人为因素和环境因素与食果动物的互动多样性有关

《Biological Psychiatry》：Anthropogenic and environmental factors are associated with frugivore interaction diversity

　　本文基于加蓬252个1公顷植物样方数据，结合153种食果动物与树木的互动概率模型，研究人为因素对食果互动多样性的影响。结果表明，食果树显著贡献区域β多样性，其数量与温度、降水正相关，与人口密度负相关。不同人为因子（如森林类型、村庄距离、夜间灯光）对相互作用丰富度、α多样性及进化独特性产生差异化影响，揭示人类活动通过改变物种互作网络结构维持区域多样性的复杂机制。

　　人类活动对热带森林中物种相互作用多样性的影响是生态学和保护科学中的重要议题。本研究聚焦于刚果共和国（简称刚果）的热带森林，分析了动物取食果实（即果食）对树木种群动态和景观连通性的影响，特别是在维持区域生物多样性方面的作用。通过整合252个1公顷的植物群落调查数据和153种果食动物的取食相互作用数据，研究揭示了果食相互作用在生物多样性维持中的关键角色，并探讨了自然环境变量与人类活动对这种相互作用多样性的影响。

### 果食对生物多样性的重要性

果食是一种重要的生态互动形式，它不仅塑造了树木种群的动态和再生，还影响了景观的连通性。在刚果，84%至85%的树木个体被推测为果食树，即其果实或种子可能被至少一种果食动物所取食。这一现象强调了果食在生态系统结构和功能中的核心作用。果食树在刚果的分类和系统发育β多样性中表现出更高的贡献，这表明果食对于维持区域生物多样性具有重要意义，尤其是在种子传播服务方面。通过长距离的动物传播，果食有助于不同群落之间的物种更替，从而促进生态系统的异质性。

### 人类活动对果食相互作用多样性的影响

人类活动对果食相互作用多样性产生了复杂而多面的影响。研究发现，人类活动与果食相互作用的丰富度、α多样性、以及局部对β多样性的贡献（LCBD）存在显著关联，但与进化上的独特性（EDi）无明显联系。具体而言，人口密度的增加与果食相互作用的丰富度和α多样性呈负相关，而靠近村庄的区域却表现出更高的果食相互作用丰富度和α多样性。这种现象可能与局部扰动有关，如边缘效应，这些扰动可能在某些情况下增加生物多样性。然而，靠近村庄的区域对β多样性的贡献却较低，这可能反映了生物同质化趋势，即由于人类活动的影响，不同区域之间的生态差异减少。

### 环境因素与果食相互作用的关系

环境变量在果食相互作用多样性中也扮演了重要角色。研究发现，较低的年平均温度和较高的降水量与果食树的丰富度呈正相关。这表明，环境条件在影响果食相互作用方面具有重要地位。此外，进化上的独特性（EDi）与温度、降水量等环境因素存在显著关联，这些变量可能通过改变植物群落的组成，间接影响果食相互作用网络中所包含的进化历史。随着气候变化的加剧，这些环境因素的变化可能会进一步改变物种的分布格局和生态系统的功能。

### 人类活动的异质性影响

值得注意的是，人类活动对果食相互作用多样性的影响具有异质性。在刚果，次生森林中的果食树比例低于原始森林，这可能与森林转换导致的生物多样性减少有关。然而，原始森林与次生森林在其他多样性指标上并无显著差异，这表明次生森林可能在某些方面保留了类似的分类多样性，但其组成有所不同。同时，砍伐森林虽然没有显著降低果食树的比例，但可能对生态系统功能如地上生物量产生负面影响。因此，可持续管理的砍伐森林可能成为维持果食相互作用多样性的潜在资源库，但需要关注其对生态网络结构的影响。

### 人类活动对β多样性的影响

研究还发现，人口密度与果食相互作用对β多样性的贡献呈负相关。这意味着，人类活动在较大尺度上可能促进果食相互作用的β多样性，即不同区域之间生态系统的差异性。然而，这种趋势与之前的研究结果不同，后者指出物种减少会导致α多样性下降，但β多样性上升。此外，果食相互作用对β多样性的贡献在靠近村庄的区域较低，这可能反映了生物同质化的趋势，即生态系统的结构趋于相似。尽管如此，研究也指出，靠近村庄的区域并不一定代表高β多样性，而是可能表明生态网络的简化。

### 人类活动对果食相互作用网络的影响

进一步分析表明，人类活动可能对果食相互作用网络的结构产生深远影响。靠近村庄的果食网络表现出较低的特异性、连接度和模块性，这可能意味着这些区域的生态网络更加简单化。然而，人类活动并未显著影响进化上的独特性（EDi），这可能是因为在非洲中部，物种的灭绝和再生率约为每年1%，且人类活动的影响可能尚未充分显现。此外，果食动物的非随机本地灭绝可能对EDi产生影响，但目前的研究并未充分捕捉到这一点。

### 研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了有价值的见解，但其结果依赖于建模假设。例如，研究假设了果食相互作用在空间和物种内的均匀性，这可能忽略了局部偏好和种群动态的影响。此外，研究未考虑时间尺度，而人类活动的影响往往在长期中显现。因此，未来的研究应考虑时间因素，以更全面地理解果食相互作用多样性与生物多样性维持之间的关系。

### 结论与展望

综上所述，本研究揭示了果食相互作用在刚果热带森林中的普遍性和重要性，并指出人类活动对这种相互作用多样性具有复杂的影响。研究使用大规模、系统化的植物群落数据，克服了地理偏差（即华莱士效应）和生物相互作用知识的不足（即伊顿效应）。通过果食相互作用的预测分析，研究展示了果食如何促进树木种群的多样化。在人类活动日益频繁的背景下，考虑多种相互作用多样性指标对于制定有效的保护策略至关重要，特别是在依赖动物传播种子的热带森林生态系统中。未来的研究应进一步探索果食相互作用的质量和数量，以及不同物种间的功能差异，以更全面地理解生物多样性的维持机制。