千岛湖地区橡实象虫对生境破碎化的生态响应

Habitat fragmentation has been considered as one of the most notorious causes in the Anthropocene for biodiversity loss. Nevertheless, it is still far from unambiguous how species respond to habitat fragmentation. Previous studies have highlighted the role of host specificity in the responses of phytophagous insects to fragmentation, predicting that specialists are likely to become extinct in fragmented habitats. However, it is still an open question whether host specificity will change in fragmented habitats. If so, the species diversity of phytophagous insects may be maintained in those habitats..Here, we will test this hypothesis in Thousand-Island Lake, Zhejiang Province, China. Specifically, seeds will be sampled from Fagaceae trees on several islands with different area as well as in intact habitats. Acorn weevils will be collected from these seeds, and identified at the species level by both traditional taxonomic approaches and DNA barcoding. Predation rate, species diversity, and host specificity will be measured. Predation rates will be compared among habitats to reveal the effects of habitat fragmentation on the strength of trophic interactions. We will further test whether host specificity is affected by habitat fragmentation, and if so, whether it contributes to the maintenance of species diversity. These analyses are expected to not only provide more comprehensive understanding of the ecological effects of habitat fragmentation, but also benefit land use management and biodiversity protection in the future.

生境破碎化被认为是导致全球生物多样性丧失最重要的因素之一，但物种对生境破碎化的响应规律及机制尚不明确。研究认为专食性昆虫在破碎生境中容易灭绝，然而专食性昆虫在面临原宿主植物减少时可能改变宿主专一性，从而维持物种多样性。本项目拟以我国浙江省千岛湖地区壳斗科植物与橡实象虫为研究体系，阐明取食率在不同生境类型间的差异，揭示生境破碎化对动-植物相互作用强度的影响。结合传统形态鉴定与DNA条形码技术，确定橡实象虫的物种组成，厘清象虫与宿主的物种对应关系，揭示宿主专一性对生境破碎化的响应规律及其对物种多样性的作用。研究结果将为深入理解生境破碎化产生的生态效应提供实证材料，同时有望为合理的土地利用及生物多样性保护提供科学依据。

生境破碎化被认为是导致全球生物多样性丧失最重要的因素之一，但专食性昆虫对生境破碎化的响应规律及机制仍不清楚。本项目从我国浙江千岛湖地区的22个生境共收集85866粒壳斗科种子，开展橡实象虫与壳斗科互作关系对生境破碎化响应的研究。通过对其中39560粒种子逐一确认象虫取食状况，揭示生境破碎化及岛屿面积、形状、隔离度等因素对象虫与壳斗科相互作用的影响。结果显示，破碎化程度严重的生境中象虫取食率显著低于相对完整生境，且象虫取食率随岛屿面积增加而显著增加，而岛屿隔离程度与缀块形状指数对象虫取食率均无显著作用。这些结果表明，广义的生境破碎化过程主要通过面积丧失起作用，而狭义的生境破碎化，即缀块分离导致的隔离增加以及边缘效应等过程，对象虫种群产生的作用很小。.选择线粒体与核的3个基因对1224只成虫和幼虫进行测序，通过多种DNA条形码分析技术，结合形态观测结果，最终确定有13个象虫物种。通过检验生境破碎化以及岛屿面积、形状、隔离度等因素对象虫物种和谱系多样性的作用，发现象虫多样性并未受到生境破碎化的显著影响。进一步构建完整生境和破碎化生境中象虫与壳斗科植物间的相互作用网络，发现相对于完整生境，破碎化生境中象虫宿主专一性更强，且出现宿主范围转移现象。因此，象虫很可能通过取食新宿主来应对生境破碎化导致的食物资源匮乏，从而在一定程度上维持其物种多样性。以上研究发现有望加深对物种如何适应生境破碎化的理解，也可为破碎化生境中的物种保护提供科学依据。