景观结构调控Aplomado Falcon在阿根廷农业生态系统中的捕食格局及害虫控制服务评估

本文探讨了农业扩张对潘帕斯地区生物多样性的影响，聚焦于Aplomado Falcon（Falco femoralis）作为潜在生物害虫控制者的角色。研究通过分析其繁殖地点的反吐物丸和猎物残骸，结合猎物丰度调查，评估了景观结构与猎物可用性如何影响其饮食组成。结果表明，猎鹰的饮食以鸟类为主，其中耳郭鸽（Zenaida auriculata）占鸟类生物量的94%，而林地覆盖率正向影响谷食性鸟类的消耗。该研究揭示了猛禽在农业景观中提供生态系统服务（如害虫控制）的生态与经济重要性，为可持续农业管理提供了科学依据。

在阿根廷广阔的潘帕斯草原，过去五十年的农业扩张和土地利用集约化深刻改变了原本温带草原的面貌，导致了原生生物多样性的显著下降。这种转变尤其影响了草原鸟类，不仅直接造成栖息地丧失，还间接扰乱了维持生物多样性和相关生态系统服务（Ecosystem Services， ES）的生态动态。然而，在某些情况下，与农业生态系统相关的景观变化却使某些鸟类受益——新栖息地的创建、部分捕食者的减少以及食物可得性的增加，可能引发种群爆发。例如，在中部阿根廷，一种名为耳郭鸽（Zenaida auriculata）的鸟类就在改造后的景观中蓬勃发展，在一些区域，其巢穴密度高达每公顷5000个，仅在2011-2012年度就造成了估计高达1000万美元的作物损失。管理这些过剩的种群对于减少经济影响、维护生态平衡和增强生态系统服务（如自然害虫控制）至关重要。在这一背景下，捕食者，特别是猛禽，可以在调节猎物物种和为农业景观提供自然害虫控制服务方面发挥关键作用。本研究的主角——Aplomado Falcon（Falco femoralis）——就是这样一种对鸟类猎物有强烈偏好的猛禽，它在美洲广泛分布，常见于潘帕斯地区。因此，探讨其捕食行为与农业生态系统之间的关系，对于理解生态服务和推动可持续农业具有重要意义。相关研究成果发表在《Perspectives in Ecology and Conservation》上。

为了系统揭示Aplomado Falcon在农业生态系统中的角色，研究人员采用了一系列综合性的技术方法。首先，研究在2010至2014年间，通过每年约10，000公里的实地搜寻，在阿根廷拉潘帕省西北部一个7000平方公里的农业区内，定位并监测了Aplomado Falcon的繁殖个体和对。在繁殖季节（9月至次年1月），研究团队从60个繁殖领地收集了反吐物丸和猎物残骸作为饮食分析样本。通过对这些样本进行实验室分析，结合羽毛、喙部等特征，将猎物鉴定至物种水平，并计算了各猎物的相对频率和生物量贡献。同时，为了评估猎物的可利用性，研究在每个繁殖领地内使用半径为200米、持续10分钟的固定点计数法进行鸟类调查，统计了所有可见或可闻的鸟类个体。此外，研究还利用地理信息系统（Geographic Information System， GIS）技术，以每个巢穴为中心建立了半径1000米的缓冲区，并手动数字化了缓冲区内的所有土地覆盖类型，将其分为外来林地、原生森林、农业用地和城郊区域四类，以分析景观结构对猎鹰饮食的影响。在统计分析方面，研究使用了广义线性模型（Generalized Linear Models， GLM）和斯皮尔曼等级相关性分析等统计方法，检验了土地覆盖类型与主要猎物类别（如鸠鸽目鸟类、其他鸟类和节肢动物）消耗之间的关系，以及猎物丰度与饮食频率之间的关联。

结果

1. 景观特征

对Aplomado Falcon巢址周围土地用途的分析表明，农业用地是研究区域的主导地表类型，占景观面积的90.8%（±20.7）。在其他三类覆盖类型中，原生森林占比最大，为5.3%（±14.8），其次是外来林地（2.3% ± 3.5）和城郊区域（1.6% ± 2.5）。

2. 总体饮食组成

研究期间共收集分析了589个反吐物丸和278个猎物残骸，识别出2119个猎物个体，分属83个物种。按相对频率计算，Aplomado Falcon主要捕食节肢动物（52%）和鸟类（44%）。然而，从生物量贡献来看，鸟类是其主要能量来源，占饮食总生物量的83.1%。在鸟类猎物中，鸠鸽目是主要类别，占鸟类相对频率的94%和生物量的91%，并占总生物量的66.1%。其中，耳郭鸽是猎物中最常见的物种。猎鹰的标准化食物生态位宽度较高，为0.7。

3. 土地覆盖对饮食组成的影响

统计分析显示，林地覆盖率是影响鸠鸽目在Aplomado Falcon饮食中出现频率的唯一显著变量，其影响为正。林地覆盖率对其他鸟类（主要是雀形目）的消耗也有正向影响，并且猎物消耗在不同年份间存在差异。相比之下，节肢动物的消耗与林地面积比例和原生森林比例呈负相关。这表明，有林地（特别是林地）可能增加了鸟类猎物的可得性，而更开阔或森林化的区域则支持更高比例的节肢动物猎物。

4. 饮食与猎物可得性的关系

在猎物调查期间（2010-2013年），研究区域共记录了34，630个鸟类个体，代表23个科的63个物种。耳郭鸽是最丰富的物种，占记录鸟类总数的79%。相关性分析确认了野外鸟类丰度与其在Aplomado Falcon饮食中出现频率之间存在显著正相关（斯皮尔曼相关系数ρ = 0.73; p < 0.001）。

讨论与结论

本研究证实，在阿根廷中部农业生态系统中，Aplomado Falcon表现出机会主义的觅食策略，其饮食组成在很大程度上反映了环境中猎物的可得性，而非主动选择。猎鹰的饮食以鸟类为主（从生物量角度），尤其是作为重要农业害虫的耳郭鸽，这突显了其作为生物害虫控制者的潜在生态服务功能。景观结构在其中扮演了调节角色：即使林地覆盖率仅占很小比例（平均2.3%，最高15.3%），林地覆盖率的增加仍能显著促进谷食性鸟类（特别是耳郭鸽）的消耗，而降低节肢动物的消耗比例。这种由景观介导的食物组成转变，表明Aplomado Falcon能够适应农业生态系统的改造，并利用改造后景观中新增或改善的资源（如巢址和食物来源）。

该研究的核心结论强调了猛禽在农业景观中提供生态系统服务（ES）的重要性。Aplomado Falcon通过大量捕食耳郭鸽等农业害虫，直接参与了自然害虫控制，可能为农民减轻经济损失，并减少对有害化学或物理防治措施的依赖。其饮食的灵活性（高食物生态位宽度）和机会主义特性，增强了其在动态变化的农业环境中提供持续生态服务的能力。然而，这种服务受到景观组成的调控，这意味着农业土地管理策略，如保留或合理配置林地等非作物栖息地，可能有助于维持或增强猛禽的害虫控制功能。

综上所述，本研究首次在实地将Aplomado Falcon的饮食与其猎物丰度及具体的景观结构特征直接联系起来，为其在农业生态系统中作为生态系统服务提供者的角色提供了实证支持。研究结果强调了在可持续农业管理实践中，考虑顶级捕食者的生态功能以及保护景观异质性的重要性，为平衡农业生产与生物多样性保护提供了科学见解。未来的研究需要进一步探索农业集约化对猛禽群落生态和行为的影响，以全面理解其在更广泛生态系统背景下的动态。