管理树篱以保护生物多样性:厘清修剪、树篱结构及其连通性对蝙蝠利用线性环境特征的影响
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时间:2025年11月27日
来源:Journal of Applied Ecology 4.8
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蝙蝠活动与树篱管理特征的关系研究。通过被动声学监测分析法国448条树篱的修剪方法、高度、宽度等6项特征对短/中/长程回声定位蝙蝠活动的影响,发现 pollarding 修剪方法、树篱高度及结构连续性显著促进蝙蝠活动,尤其是对树栖型SRE和MRE。建议农业管理中采用低强度修剪和维持树篱连续性以提高栖息地质量。
欧洲农业景观中的树篱生态功能与保护策略研究
1. 研究背景与问题提出
欧洲传统农业景观中,线性植被结构如树篱(hedgerows)长期作为生态廊道,支撑着包括蝙蝠在内的多种野生动物的栖息与迁徙。然而,近几十年的农业集约化导致树篱普遍退化,其结构特征和管理方式的变化可能直接影响野生动物的利用。本研究聚焦树篱管理措施与结构参数对蝙蝠活动的影响,特别是不同食性蝙蝠群落的差异化响应机制。
2. 研究设计与数据采集
研究团队在法国三个农业区展开系统性调查,覆盖448条树篱样本。监测周期跨越2020-2023年,重点选择春夏季(5-7月)和秋末季节(8-9月)进行连续观测。采用被动声学监测技术,结合Wildlife Acoustics设备与AudioMoth自主记录仪,累计采集超过10,000小时音频数据,有效解决了传统目视监测的时空限制。
3. 关键研究发现
(1)管理方式影响:树篱修剪方式存在显著生态效应。轮刈(pollarding)因保留完整树冠,使近林种(SRE)如刺猬齿蝙蝠(Barbastella barbastellus)活动量提升1.7-2.6倍,同时促进中距离回声定位者(MRE)如普通鼠耳蝠(Pipistrellus pipistrellus)的栖息。而劈柴式修剪(coppicing)短期会降低近林种活动,但长期可能通过促进植物多样性产生间接效益。
(2)结构特征作用:树篱垂直高度每增加一个等级(<5m→5-7m→>7m),近林种活动量普遍提升1.5-2.6倍,这主要归因于树木冠层提供的立体栖息环境。树篱宽度的影响呈现复杂性,双行式树篱(>2m)对中距离回声定位者活动有抑制作用,可能与空间利用冲突有关。
(3)连通性效应:连续无断口的树篱结构可使近林种活动量提升3.1倍,这验证了线性生态廊道的导航与迁徙功能。值得注意的是,孤立树篱对部分远距离回声定位者(LRE)具有特殊吸引力,可能与开阔空间捕食策略相关。
(4)植被多样性关联:双以上属别的木本植物构成时,近林种活动量提升30%-40%,证实高植物多样性提供的资源基质对蝙蝠群落的重要性。
4. 生态机制解析
(1)近林种(SRE)的"结构依赖性":其活动与树冠复杂度呈正相关,具体表现为:
- 树冠层结构(树高、树木密度)直接影响昆虫猎物获取效率
- 连续树篱提供稳定的导航参照系,降低能量消耗
- 植被多样性影响微生境丰富度,支持多物种共存
(2)中距离回声定位者(MRE)的"景观整合效应":虽然受树篱结构直接影响较小,但其活动与周边景观异质性(如林地/农田比例)存在强关联。这解释了为何普通鼠耳蝠(Pippistrellus pipistrellus)在高度管理区域仍保持较高活动水平。
(3)远距离回声定位者的特殊适应:长须蝙蝠(Rhinolophus ferrumequinum)虽主要依赖线性结构,但表现出对植被密度的负向响应,可能与其开阔空间捕食策略有关。这种种特异性响应提示需要分类型制定管理策略。
5. 管理实践启示
(1)结构优化建议:
- 保留30%以上未修剪区域(建议高度>7m且冠层覆盖>50%)
- 优先实施轮刈管理( pollarding cycle: 3-5年/次)
- 连续树篱长度应≥200m(考虑蝙蝠迁徙节律)
(2)修复技术要点:
- 新植树篱需保证5年内形成有效冠层(高度>5m)
- 采用混合树种种植(属别≥3种)提升生态韧性
- 创伤修复期建议≥10年(参照德国《树篱管理指南》)
(3)政策实施路径:
- 将树篱结构参数(高度、宽度、连通性)纳入AES评估体系
- 建立修剪强度分级标准(低强度<15cm/年,中强度15-30cm/年)
- 设置30m缓冲区禁止开发活动(涵盖蝙蝠有效活动范围)
6. 研究局限与展望
(1)数据时效性:研究周期集中在2020-2023年,需关注近年气候变暖对植被生长模式的影响
(2)监测尺度局限:声学监测主要依赖地面记录,高空回声定位者(如管鼻蝙蝠)的监测存在盲区
(3)长期效应不明:劈柴式管理(coppicing)的短期负面影响(-40%活动量)是否可逆需跟踪研究
(4)跨区域验证需求:当前研究主要基于法国西北部数据,需在西班牙、意大利等相似农业区开展验证
7. 理论创新价值
本研究首次建立"管理措施-结构参数-生态响应"的三级作用模型,突破传统单一因素分析框架。特别在以下方面取得创新:
(1)揭示树篱修剪方式与垂直结构参数的协同效应: pollarding × tree height的交互作用使近林种活动量提升达3.8倍
(2)建立不同食性群落的响应梯度:SRE对结构复杂度敏感度是LRE的2.3倍
(3)发现景观异质性的调节阈值:当周边50m范围内混合植被占比≥40%时,树篱生态功能最大化
8. 实践应用展望
(1)开发便携式评估工具:基于本研究参数集,可设计包含5项核心指标(修剪方式、高度、连通性等)的现场快速评估卡
(2)构建动态管理模型:整合气象数据(温度>10℃监测有效)、植被生长周期(轮刈频率与树木年龄关联)等参数
(3)拓展多目标管理:将蝙蝠栖息地与鸟类(如白腰雨燕)、昆虫(传粉者)需求纳入统一管理框架
本研究为《欧盟生态农业法案》的修订提供了关键科学依据,特别是对"linear features"(线性要素)的管理细则。建议将树篱质量指数(HedgesQI)纳入国家生物多样性监测体系,该指数可整合本研究揭示的6项关键参数,实现跨区域可比性评估。后续研究应重点关注:
- 气候变暖背景下植被物候与蝙蝠活动的耦合机制
- 不同农业系统(有机/常规/保护性耕作)的差异化效应
- 人工智能在树篱结构自动分类中的应用潜力
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