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研究人员为了解人为活动对蜣螂群落结构的影响,对比研究两种系统中蜣螂,发现野生动物系统中更丰富,为保护策略提供依据。
在广袤的非洲大陆上,纳米比亚东北部的土地正经历着复杂的生态变化。随着人类活动的扩张,这片土地上的自然栖息地不断被改变,而生活在其中的蜣螂,这群看似渺小却对生态系统有着重要意义的昆虫,也面临着前所未有的挑战。
蜣螂,属于鞘翅目金龟科蜣螂亚科(Scarabaeinae),它们在生态系统中扮演着多重关键角色。一方面,它们能够抑制在粪便中产卵的寄生虫;另一方面,它们还负责传播食果脊椎动物粪便中的种子,并且参与死亡有机物质的循环,对土壤改良也有着重要贡献,例如通过循环养分、改善土壤通气性等方式,提高土壤的结构和保水能力。可以说,蜣螂的物种丰富度和多样性是生态系统健康与否的重要生物指标。
然而,在纳米比亚,由于干旱的影响,当地的生计面临诸多困难,食物资源减少且价格上涨。在这样的背景下,人们开始更多地利用自然资源,其中就包括对蜣螂幼虫的采集。同时,纳米比亚还面临着土地退化的问题,如森林砍伐、土壤侵蚀、沙地开采和灌木丛入侵等,这些都严重影响了哺乳动物的数量,进而影响了蜣螂的生存环境。因为蜣螂主要依赖哺乳动物的粪便进行产卵和觅食,哺乳动物数量的减少必然导致蜣螂群落结构的改变。
此外,在纳米比亚的一些地区,如 Nkasa Rupara 国家公园和 Dzoti 保护区,关于蜣螂的物种多样性和群落结构的研究还十分匮乏。在 Dzoti 保护区这样的野生动物 - 牲畜生态系统中,人类、野生动物和牲畜共同生活,自然栖息地被转化为农业用地,这不仅可能改变野生动物的种群数量,还可能对蜣螂群落结构产生影响。而且,人们对蜣螂幼虫的采集没有进行量化管理,这可能会对蜣螂种群结构造成潜在威胁,甚至导致某些物种的局部灭绝。
为了深入了解这些问题,来自肯尼亚埃尔多雷特大学(University of Eldoret)、纳米比亚大学(University of Namibia)等机构的研究人员 Mukendwa Hosticks Ndozi、Linnet Gohole、Isaac Mapaure 等开展了一项研究。他们的研究成果发表在《International Journal of Tropical Insect Science》上,为我们揭示了野生动物和野生动物 - 牲畜系统中蜣螂的奥秘。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展这项研究。在采样设计方面,他们选择了 Nkasa Rupara 国家公园(野生动物系统)和 Dzoti 保护区(野生动物 - 牲畜系统)作为研究区域,在每个区域内选取了 3 个采样点,采样点之间距离至少 5km,以避免伪重复。从 2022 年 8 月到 2023 年 7 月,每月使用诱饵陷阱对蜣螂进行采样,每个采样点设置 3 条 1.1km 长的线性样带,每条样带安装 12 个陷阱。在采样过程中,使用 1L 塑料容器制作陷阱,陷阱中放置柠檬洗洁精水,并使用牛粪便作为诱饵,将采集到的蜣螂保存在 75% 酒精中,带回实验室进行分类鉴定。在数据分析阶段,运用 R 统计软件进行独立样本 t 检验、卡方检验等,使用 PAST 软件计算物种丰富度和多样性指数,还利用非度量多维缩放(NMDS)排序等方法对数据进行深入分析。
研究结果主要包括以下几个方面:
- 物种数量和个体数量:研究人员共收集到 47818 只蜣螂,分属于 44 个物种、25 个属和 8 个部落。其中,野生动物生态系统中收集到的物种数量(43 种)和个体数量(37419 只)均多于野生动物 - 牲畜系统(分别为 34 种和 10399 只)。这表明野生动物系统为蜣螂提供了更适宜的生存环境,使得蜣螂的物种丰富度和个体数量都更高。
- 物种多样性指数:通过计算香农 - 维纳指数(Shannon - Wiener Index,H’),发现野生动物系统的 H’值(2.561)高于野生动物 - 牲畜系统(2.289),这进一步说明野生动物系统中蜣螂的物种多样性更高。
- 不同土地利用系统的比较:在野生动物 - 牲畜系统中,对混合野生动物和牲畜区、人类居住区和牲畜牧场这三种土地利用系统进行比较,发现混合野生动物和牲畜区的蜣螂物种丰富度估计值最高(34 种),但这三种土地利用系统之间的蜣螂多样性没有显著差异。不过,混合野生动物和牲畜区的蜣螂数量最多,这可能是因为该区域受到的干扰相对较小。
- 物种组成差异:Bray - Curtis 分析和 NMDS 排序结果显示,野生动物系统和野生动物 - 牲畜系统的蜣螂物种组成和数量存在显著差异。例如,一些物种在野生动物系统中更为丰富,而另一些物种则在野生动物 - 牲畜系统中相对较多。
研究结论和讨论部分指出,不同的土地利用系统对蜣螂的物种组合产生了显著影响。野生动物系统由于受到的人为干扰较少,大型食草动物数量较多,为蜣螂提供了丰富的食物资源,使得蜣螂的数量和多样性都更高。而在野生动物 - 牲畜系统中,人类活动如采集蜣螂幼虫、狩猎野生动物、改变土地用途等,对蜣螂群落结构造成了负面影响,导致蜣螂的物种丰富度和多样性下降。此外,研究还发现,虽然使用水牛和牛粪作为诱饵对蜣螂的捕获没有显著影响,但为了更准确地了解蜣螂群落,未来的研究应考虑使用更多不同类型的诱饵。
这项研究具有重要意义,它为纳米比亚的蜣螂保护和生态系统管理提供了关键的基础数据。通过了解不同土地利用系统对蜣螂群落的影响,相关部门可以制定更有效的保护策略,以维护生态系统的平衡和生物多样性。同时,也为其他地区开展类似研究提供了参考,有助于推动全球范围内对蜣螂及生态系统的保护工作。