《Journal of Animal Ecology》:Mammalian herbivory indirectly shapes savanna arthropod communities but only at very low or high levels
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本研究通过肯尼亚半干旱稀树草原的六种食草处理实验,揭示哺乳动物食草作用对地面活动节肢动物(尤其是蚂蚁)群落的间接塑造机制。研究发现,中等强度食草处理对节肢动物多样性和组成影响微弱,而极高强度食草(导致短草群落和裸地)与完全排除食草(引发木本植物入侵)会通过植被结构变化显著改变群落组成。该研究为全球变化背景下大型草食动物流失与牲畜扩张的生态后果提供了关键实证,对非洲萨瓦纳生态系统保护具有重要启示。
引言:食草动物变化对稀树草原生态系统的冲击
稀树草原作为生物多样性热点和人类生计支撑系统,正经历大型草食动物的剧烈更替:原生动物因盗猎和土地利用变化衰退,家畜数量持续上升。这种草食动物组成与密度的改变会通过植被结构间接影响节肢动物群落,尤其是承担关键生态系统功能的蚂蚁等类群。然而,当前针对全谱系草食处理下节肢动物响应的系统性研究仍显不足。
研究方法:多梯度食草处理下的群落采样
研究在肯尼亚莱瓦和博拉纳保护区设置6种食草处理梯度:A(野生动物+高强度家畜)、B(野生动物+轮作家畜)、C(仅野生动物)、D(新生象排除区)、E(老旧象排除区)、F(全排除区)。通过20个样地的陷阱法收集地面节肢动物,重点分析蚂蚁的物种丰富度、多度和群落组成,并同步测量裸地覆盖率、草本高度、树木密度等植被参数。
结果揭示:极端食草压力下的群落重组
- 1.
蚂蚁多度与丰富度对食草梯度不敏感,但群落组成在极端处理(A和F)出现显著分化。
- 2.
高强度食草通过形成短草群落和裸地斑块,促进蚂蚁物种更替(βJTU=0.724),典型萨瓦纳特有种如收获蚁(Messor)增多。
- 3.
食草排除引发木本植物入侵(树木密度达28.5棵/公顷),导致物种嵌套性流失(βJNE=0.093)和专性草原蚂蚁减少。
- 4.
植被参数(PC1代表草多样性覆盖度,PC2代表木本覆盖度)仅解释12.45%的群落变异,表明中等食草强度下群落具有较强韧性。
讨论:管理启示与功能权衡
研究证实非洲稀树草原节肢动物对中等强度草食变化具有缓冲能力,但极端处理会导致功能群重组。家畜轮牧(处理B)未显著改变植被结构,提示适度混合放牧可与生物多样性保护协同。然而,木本入侵引发的专性物种丧失警示原生草食动物衰退的长期风险。未来需关注群落组成变化对种子传播、养分循环等生态系统功能的潜在连锁效应。
局限与展望
限于现实景观中处理样本量的不均衡性,以及干旱后植被恢复的动态影响,结论外推需谨慎。建议未来在更多样土壤类型(如红砂土)和降雨梯度下验证规律,并加强节肢动物功能性状与生态系统过程的关联研究。