人类活动造成的生境丧失和片段化是生物多样性减少和物种组成变化的主要原因之一。以往研究发现，物种数往往随着生境面积的增大而增加（种-面积关系），这种观点认为只有可用的生境面积总量才是影响物种多样性格局的关键（passive sampling hypothesis），但忽视生境丧失和片段化对不同物种的影响存在差异。

浙江大学生命科学学院于明坚教授团队于2024年4月22日在Ecology上发表了题为“Higher trophic levels and species with poorer dispersal traits are more susceptible to habitat loss on island fragments”的研究论文。

课题组以千岛湖库区片段化生境中28个样岛上森林生物多样性长期监测样地为研究平台，通过控制取样强度和分析方法，对植物、草食昆虫和肉食昆虫进行取样调查，并测量与物种扩散相关的性状（图1）。利用一般线性模型探索生境片段化对不同营养级物种多样性的影响；使用mantel检验探究片段化生境中不同营养级物种组成的差异；通过解析扩散性状群落加权平均值与岛屿面积的关系，探明不同营养级和不同扩散能力的物种对生境片段化及生境丧失的差异化响应。

图1 （a）千岛湖库区景观图。（b）千岛湖库区28个样岛长期监测样地分布示意图。主地图中的白色区域代表水域，灰色区域代表陆地，绿色区域为28个样岛。（c）控制取样强度的调查方法的图示。照片来源：潘劲草所摄。

研究结果表明，植物、草食昆虫和肉食昆虫的物种数、均匀度（evenness）和稀疏化丰富度（rarefied richness）都随着岛屿面积的增大而增大，除了植物多度外，草食昆虫和肉食昆虫的多度也都随着岛屿面积的增大而增大，且营养级越高，几个物种多样性指数与面积的关系呈现出越陡峭的趋势（图2）。基于发生率和多度加权的不同营养级物种组成均由周转组分占主导，而嵌套组分随着岛屿面积的差异增大而增大（图3）。分析扩散能力的群落加权性状与岛屿面积之间的关系发现，对于草食昆虫和肉食昆虫来说，群落加权平均扩散能力随着岛屿面积的增加而降低（图4）。

图2 生物多样性（a：个体数量；b：物种丰富度；c：稀疏化丰富度；d：均匀度）与岛屿面积之间的关系。

图3 28个岛屿植物群落（a, d）和草食（b, e）及肉食（c, f）昆虫群落的基于发生率和多度加权的成对β多样性（βsor 和 βbray）及其周转（βsim 和 βbal）和嵌套（βsne 和 βgra）组分与岛屿面积差异之间的关系。

图4 植物（a）、草食（b）和肉食（c）昆虫群落中物种的群落加权平均（CWM）扩散能力与岛屿面积之间的关系。

本研究表明，生境片段化基生境丧失对不同营养级物种多样性及物种组成的影响趋势相同。但营养级较高、扩散能力较弱的物种更容易受到生境片段化及生境丧失的影响。迄今为止，大多数关于生物多样性与生境面积关系的预测往往侧重于生境丧失的几何效应，本研究的结果强调了将更多物种生物学特性和生态现实纳入未来生境片段化及生境丧失对生物多样性影响预测的重要性。此外，由于营养级较高的物种和对生境面积更敏感的物种往往更容易丧失，这些影响可能会对整个生态系统产生级联效应。上述研究成果对于森林生物多样性维持评估和保护政策制定具有重要指导意义。

浙江大学生命科学学院为论文第一作者和通讯作者单位，于明坚教授为该论文的通讯作者，于明坚教授实验室博士生王衷涵为本文第一作者。德国综合生物多样性研究中心（iDiv）Jonathan M. Chase教授、徐武兵博士，温州大学刘金亮副教授，中山大学巫东豪博士，中国计量大学张爱英博士、罗媛媛副教授，浙江农林大学王吉瑞副教授作为共同作者参与了此项工作。该研究得到了国家自然科学基金、德意志研究联合会和国家留学基金委等项目支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/ecy.4300