编辑推荐：
本文针对城市化如何影响白蚁扩散及群落组成这一生态学问题，在城市矩阵中开展了一项为期三年的白蚁有翅繁殖蚁（alate）采样研究。研究记录了43种白蚁有翅繁殖蚁，发现所有物种均出现在高度城市化区域（75%-100%不透水表面），其中83.7%的物种仅在此类区域被发现。结果表明，城市景观对白蚁扩散具有渗透性，城市绿地可作为生物多样性维持的生态踏脚石，这为将生态信息纳入城市规划以平衡城市发展与生物多样性保护提供了重要见解。
导言：都市丛林中的微型移民
想象一下，在巴西东北部一座名为若昂佩索阿（Jo?o Pessoa）的城市中，高楼大厦的屋顶泳池里，每年雨季都会迎来一群不请自来的“高空访客”——白蚁的有翅繁殖蚁。它们如同微小的滑翔机，借助气流，在城市的水泥森林中开启一场冒险。白蚁，这些常被视为“建筑害虫”的昆虫，实际上是生态系统中至关重要的“工程师”，它们分解枯木、循环养分，是维持森林健康的关键角色。然而，随着全球热带雨林持续破碎化，城市扩张成为生物多样性丧失的主要威胁之一。城市景观改变了微气候、增加了不透水表面、并可能阻碍物种扩散，尤其对于那些依赖特定栖息地的生物，如土壤取食性白蚁。那么，当森林变成了城市，这些依赖自然栖息地的“工程师”们将何去何从？它们有能力穿越充满混凝土和玻璃的建筑迷宫，在新的“城市生态系统”中找到生存空间吗？
为了回答这些问题，来自巴西联邦大学（Universidade Federal da Paraíba）等机构的研究人员开展了一项为期三年（2019-2022年）的探索性研究，旨在系统调查城市矩阵内白蚁有翅繁殖蚁的扩散活动，并评估其与不同城市化水平之间的关系。这项研究的结果近期发表在《Urban Ecosystems》期刊上，为我们理解城市环境如何影响社会性昆虫的扩散模式提供了宝贵数据。
研究方法概览
研究团队在若昂佩索阿市57个地点进行了采样。他们采用了创新的多点采样策略，包括利用私人泳池、游泳俱乐部、不同楼层（3楼、7楼、11楼和15楼，对应12-48米高度）的屋顶泳池、天然水体等作为采样点，并在建筑物和公共广场进行主动搜索。样本通过合作网络由居民、学生等协助收集。研究量化了每个采样点周围400米半径缓冲区（基于文献中白蚁平均扩散距离设定）的不透水表面覆盖率，并将城市化水平分为低（<25%）、中（25-50%）、较高（50-75%）和高（>75%）四个等级。白蚁物种的鉴定基于一系列分类学文献，并根据其取食习性分为木食者（W）、土食者（S）、木-土界面取食者（W/S）和木-叶界面取食者（L）四个功能组。
研究结果：一个令人意外的多样性图景
- 1.
丰富的物种组成：在城市矩阵中，研究共记录了43种白蚁有翅繁殖蚁（涵盖27个属，3个科），这占已知巴西东北部大西洋森林北部白蚁物种数的58%，相当于该市最大森林保护区（Buraquinho野生动物保护区）记录物种数的77%。这一发现挑战了“城市是生物多样性荒漠”的刻板印象。
- 2.
飞行高度与垂直扩散能力：研究证实白蚁有翅繁殖蚁能够利用城市垂直空间进行扩散。在屋顶泳池中，共记录了24种白蚁，其中在最高采样点（48米，即15楼）也发现了3种。这表明城市建筑并不一定是绝对的扩散障碍，反而可能通过与气流相互作用，促进了白蚁的垂直与长距离扩散。如图2所示，不同楼层采集到的物种分布各异。
- 3.
