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本研究旨在评估嵌入原生海岸森林中的复杂结构果园能否支持岛屿生物多样性。研究人员在亚速尔群岛皮库岛的Vale da Fonte建立永久农林业监测样地,采用改良的COBRA协议等多种方法,系统调查了维管植物和陆生节肢动物。结果记录了155种维管植物(含12个皮库岛新记录)和169个节肢动物分类单元(含18个岛屿新记录,其中欧洲纸巢蜂Polistes dominula为整个群岛首次记录)。研究表明,这种混合本土-外来特征的农林业镶嵌体,能为原生和特有生物区系提供庇护所或扩散廊道,是兼具生产与保护潜力的自然解决方案(NbS),并为未来生物安全风险和生态系统服务监测提供了关键基线。
在全球生物多样性危机日益严峻的背景下,物种灭绝、生态系统功能丧失正不断侵蚀着生态系统的恢复力和人类赖以生存的服务。人类活动导致的环境变化、栖息地破碎化以及外来物种入侵,使得这一问题在岛屿生态系统中尤为突出。亚速尔群岛作为北大西洋的岛屿群,拥有高度的特有性和生态敏感性,其景观在人类活动影响下已转变为由原生森林残存斑块与人工林、牧场、果园等交织而成的复杂镶嵌体。这些人为改变的栖息地如何影响本地生物多样性,它们究竟是威胁还是机遇,成为了生态学家和保护工作者亟待厘清的问题。在此背景下,作为一种有意识地将树木与作物(或牲畜)整合的多功能系统,农林业(Agroforestry)被日益推广为一种能够协调生产与生物多样性保护的基于自然的解决方案(Nature-based Solution, NbS)。那么,在亚速尔这样的岛屿环境中,一个结构复杂的农林业系统,能否真的成为本地和特有生物的庇护所,并维持关键的生态系统功能呢?为了回答这个问题,一个由跨国研究人员组成的团队在亚速尔群岛皮库岛的Vale da Fonte开展了一项开创性的研究,其成果发表在《Biodiversity Data Journal》上。
为了系统评估该农林业样地的生物多样性本底,研究团队采用了多种互补的标准化采样协议。核心是基于改良的COBRA(Conservation Oriented Biodiversity Rapid Assessment)协议框架,整合了针对不同类群和微生境的主动与被动采样方法。具体包括:夜间空中搜索、日间/夜间敲击、日间扫网以广泛收集节肢动物;使用特定诱饵的陷阱(如针对地中海实蝇Ceratitis capitata的Trimedlure诱捕器、针对香蕉象甲Cosmopolites sordidus的CosmoTrack信息素陷阱)来监测害虫;布设黄板监测蓟马。对于传粉昆虫,则结合了盘式陷阱(设置于土壤层和平均花高处)和定时样线观察法。植物调查则采用随机行走法,对样地内的维管植物进行全面普查。所有样本(共69份,其中植物5份,节肢动物64份)均被妥善保存,并由专业的分类学家进行鉴定,最终数据按照达尔文核心(Darwin Core)标准整理并公开于全球生物多样性信息网络(GBIF)平台。本研究的样本来源于2025年夏季在Vale da Fonte农林业样地内设立的5个具有不同植被特征的子样地。
研究结果
1. 维管植物多样性记录
植物调查共记录了155种维管植物,隶属于5纲、34目、73科、138属。其中,归化种占主导(75种),本地种(含10种特有)有23种,偶然引进种7种。尤为重要的是,本次调查发现了12个皮库岛新记录物种,例如Centaurium tenuiflorum subsp. tenuiflorum、Opuntia ficus-indica、Verbena rigida等。此外,有48个物种是出于农业目的有意栽种的。这些数据清晰地揭示了该低地农林业镶嵌体混合了本土与外来植物的群落特征。
2. 节肢动物多样性记录
研究共记录了169个节肢动物分类单元,涵盖4纲、18目、84科、146属。在已鉴定到种的150个分类单元中,特有物种有14种(占9.3%),本地非特有种56种(37.3%),引入种74种(49.3%)。结果显示,该样地不仅包含了一些在岛屿原生林中占优势的特有物种(如蜘蛛Rugathodes acoreensis、Gibbaranea occidentalis等),还维持了较高的本地生物多样性。
3. 新记录物种与生物安全意义
本次调查取得了里程碑式的发现:共计18个节肢动物物种为皮库岛首次记录。其中,欧洲纸巢蜂Polistes dominula更是整个亚速尔群岛的首个记录,这一发现因该物种在全球多个地区被视为入侵种,可能对本地无脊椎动物、传粉网络、水果生产及公共卫生产生负面影响而备受关注。其他新记录包括重要的农业害虫如斑翅果蝇Drosophila suzukii、地中海实蝇Ceratitis capitata、西花蓟马Frankliniella occidentalis以及仓储害虫米象Sitophilus oryzae等。这些新记录物种的传入途径多与园艺贸易、新鲜农产品流动和仓储商品运输相关,突显了在岛屿环境下持续生物安全监测与早期预警的重要性。
4. 多样性的集中性与生态意义
一个引人注目的结果是,这个面积有限的低海拔农林业样地,竟容纳了皮库岛已知节肢动物区系(本研究前为928个分类单元)约18%的物种,以及整个亚速尔群岛已知节肢动物区系(2420个分类单元)约7%的物种。这表明,结构复杂的农林业镶嵌体能够在有限空间内汇集异常高的生物多样性。虽然其物种组成与原始山地云雾林不同,且含有大量外来种,但它确实为相当一部分本地和特有物种(包括多种蜘蛛和捕食性蝽类等)提供了生存环境,并可能作为连接破碎化原生森林斑块的功能性廊道。
研究结论与意义
本研究通过在亚速尔群岛皮库岛Vale da Fonte样地开展的系统生物多样性调查,成功建立了该农林业系统的维管植物与节肢动物基线数据。结果表明,这种嵌入原生海岸森林的复杂结构果园,呈现出显著的本土-外来物种混合特征。它不仅能支持包括多种特有物种在内的本地生物区系,充当其庇护所或扩散踏脚石,同时也汇集了相当比例的外来种,其中包括多个首次记录的、具有重要经济或生态影响的物种(如欧洲纸巢蜂Polistes dominula)。
这项研究的核心意义在于,它用扎实的实证数据表明,在岛屿景观中,经过精心设计的、包含本地物种和结构复杂性的可持续农林业镶嵌体,可以作为一种有效的基于自然的解决方案(NbS),同时实现多重目标:维持丰富的本地/特有生物群落、支持传粉者和天敌、增强破碎化栖息地之间的连通性、并为入侵物种监测提供前沿阵地。这为在生产力与保护之间寻求平衡提供了科学依据。此外,本研究产生的高质量、标准化数据集已通过GBIF平台公开,为未来长期监测生物安全风险、评估生态恢复成效和量化生态系统服务供给奠定了坚实基础,对全球类似岛屿生态系统的保护与管理具有重要的参考价值。