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为探究农业景观蜘蛛减少原因,研究人员对比传统与现代景观,发现其影响群落和功能性状,对保护有重要意义。
# 农业景观中蜘蛛群落的隐秘变化:传统与现代景观的差异探究
在广袤的田野间,一场无声的变化正在上演。随着农业集约化程度的不断提高,原本错落有致的乡村景观逐渐被大片的农田所取代,非作物栖息地的比例急剧下降。这种景观的改变,就像一把双刃剑,在提高农业产量的同时,也给生物多样性带来了巨大的挑战。全球范围内,生物多样性出现了显著下降,欧洲的农田生物多样性在过去几十年里更是大幅减少。这其中,蜘蛛作为农田生态系统中重要的一环,它们的生存状况也备受关注。蜘蛛不仅是害虫的天然克星,在自然虫害控制中发挥着关键作用,还因其对环境变化的敏感性,常被视为生态环境的 “晴雨表”。那么,在现代和传统这两种截然不同的农业景观中,蜘蛛的生存状况究竟有何差异?是什么因素在影响着它们的多样性和群落组成?为了解开这些谜团,来自国外的研究人员开展了一项深入的研究,相关成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》。
研究人员选择了德国中西部的三对景观区域,每对景观都包含一个以农田为主的碎片化 “现代” 景观和一个土地利用强度较低、碎片化程度较小的 “传统” 景观。在这些景观中,研究人员聚焦于半自然植被残留区域,尤其是废弃或不常修剪的湿草地,对蜘蛛群落展开了细致的调查。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究蜘蛛群落。在样本采集方面,他们在每个景观中精心挑选了 10 个相似条件的研究地点,共设置了 120 个陷阱,在 2021 年 4 月 26 日至 8 月 4 日期间进行采样,期间因洪水排除了一个 2 周的时间段,只收集成年蜘蛛用于后续分析。在数据分析环节,研究人员运用了多种统计分析方法,如一般线性混合模型(GLMMs)、置换方差分析(PERMANOVAs)、非度量多维缩放(NMDS) 等,全面分析数据,以揭示景观类型、景观参数与蜘蛛群落特征之间的关系。
景观类型对分类多样性的影响
研究结果显示,景观类型对所有蜘蛛的分类多样性并没有显著影响,即蜘蛛个体数量、物种数量、有效物种数量或稀疏物种丰富度在现代和传统景观之间没有明显差异。然而,狼蛛科(Lycosidae)是个例外,现代景观中狼蛛科的个体数量明显多于传统景观。这可能是因为狼蛛科中有许多 “农业生物” 物种,它们频繁出现在农田和农业景观中。此外,现代景观中开阔栖息地较多,温度和植被密度等因素使得狼蛛的活动密度增加,同时周边农田的溢出效应也可能导致狼蛛数量增多。
景观参数对分类多样性的影响
研究发现,不同景观参数在不同尺度上对蜘蛛多样性产生影响。例如,作物田的周长与面积比(PAR)和草地斑块密度等参数作用显著。作物田 PAR 在 100 米半径内与蜘蛛有效物种数量呈负相关,较大的农田规模似乎更有利于蜘蛛物种丰富度的提升,这与以往一些认为小农田更利于蜘蛛多样性的研究结果相反。可能是因为在大规模农业景观中,狼蛛科的优势地位降低,减轻了对其他蜘蛛物种的竞争压力。对于狼蛛科来说,较小的作物田和较长的边缘长度能增加其物种数量,同时,非作物、较少碎片化的栖息地比例增加也有利于狼蛛科的生存。地蛛科(Gnaphosidae)的有效物种数量随着作物田边缘密度的增加而增加,较大的草地斑块和较低的草地斑块密度也能促进地蛛科物种丰富度的提升。皿蛛科(Linyphiidae)的物种数量则受斑块密度和道路比例的负面影响,较高的草地比例对其有效物种数量有积极作用。
群落和功能组成
通过 NMDS 排序分析发现,现代和传统景观中的蜘蛛群落组成存在显著差异,这种差异也反映在功能性状上,除了体型大小。现代景观中 specialist hunters 的比例较高,而 sheet-web hunters 的比例较低;现代景观中喜旱(xerophilous)物种较多,喜湿(hygrophilous)和广适性(eurytopic)物种较少;现代景观中气球扩散(ballooning)物种的比例低于传统景观。此外,蜘蛛体型大小与休闲地和草地边缘比例以及草地斑块密度呈正相关,这表明景观配置异质性有利于大型蜘蛛生存,进而可能增强害虫控制能力。
研究结论表明,蜘蛛群落和功能性状受到景观配置和组成异质性的强烈影响。尽管蜘蛛分类多样性受景观尺度变化的影响较小,但物种周转明显,传统景观的丧失可能导致物种组合同质化,使传统农业景观中的特有物种面临消失风险。因此,农业景观的保护工作不能仅关注局部土地利用和栖息地质量,还需重视景观尺度的斑块配置,增加田间边缘和其他非作物栖息地的比例,以维持农业景观中多样的物种组合。这项研究为农业生态系统的保护和管理提供了重要的理论依据,有助于人们更好地平衡农业发展与生物多样性保护之间的关系。
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