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热带森林的破碎化削弱了一些树种“天敌”的影响 降低了生物多样性

生态学家说,当人类将连续的热带森林切成较小的碎片时,沿着这些碎片边缘的森林往往会经历许多变化(例如更高的温度,更低的湿度),统称为“边缘效应”。一种这样的边缘效应是树种多样性的下降。然而,导致这种影响的原因从未被完全理解。

耶鲁大学一项新的研究发现,答案可能在于树木与所谓的“天敌”之间复杂而神秘的关系。一篇研究小组在“自然通讯”杂志上写道,碎片化削弱了一些真菌病原体和昆虫食草动物的影响 - 特别是那些有助于维持热带系统多样性的专业敌人 - 使一些树种能够在森林边缘附近茁壮成长以他们无法在森林深处的方式。

“尽管在碎片森林中对边缘效应进行了大量研究,但几乎没有任何研究显示出减少碎片边缘附近树木多样性的机制,”博士的Meghna Krishnadas说。耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)候选人,该论文的主要作者。“此外,很少有关于片断森林的研究与完整森林中植物群落动态的理论和实证研究相关联。

“实际上,我希望通过在完整森林中看到的多样性机制来了解分散的森林。”共同作者包括F&ES热带森林生态学助理教授Liza Comita;Robert Bagchi,康涅狄格大学社区生态学家;和Sachin Sridhara,来自印度班加罗尔的国家生物科学中心。

大多数先前关于边缘效应的研究都集中在非生物因素上,例如在新形成的“边缘”中光线,湿度或种子到达模式的变化,其中相邻的森林被清除用于农业,道路或其他修改。较少的研究已经研究了已知通过防止任何一个物种变得过多来促进生物多样性的天敌的作用。

“这是一种众所周知的现象,但主要是在完整的森林中进行研究,”Comita说。“但问题是,靠近这些森林碎片中的边缘是否会影响这些相互作用?我们认为这可能是因为在边缘你有树种组成的变化。你也有环境条件的变化;例如,较低的湿度可能会降低病原体的丰度。“

他们预计,天敌对物种补充的较弱调节将减少破碎的人类改造森林边缘附近的幼苗多样性。为了验证这一理论,研究人员在印度西高止山脉一个占地3500公顷的湿热带森林区域进行了一系列田间试验,这是一个生物多样性热点,现在是广阔农业的所在地,在这种情况下是茶园。

在15个随机选择的位置,他们建立了45个采样站,距片段边缘零到五米,距离边缘20到30米,距离边缘50到60米。他们还在边缘90到100米处设置了15个站点。虽然他们发现种子“雨”的多样性在整个景观中是一致的,但实际占据的幼苗的多样性在距离边缘最远的森林内部中要大得多。

后来,当使用杀虫剂和杀菌剂来抑制内陆树种的天敌时,生物多样性也在那里下降,这表明它确实与那些真菌病原体和昆虫食草动物的相互作用驱动了多样性水平。相反,当农药添加到靠近边缘的区域时,幼苗多样性没有变化,表明天敌对于保持边缘附近的多样性并不重要。

Comita说,其影响很大。最近对全球碎片化程度的研究发现,大约20%的剩余森林位于边缘100米范围内。“因此,世界上许多森林可能会受到这些边缘效应的影响,其中包括丧失多样化的生态相互作用,”Comita说。

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