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热带棕榈Euterpe edulis种群扩张受大型种子传播者缺失、栖息地丧失与破碎化的协同影响
《Landscape Ecology 4.0》:Effects of defaunation of large seed dispersers, habitat loss and fragmentation on the population expansion of a tropical palm
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年03月26日 来源:Landscape Ecology 4.0
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编辑推荐:为解析栖息地丧失、破碎化与大型种子传播者缺失对热带棕榈Euterpe edulis种群扩张的独立与协同效应,巴西联邦大学等机构研究人员通过RangeShiftR模型模拟100年动态,发现三者协同显著降低其丰度与密度,其中栖息地损失影响最显著。研究为濒危植物保护策略制定提供了关键理论依据,成果发表于《Landscape Ecology》。
热带森林正面临前所未有的生态危机:栖息地以惊人的速度消失,残存的森林被切割成孤岛,而依赖这些生境的大型动物正悄然消失。这种"空森林综合征"不仅威胁着动物本身,更通过复杂的生态网络影响着整个森林的更新能力。作为大西洋森林(Atlantic Forest)生态系统的关键物种,热带棕榈Euterpe edulis(俗称棕榈心)的命运尤为令人担忧。这种棕榈不仅支撑着58种鸟类和20多种哺乳动物的生存,其经济价值也导致过度采伐。更棘手的是,大型食果动物如巨嘴鸟(Ramphastos spp.)和冠雉(Penelope spp.)的消失,可能切断其种子传播的生命线。巴西联邦大学等机构的研究团队在《Landscape Ecology》发表的研究,首次量化评估了栖息地丧失、破碎化与动物区系丧失(Defaunation)对E. edulis种群扩张的协同效应。
研究团队运用RangeShiftR平台构建了空间显式个体模型,模拟了9种不同栖息地比例(10%/50%/90%)和破碎化程度的景观,并设置完整动物区系与缺失大型传播者两种情景。模型整合了物种的过渡矩阵(Transition matrix)数据,包括种子、幼苗、亚成体和繁殖成体5个生活史阶段,同时设置短距离(100 m)和长距离(500 m)两种扩散核(Dispersal kernel)来模拟不同动物传播场景。通过20次重复的100年模拟,量化了成年个体丰度(Abundance)和密度(Density)的变化。
研究结果显示,栖息地比例是影响E. edulis种群扩张的最强因子。90%栖息地覆盖的景观中,成年个体数量是10%栖息地的3.2倍。值得注意的是,动物区系丧失与栖息地比例存在显著交互作用:在完整动物区系下,50%栖息地景观的棕榈丰度甚至超过缺失大型传播者的90%栖息地景观。这表明大型食果动物的存在能部分补偿栖息地损失的负面影响。
栖息地破碎化效应呈现情境依赖性。在10%和50%栖息地景观中,高破碎化导致丰度降低12-18%,这源于小斑块难以维持有效种群。但在90%栖息地时,破碎化影响不显著,因为斑块间平均距离(100-275 m)仍在小型传播者扩散能力范围内。密度分析则揭示反直觉现象:低栖息地比例(10%)景观反而密度最高,反映传播限制导致的种子聚集。
研究最关键的发现是三重威胁的协同效应。当栖息地损失超过50%且大型传播者缺失时,种群崩溃风险显著增加。模型显示,这种情况下成年个体密度下降达64%,远超过各因素单独作用的叠加。这解释了为何大西洋森林碎片中E. edulis常出现局部灭绝。
这项研究为热带森林保护提供了重要启示:首先,保护至少50%的连续栖息地是维持E. edulis种群的最低要求;其次,大型食果动物的保护应与栖息地保护并重;最后,在高度破碎化景观中,人工辅助扩散可能成为必要措施。研究采用的RangeShiftR建模框架,为评估其他动植物对全球变化的响应提供了范例。随着人类世(Anthropocene)生物多样性危机的加剧,这种多压力因子协同作用的量化研究,将成为制定有效保护策略的科学基石。
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