芦苇丛该不该割?看虫虫们如何选边站 | 湿地昆虫王国
芦苇丛该不该割?看虫虫们如何选边站 | 湿地昆虫王国
芦苇地的管理方式如何影响其中的昆虫多样性?丹麦一项最新研究通过对比不同管理方式,揭示了芦苇地管理对鞘翅目昆虫的影响,为湿地保护提供了新的科学依据。
研究背景
芦苇丛是指由芦苇(Phragmites australis)植物组成的湿地生态系统。这种植物一般生长在潮湿的地区,形成高大的茂盛丛状植被,常见于沼泽、湿地和河边地带。芦苇丛既有利用价值,如造纸、生产芦苇制品、生物质能源;同时,它们的存在对生态环境有重要影响,提供鸟类、昆虫和其他野生动物的栖息地,同时在湿地生态系统的稳定性和功能方面也发挥重要作用。
可以说,芦苇丛是一个既可以出于商业目的进行管理,也可以进行保护性管理的生态系统;而不同的管理方式,对其“居民们”能产生多方面的影响。
北京城市湿地中的苇草,是冬季雀儿们的粮仓。
研究方法
该研究在丹麦的De Østlige Vejler自然保护区进行,该区域作为科学自然保护区受到《欧洲栖息地指令》的保护。这片大型的淡咸水湿地包括湖泊、湿地草地和渠道,位于温带气候带。湿地芦苇地的盐度在研究年份低于1ppt(海湿小编注:ppt 是盐度的单位,表示“盐分千分之一”(parts per thousand),这句话说明湿地中的水体盐度相对较低。)
在这篇研究中,该研究团队通过对冬季修剪、冬季收获、短期不管理(3年)和长期不管理(25年)的芦苇丛进行调查,评估了这四种不同的管理方式对芦苇丛中的鞘翅目昆虫种群会有什么影响。他们采用深坑陷阱的方法,在整个夏季季节内收集了四种管理方式下的芦苇丛鞘翅目昆虫,以评估其生物量、数量、大小、丰富度、多样性和群落组成。
在田野采集方面,该研究使用了深坑陷阱来采样。在代表不同管理处理的四个区域中,随机设置了10个深坑陷阱站点。陷阱每两周会清空一次,并将虫子存放在乙醇中以供进一步分析。采样时间跨足2018年6月中旬到9月初。实验室工作包括对这些昆虫的生物量的估算、物种鉴定和数据整理。
具体来说,进行采样选择的是四个不同管理方式的区域:一片在研究年度进行商业冬季收获管理的芦苇地区域(以下简称为“收获区”);一片在研究年度冬季切割的区域,其中芦苇茎留下(以下简称为“切割区”);一片在研究前3年进行最后一次管理的区域(以下简称为“3年生芦苇地”);一片已经连续25年未进行管理的区域(以下简称为“25年生芦苇地”)。
一幅非度量多维标度法(NMDS)图,展示了每个芦苇地处理中甲虫群落随时间的变化。颜色代表不同的处理方式,形状表示不同的采集时期。第25周表示在第23至25周之间采集的标本。图片来源:Andersen, L.H., Rafn, J., Pertoldi, C. et al.
从统计分析来看,这项研究使用广义线性混合模型(GLMM)对鞘翅目昆虫的丰富度、体型和生物量进行了统计分析。通过Hill数值,计算了不同管理处理下的稀有丰富度、香农多样性和辛普森多样性。采用非度量多维尺度分析(NMDS)和ANOSIM检验比较了不同管理类型下昆虫群落的物种组成差异。
研究结果
研究结果显示,总共记录到3.78万只鞘翅目昆虫,代表了31个种、126个属和200个物种。结果显示,与未管理的“25年生芦苇地”相比,“切割区”和“收获区”均可增加鞘翅目昆虫的生物量;其中,以“收获区”的芦苇丛中的鞘翅目昆虫数量最多。然而,从昆虫物种的丰富度和多样性来看,在长期未管理“25年生芦苇地”中达到最高点。不同管理类型和时间,导致了昆虫群落组成的差异,而一些受保护的物种在最近进行管理的“3年生芦苇地”中最为丰富。这些结果为芦苇丛中鞘翅目昆虫群体的保护提供了有益的参考。
研究结论
该研究由Line Holm Andersen、Jeppe Rafn、Cino Pertoldi、Simon Bahrndorff和Dan Bruhn等学者合作完成的,强调了湿地生态系统管理对生物多样性和物种保护的影响,并为今后的湿地生态系统管理提供了有益的经验和指导。
为了维持昆虫多样性,该研究建议,可以保留一些区域不进行管理。然而,为了保护濒危物种并促进鞘翅目昆虫生物量,也建议定期管理其他区域。这种综合管理模式,有助于创造物种最丰富的芦苇地生态系统,因为不同管理类型下发现了独特的鞘翅目昆虫群落。
思考题 | 举一反三
Q1. 如何解释割取、收获两种管理模式对芦苇地鞘翅目昆虫生物量的影响?据研究显示,割取和收获导致鞘翅目昆虫生物量显著增加,而在收获的芦苇地中发现了最高的昆虫丰度。那么,这一结果是否反映了这两种管理方式对芦苇地生态系统产生的积极影响?
Q2. 在长期未管理的芦苇地中,为何物种丰富度、生物多样性达到了最高水平?我们是否可以通过具体的数据,来更深入地了解长期自然演替的芦苇地如何维持高水平的生物多样性?
Q3. 为何近期进行管理的芦苇地中,关注保护的物种更为丰富?
Q4. 芦苇地不同管理方式对鞘翅目昆虫营养级别的影响是否具体可见?考虑到这个保护区在北极圈,其管理方式得出的结论,对于处在中低纬度的中国,是否有借鉴意义?
本文原文来自澎湃新闻