《Ecosphere》:Intrinsic and extrinsic drivers shape frugivore functional diversity within a tree population
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本文综述了植物个体性状(如树高、作物大小)与局域环境条件(如人类基础设施、树木覆盖度)如何共同塑造取食植物果实的鸟类功能多样性。研究基于对巴西胡椒(Schinus terebinthifolia)种群的观测,采用功能丰富度(FRic)、功能分异度(FDiv)与功能规则性(FReg)等多维度指标,揭示了种内变异对鸟类功能性状空间的影响,为理解植物-动物互作网络及其在生态系统管理与入侵物种防控中的应用提供了新见解。
引言
果食与动物传播种子,尤其是鸟类传播,对于维持生物多样性和生态系统功能至关重要。然而,以往研究多集中于群落层面的相互作用,对植物种群内个体变异如何影响互作伙伴功能多样性的认识尚存不足。本研究以广泛入侵的巴西胡椒(Schinus terebinthifolia)为对象,探究了植物个体性状(内在驱动因素)与空间环境(外在驱动因素)如何影响取食果实的鸟类功能多样性。
方法
研究在巴西卡庞莱昂校区及周边区域进行,对29株巴西胡椒个体进行了食果事件观测。内在驱动因素测量包括树高、作物大小和结果持续时间。外在驱动因素测量包括15米半径内的异种果实密度、100米半径内的树木覆盖度及人类基础设施覆盖度。研究选取了体重、喙高/喙宽比、跗跖骨长度和翅膀长度四个功能性状来描述鸟类。利用高斯核密度构建n维超体积模型,计算了功能丰富度(FRic)、功能分异度(FDiv)和功能规则性(FReg)三个Alpha功能多样性维度指标。采用贝叶斯分层模型,评估了各驱动因素对物种丰富度及各功能多样性指标的直接影响和通过物种丰富度介导的间接影响。
结果
研究发现,树高通过增加物种丰富度,对FRic产生了强烈的正向总效应,其直接效应也相当可观。人类基础设施覆盖则主要通过降低物种丰富度,对FRic和FDiv均产生了显著的负向总效应。作物大小对FDiv有明确的正向影响,且其直接影响强于通过物种丰富度的间接影响,这表明了基于性状的机制;作物大小对FReg也有微弱的正向效应。树木覆盖度对FRic具有中等程度的直接负效应,但与物种丰富度的关联较弱。
讨论
本研究表明,植物个体的表型特征和局域环境条件能独特地影响鸟类功能多样性的多个维度。研究强调了超越传统的物种分类学视角,从功能性状维度理解互作模式的重要性。例如,较高的树木作为视觉线索并提供更好的觅食条件,吸引了更多样的鸟类,从而增加了功能性状空间的体积(FRic)和扩展度(FDiv)。较大的作物量则可能通过吸引更多功能不同的物种或增加相似物种的丰度,改变性状分布,从而提高FDiv。研究结果对生境恢复和入侵物种管理具有启示意义:例如,在生态恢复中可优先种植较高大、果实产量大的个体以加速恢复;在防控入侵时则可针对性移除此类个体以限制其扩散。
研究同时指出,功能多样性的变化在很大程度上源于取食植物果实的鸟类物种数量的变化(即物种丰富度的介导作用)。一个功能更多样的食果鸟类组合可以通过增加种子沉积的空间异质性和长距离传播事件的可能性,来提高种子传播的有效性。未来的研究需要在更多样化的生态系统(如热带森林)中验证这些模式,并通过操纵实验和遗传标记进一步探究食果鸟类功能多样性对植物种群动态、适合度及进化轨迹的影响机制。