热带森林的蝴蝶通过改变活动规律来响应栖息地干扰 #做自然的朋友#
热带森林具有复杂且多样的植被结构,为多种森林动物提供高度异质性的微气候,特别是为变温动物类群提供了缓冲气温变化的庇护所。然而,人为砍伐或极端气候事件等栖息地干扰会降低森林冠层覆盖度和植被复杂度,简化森林中的生物和非生物环境,削弱其热缓冲能力。
然而,物种面对环境的变化通常不会坐以待毙!那么作为热带森林的重要颜值担当之一的蝴蝶是如何响应栖息地干扰带来的微气候变化呢?
中山大学的程文达助理教授和邢爽副教授在国际经典生态学期刊Journal of Animal Ecology 上发文,表明蝴蝶种群能够通过改变活动模式来响应热带森林中由于栖息地干扰导致的微气候变化。这种行为响应有助于蝴蝶缓冲气温变化的影响,但对光照变化的缓冲能力有限。
本研究在亚洲四个热带森林中开展,包括香港特别行政区大埔滘自然保护区(TPK)、中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)、泰国考冲自然保护区(KHC)及马来西亚沙巴州的马廖盆地自然保护区(MBCA)。在每个地点(P2),研究人员在郁闭的热带森林和相邻的受到一定干扰的开阔森林中调查蝴蝶的活动规律。基于四个热带森林样地的野外调查,本研究比较了21种蝴蝶种群在郁闭与开阔林地中的活动峰值、持续时间和强度。并且对比了不同森林类型中各类蝴蝶活动期间经历的温度与光照条件。
研究发现,开阔森林温度和光照强度显著高于郁闭森林,温度峰值时间滞后于光照峰值时间,这一滞后效应在郁闭森林中更为明显。尽管开阔森林中的蝴蝶种群比郁闭森林更早开始活动并更快达到高峰,但各种群的活动持续时间和强度保持相似。虽然活动时序在郁闭和开阔森林存在差异,蝴蝶在两类森林中经历的温度条件相当,但在开阔森林中暴露于更高的光照强度之下。这表明热带森林中的蝴蝶通过改变活动时间来避免更高的气温暴露,但无法避免更高的光照暴露程度。
P1. 彩裳斑眼蝶 Penthema darlisa (程文达拍摄)
P2. 不同调查地点的日间气温和光照变化
P3. 同种蝴蝶不同种群在开阔森林与郁闭森林中的 (a) 活动开始时间 和 (b) 活动高峰时间的对比。蓝色虚线表示 1:1 的对应关系,每个点代表一个物种,不同形状表示不同的研究地点。
P4. 蝴蝶从在郁闭到开阔森林不同活动指标的平均变化值(效应值)。(a)为活动时间相关指标,(b)为活动强度相关指标。
P5. 同种蝴蝶不同种群在开阔森林与郁闭森林中的 (a) 活动强度和 (b) 一天中最热时段(上午10点至下午2点)的活动强度的对比。蓝色虚线表示 1:1 的对应关系,每个点代表一个物种,不同形状表示不同的研究地点。
P6. 蝴蝶种群在两种林地类型中活动期间所经历的温度暴露(a,c)和光照暴露(b,d)对比。(a)和(b)为实地观测结果,(c)和(d)为假设情景,即在林冠开放的情况下蝴蝶活动模式不发生变化时的暴露情况。
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