中国热带雨林林区中橡胶林蜘蛛群落时空格局及其变化机制

The tropical region in China is one of the world's biodiversity hotspots. However, large area of rain forests in this region were lost or fragmented by the expansion of rubber plantation, which has gradually dominated the local ecological system. Rubber trees were planted in rows with a homogeneous canopy that are deciduous during the dry season and were seriously threatened the local biodiversity. Comprehensive understanding of the current status of biodiversity in rubber plantation and improve its ecological service function should be the top priority in tropical region of China. However, the studies and the knowledge about arthropod biodiversity in rubber plantations are still very few. It is meaningful that studies on the spatial and temporal distributions and its variation mechanism of spider community in rubber plantations under the local scale and the regional scale. The result will be helpful in understanding the ecosystem stability and ecological processes in tropical region, predicting the effects of human disturbance and forest fragmentation on the loss of species, and explaining the ecological significance of landscape change. In this study, standardized and quantitative collection methods such as canopy fogging and suction machine will be used to collect spiders in rubber plantation. The traditional taxonomy and PCR-free metabarcoding techniques will be employed in species identification. We aimed to interpret the main factors that affected the spider community in rubber plantation, to discuss construction standard of environment-friendly rubber plantation, and to offer a scientific suggestion for protection and sustainable use biodiversity in tropical area.

我国热带区是世界生物多样性热点地区。然而，橡胶林近年来增长迅速并已逐渐主导该地区的生态系统，导致热带雨林面积持续下降并严重破碎化。而高度匀质化的橡胶林冠层每年还经历一次集中落叶，严重威胁了当地的生物多样性。全面了解橡胶林生物多样性现状，改善其生态服务功能已是当务之急。但我们目前对橡胶林节肢动物时空格局的研究和了解还十分薄弱。在局域尺度和区域尺度下开展橡胶林蜘蛛群落时空格局变异及其机理研究，对了解热带区生态系统的稳定性及生态过程，预测人为干扰和森林片断化对物种流失的影响，阐述景观格局变化的生态学意义具有重要价值。本项目拟使用冠层喷雾和吸虫器等定量采集方法，结合传统形态学和PCR-free metabarcoding等手段，解析影响橡胶林蜘蛛群落的主要因素，探讨环境友好型橡胶园的建设标准，为热带地区生物多样性保护和可持续利用提供科学依据。因此，本申请项目在基础研究和解决国家需求方面均具有意义。

近年来，我国热带区橡胶林增长迅速并对该地区的生态系统造成了很大影响，导致热带雨林面积下降并严重破碎化。而高度匀质化且存在高强度人为干扰的橡胶林每年还经历一次集中落叶，因此，橡胶林的快速增长严重威胁了当地的生物多样性。全面了解橡胶林生物多样性现状，探索改善橡胶林生态服务功能的途径已是当务之急。因此，本项目在基础研究领域和生物多样性保护方面都具有重要意义。.项目的主要研究内容包括：橡胶林蜘蛛群落组成比较、多样性与群落相似性分析、蜘蛛系统发育群落生态学研究、蜘蛛的时间格局研究及蜘蛛分类与形态学研究等。目前已按照研究方案解决了既定的科学问题，完成了预期目标，并取得预期成果：发表标注本项基金资助的文章14篇，其中SCI论文9篇；在各级学术会议做学术报告5次，科普报告3次；指导研究生完成与本项目相关的学位论文5篇。.研究发现，橡胶林冠层和地表蜘蛛物种组成、科组成及功能群组成均表现出明显差异，树干作为连接通道与二者的相关性较高；地表和冠层的雌:雄比、成蛛:幼蛛数量比差异极显著（P<0.01）。冠层蜘蛛与地表蜘蛛相似性系数，以及橡胶林冠层蜘蛛群落与同地热带雨林冠层蜘蛛群落的相似性系数均处于极不相似水平（<0.25），说明橡胶林冠层蜘蛛群落重建过程中，橡胶林地表层与邻近热带雨林冠层蜘蛛物种源贡献较小。不同地区橡胶林冠层和地表层蜘蛛α多样性和β多样性均存在较大差异；胶茶群落的树干蜘蛛多样性较橡胶林高。系统发育群落生态学的初步研究结果表明，橡胶林蜘蛛群落多样性共存及维持更多受生境过滤作用影响。橡胶林地表蜘蛛的时间动态和季节变化研究发现，蜘蛛的群落组成和多样性指数均有较大变化，橡胶林蜘蛛群落较胶茶群落的波动更为剧烈。研究结果部分解释了蜘蛛组成和多样性差异的形成机制，证明了橡胶林下层种植茶树等灌木或保留草本植物对蜘蛛多样性有积极的促进作用，该研究结果可以为橡胶林管理和环境友好型橡胶林的建设提供科学依据。