城市化水平与物种分布：研究结果最引人注目的发现是，所有43种白蚁的有翅繁殖蚁都出现在了城市化水平最高（75%-100%不透水表面）的区域。更重要的是，其中36种（占总数的83.7%）仅在这些高度城市化的区域被记录到。相反，在低至中度城市化区域（0%-50%）仅记录到6种。这表明，研究区域的城市矩阵对白蚁扩散具有惊人的“渗透性”，而非绝对的屏障。
- 4.
取食功能组的分布模式：在物种数量上，木食者和土食者各占16种，是最主要的两个功能组，其次是木-土界面取食者（7种）和木-叶界面取食者（4种）。值得注意的是，通常被认为对环境干扰敏感、依赖湿润土壤的土食者白蚁，也在高度城市化的区域被记录到。这打破了研究初期关于“在高度城市化区域，土食和本土物种频率低，而害虫和木食白蚁占主导”的假设。
- 5.
空间分布与潜在来源：分析发现，靠近大型森林保护区（如Buraquinho野生动物保护区）的社区，如Bancários、Mangabeira和Cidade Universitária，记录到的物种丰富度最高。这提示，城市内的森林斑块可能是扩散个体的重要来源。城市中的人工光源和上升气流可能促进了白蚁从森林斑块向城市内部的移动，增强了城市景观的功能连通性。研究区域的采样点空间分布与城市化缓冲区如图1所示。
- 6.
城市化梯度下的物种记录：图3直观展示了每种白蚁物种被记录到的最低和最高城市化水平。绝大多数物种的黑点（记录点）都集中在城市化水平的高端（>75%），并延伸到较低城市化区域，清晰地呈现出物种在城市梯度上的广泛分布，尤其是向高度城市化区域的聚集。
结论与重要意义
本研究通过对巴西东北部若昂佩索阿城市矩阵中白蚁有翅繁殖蚁扩散活动的系统性调查，得出了几个关键结论。
首先，研究表明，城市景观对白蚁的扩散飞行具有高渗透性，而非绝对屏障。所有记录到的物种，包括对干扰敏感的土食者，都出现在高度城市化的区域，且绝大多数物种（83.7%）仅在此类区域被发现。这一发现挑战了城市化必然导致敏感物种消失的简单预期。有翅繁殖蚁能利用高达48米的垂直空间，结合城市建筑与气流相互作用产生的上升气流，实现跨越高楼的扩散，这解释了它们在密集建成区出现的原因。
其次，记录到的高物种丰富度（43种）并不能直接证明这些白蚁在城市建筑内建立了可存活的巢穴。在城市建筑中发现并建立巢穴的白蚁物种数量要少得多（在若昂佩索阿仅记录到11种）。因此，本研究记录的更多是扩散事件和景观渗透性的指标。城市中的人工光源和靠近森林斑块的地理位置，可能作为“拦截器”或“踏脚石”，增加了对扩散个体的捕获概率，反映了从周边森林到城市内部的功能连通性。
最后，城市内的森林斑块和绿化区域在维持生物多样性方面扮演着至关重要的角色。靠近大型森林保护区的社区表现出更高的物种丰富度，这强调了将城市绿色空间作为生态网络节点的重要性。这些绿色区域可以作为物种扩散的“踏脚石”，缓解森林破碎化带来的隔离效应，有助于维持城市生态系统中的生态过程。
这项研究的重要意义在于，它将视角从“白蚁作为城市害虫”转向了“白蚁作为城市生态系统的组成部分”。研究结果提醒我们，即使是高度人工化的环境，也可能为生物扩散提供路径。这对于城市规划者具有重要启示：在推进城市发展的同时，保留和构建相互连接的城市绿色空间（如公园、林荫道、屋顶花园等），不仅是为了美观和人类福祉，更是为城市野生动物（包括昆虫和其他无脊椎动物）提供栖息地和迁徙走廊的关键策略，有助于维护城市生物多样性和生态系统功能。该研究为在高度人类主导的景观中理解和促进生物多样性保护提供了新的生态学见解。
