《Journal of Insect Conservation》：Organic management, reduced tillage, and increased vegetation cover promote ant abundance and diversity in Mediterranean Vineyards
编辑推荐：
本研究针对地中海地区葡萄园集约化管理导致的生物多样性下降问题，通过对比意大利16对有机与常规管理葡萄园的蚂蚁群落特征，首次在大地理尺度上证实有机农业、减少耕作和增加行间植被覆盖能显著提升蚂蚁丰度与物种丰富度。研究揭示了农业管理措施对节肢动物保育的普适性效应，为欧盟"从农场到餐桌"战略提供了实证支持，对可持续葡萄栽培具有重要指导意义。
在地中海沿岸的葡萄园里，整齐排列的葡萄藤不仅是美酒的源泉，更是无数微小生命活动的舞台。作为欧洲最集约化管理的作物之一，葡萄园长期依赖化学农药和肥料，这种管理方式对生态环境产生了深远影响。随着欧盟"从农场到餐桌"战略的推进，有机农业被寄予厚望，期望能成为保护农业生物多样性的有效途径。然而，有机管理对节肢动物的影响存在显著差异，受到当地气候、景观组成和所研究类群的多重影响。
在众多节肢动物中，蚂蚁（Formicidae）作为陆地生态系统的优势类群，在农业生态中扮演着复杂而重要的角色。它们既是害虫的天敌，又是杂草种子的捕食者，还能通过筑巢活动改善土壤结构。但与此同时，某些蚂蚁种类也会与蜜露-producing hemipteran pests建立互利关系，反而助长害虫种群。这种"亦敌亦友"的特性使得蚂蚁成为研究农业管理影响的理想指示生物。
尽管蚂蚁的生态重要性已得到广泛认可，但有机葡萄园管理对蚂蚁群落的影响却鲜有研究，特别是缺乏跨越大地理尺度的系统调查。为此，研究团队在意大利境内开展了一项规模空前的调查，从西西里岛到南阿尔卑斯山，覆盖了16对有机与常规管理的葡萄园，试图解答两个关键问题：农业管理措施（有机vs常规、植被覆盖、农药使用、耕作强度）和环境因素（温度、半自然生境）如何影响蚂蚁的丰度和物种丰富度？以及意大利不同地理区域的蚂蚁群落是否存在显著差异？
研究人员采用标准化的陷阱法进行蚂蚁采样，在每个葡萄园设置三个相邻的陷阱，在2022年5月至7月间进行三轮采样。所有采集的蚂蚁标本都通过形态学特征进行精确鉴定，共记录到34种蚂蚁，分属4个亚科17个属。统计分析采用线性混合效应模型，考察管理方式、耕作强度、半自然生境比例和年均温对蚂蚁群落的影响，同时通过非度量多维标度排序分析群落组成的空间格局。
研究结果令人振奋：有机管理的葡萄园展现出明显的优势，其蚂蚁丰度和物种丰富度均显著高于常规管理的葡萄园。具体而言，有机葡萄园的蚂蚁丰度比常规葡萄园高出约50%，物种数也多出近30%。这一发现证实了有机农业在保护昆虫多样性方面的积极作用。
更深入的分析显示，耕作强度与蚂蚁丰度呈显著负相关。频繁的土壤翻耕会直接破坏蚂蚁的巢穴和微生境，对蚂蚁种群造成致命打击。与此相反，行间植被覆盖度则与蚂蚁丰度和物种丰富度均呈正相关。茂密的植被不仅为蚂蚁提供了丰富的食物资源，还创造了适宜的小气候条件，成为蚂蚁生存的"避风港"。
有趣的是，农药使用强度、周边半自然生境比例和年均温对蚂蚁群落的影响并不显著。这一结果可能与不同蚂蚁物种对环境的适应性差异有关，也提示我们农业管理措施可能比自然环境因素对蚂蚁群落产生更直接的影响。
