropic)协助参考文献列表的核验和格式整理。作者已对所有输出内容进行了审阅和编辑,并对已发表文章的科学内容、分析和结论承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的经济利益冲突或个人关系,这些因素可能影响本文所报告的工作。

致谢

本工作得以完成,得益于国家科学技术研究委员会(CONICET)在项目实施期间提供的支持。我们同样感谢FACEN-UNCA科学技术秘书处和CIUNSa-UNSa提供的支持。
Franco Luis Morales|Liliana B. Salas|Alda González|José A. Corronca
自然科学与精确科学学院(FACEN),卡塔马卡国立大学(UNCA),Belgrano大道300号,San Fernando del Valle de Catamarca,Catamarca,邮编4700,阿根廷
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