肯尼亚泰塔山生物多样性热点区蝴蝶群落的关键生境:林缘与农田的生态功能解析

《Global Ecology and Conservation》:Forest Edges and Farmlands as Key Habitats for Butterfly Communities in a Biodiversity Hotspot: A Case Study from the Taita Hills, Kenya

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Global Ecology and Conservation 3.4

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  本研究针对全球生物多样性丧失与栖息地破碎化的严峻挑战,以肯尼亚泰塔山破碎化云林为案例,通过跨季节样线调查与诱捕法系统比较林缘与农田生境中蝴蝶群落的组成、丰富度与多样性。结果表明,林缘区域的物种丰富度、个体数量及香农多样性指数均显著高于农田,且栖息地类型与季节变化共同驱动群落分化;尽管农田生境对部分森林特有种和草原种具有支撑作用,但林缘作为濒危特有种(如Cymothoe teita)的核心栖息地具有不可替代的生态价值。研究强调保护残留原始林片段、构建异质化农业景观对维持热带山地生物多样性的重要意义,为碎片化景观中的昆虫保护提供科学依据。

  
在人类活动加剧的“ Anthropocene(人类世)”时期,全球生物多样性正以前所未有的速度衰退,其中昆虫类群的衰减尤为触目惊心。栖息地丧失、农业集约化、气候变化等多重压力,使得许多原本连片的自然生态系统被割裂为孤岛状碎片。位于肯尼亚东南部的泰塔山(Taita Hills),作为东弧山脉(Eastern Arc Mountains)北延的唯一区域,被列为全球36个生物多样性热点之一。然而,过去的森林覆盖率已丧失约98%,残留的12片云林碎片被农田、聚落和外来树种包围,生态系统服务及特有物种生存面临严重威胁。
在这一背景下,蝴蝶作为对环境变化高度敏感的生态指示类群,其群落动态可直观反映生境质量与景观健康。为明确碎片化景观中不同生境类型对蝴蝶多样性的维持能力,研究人员在泰塔山第二大残留云林——Ngangao森林及其周边农田中,于2017年12月至2018年5月间开展系统调查。通过设置平行于林缘与垂直延伸至农田的千米样线,结合样线计数法与Van Someren-Rydon诱捕器,共记录到5科62属144种蝴蝶,累计个体17,438只。研究聚焦四大核心问题:林缘与农田生境中蝴蝶群落结构有何差异?干湿季节如何影响群落动态?物种丰富度与多度是否随远离林缘而递减?森林特有种是否会向农田扩散?
关键技术方法
研究在Ngangao森林边缘及毗邻农田布设各两条1公里长样线,每条样线划分为5个100米子样方,形成共20个采样点。采用样线计数法(每样方20分钟观测)与果实诱捕法(每点布设2个陷阱)相结合进行蝴蝶采样,覆盖干湿两季。数据通过R语言进行多样性指数计算、线性混合模型、NMDS(非度量多维尺度分析)及PERMANOVA(置换多元方差分析)等统计检验,评估生境与季节对群落的影响。
研究结果
3.1 物种组成与栖息地差异
林缘生境的物种丰富度(77.5±3.3)、个体数量(1048±110)及香农多样性指数(3.61)均显著高于农田(分别为59.4±1.95、696±62、3.31)。NMDS分析显示两生境群落结构显著分离(R2=0.33, p<0.001)。34种蝴蝶的丰度存在生境偏好性,其中29种显著偏向林缘,多为森林或林地特有种;仅5种在农田中更丰富,属干扰耐受型或广布种。
3.2 季节动态
湿季物种丰富度(56.6±2.7)显著高于干季(47.7±2.1),但个体数量与多样性指数无显著季节差异。28种蝴蝶呈现显著季节性响应,如Byblia ilithyia湿季丰度更高,而Belenois aurota aurota干季更活跃。
3.3 林缘距离效应
农田内距林缘200–1000米的样点间,物种丰富度与多度无显著递减趋势,表明半自然生境连通性可能抵消了“溢出效应”的距离衰减。
3.4 特有种分布
三种泰塔山特有种——Cymothoe teitaPapilio desmondi teitaCharaxes xiphares desmondi——均主要分布于林缘,其中前两种仅见于林缘。这些物种被IUCN列为濒危,其生存依赖原生林片段及边缘植被(如Toddalia asiatica等寄主植物)。
结论与意义
本研究揭示了林缘作为热带碎片化景观中蝴蝶多样性“热点”的重要功能,其异质化微气候、资源结构为专性物种提供关键栖息条件。农田虽支撑部分森林与草原物种,但无法替代林缘对特有种的保护价值。研究建议将林缘保护纳入泰塔山生物多样性战略,并通过构建多样化农业景观(如绿篱、野花带)提升生境连通性。成果发表于《Global Ecology and Conservation》,为山地生态系统昆虫保护与可持续农业实践提供了科学范式。
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