通过群落分析，研究人员发现意大利不同地理区域的蚂蚁组成存在明显差异。非度量多维标度排序图清晰地将撒丁岛、西西里岛和意大利南部的站点与北部站点分开，显示出强烈的生物地理格局。这种空间分异主要受到气候因素的影响，北部地区属于大陆性气候，而南部地区则呈现典型的地中海气候特征。
在技术方法方面，本研究主要采用标准化陷阱法进行蚂蚁采样，运用形态学鉴定技术进行物种识别，通过线性混合效应模型分析环境因子与管理措施的影响，并利用非度量多维标度排序和多元回归分析揭示群落组成的空间格局。所有统计分析均在R语言环境中完成，确保结果的可靠性和可重复性。
研究结果
有机管理的积极效应
线性混合效应模型分析显示，管理方式对蚂蚁丰度和物种丰富度均有显著影响。与常规葡萄园相比，有机葡萄园的蚂蚁丰度（F=13.27，p=0.017）和物种丰富度（F=4.68，p=0.05）均显著更高。这一模式在不同气候和景观条件下保持一致，表明有机管理的积极效应具有普适性。
耕作强度的负面影响
耕作强度与蚂蚁丰度呈显著负相关（p<0.05）。年耕作频率每增加一次，蚂蚁丰度平均下降约15%。机械耕作会直接破坏蚂蚁巢穴，同时减少地表植被覆盖，间接影响蚂蚁的生存环境。
植被覆盖的促进作用
行间植被覆盖度与蚂蚁丰度（p<0.01）和物种丰富度（p<0.05）均呈正相关。植被覆盖度每增加10%，蚂蚁丰度平均提高8%，物种数增加5%。茂密的植被为蚂蚁提供了觅食场所、庇护所和适宜的小气候。
地理格局的显著性
非度量多维标度排序显示，蚂蚁群落具有明显的空间分异格局。南部地中海气候区的群落与北部大陆性气候区的群落显著分离，应力值为0.132，表明排序结果可信。多元回归分析进一步证实地理距离与群落相似性呈负相关（R2=0.32，p=0.001）。
讨论与意义
本研究首次在大地理尺度上证实了有机葡萄园管理对蚂蚁多样性的积极影响，为可持续农业发展提供了重要科学依据。研究发现有机管理、减少耕作和增加植被覆盖是促进蚂蚁多样性保护的关键措施，这些效应在不同气候和景观条件下保持一致，表明其具有广泛的适用性。
蚂蚁作为重要的生物指示剂，其群落变化能够灵敏反映生境质量的变化。研究中发现的物种如Crematogaster scutellaris、Messor spp.和Lasius spp.等，在生态系统中扮演着多重角色：既可能是害虫的捕食者，也可能是杂草种子的传播者，甚至与某些害虫形成互利关系。这种功能多样性提示我们，在制定害虫综合治理策略时，需要充分考虑蚂蚁群落的特定组成和生态功能。
研究的另一个重要发现是蚂蚁群落具有明显的生物地理格局，这意味着保护措施需要因地制宜。不同地区的葡萄园可能栖息着功能各异的蚂蚁物种，因此管理策略应该基于当地蚂蚁区系特点进行定制化设计。
这项研究对实现欧盟农业可持续发展目标具有重要实践意义。随着"从农场到餐桌"战略的推进，有机农业面积将在未来几年快速扩张。本研究为这一转型提供了实证支持，表明有机管理不仅能够减少化学投入品的使用，还能有效促进农业生态系统的生物多样性。
然而，研究也存在一些局限性。由于环境因素与管理措施之间存在共线性，观察到的效应可能不是完全独立的因果关系。此外，农药影响的非显著性可能需要更精细的实验设计来验证，例如考虑农药施用时间与蚂蚁活动期的匹配关系。
未来研究应该进一步探讨不同蚂蚁物种在葡萄园生态系统中的具体功能，特别是它们对害虫控制的净效应。同时，长期监测研究将有助于了解管理措施变化的长期生态后果。这些工作将为我们构建更加可持续的农业生态系统提供更全面的科学基础。
总的来说，这项研究为我们理解农业管理对生物多样性的影响提供了新的视角，表明通过优化管理措施，我们完全可以在保障农业生产的同时，有效保护并促进农田生物多样性，实现人与自然的和谐共生。
