城市化重塑了地球上生物多样性的分布,但我们对其在广泛空间梯度上对物种相互作用的影响仍然知之甚少。虽然城市化可能具有足够强的均质化效应,从而削弱相互作用网络中的大尺度模式,但城市群落中的生物互作模式仍可能与反映大规模生物地理过程的气候梯度有关。作者利用美洲大陆的 103 个蜂鸟-植物互利网络,包括 176 种蜂鸟和 1,180 种植物,研究了城市化如何影响广泛气候梯度上的物种相互作用。蜂鸟-植物群落相互作用的变异在城市中比在自然栖息地中更低,不同群落间的相互作用模式表现出更大的重叠性。但无论栖息地类型如何,低降水量会削弱群落中的生物互作,即气候会影响生物互作网络。城市栖息地还表现出较低的蜂鸟功能性状多样性和特定进化枝的过度/不足。从植物方面来看,城市群落的非本地花蜜植物的受访率更高,这些植物更频繁地被城市和自然栖息地的蜂鸟物种访问。因此,城市化通过物种和性状组成以及花卉资源的可用性影响蜂鸟与植物的相互作用。总的来说,城市化不断改变生态群落及其相互作用,但气候仍然在影响大陆范围内这些新群落的结构。研究强调了人类引起的土地转变和气候影响物种相互作用的复杂方式,这可能会对植物、传粉者和生态系统功能产生连锁的生态和进化影响。
图1本研究中在自然 (n = 67) 和城市 (n = 36) 栖息地采样的 103 个蜂鸟-植物互作网络的位置和特征。(A)采样地点分布。地图中的点大小是指网络大小,即在每个位置采样的蜂鸟-植物网络的物种丰富度。左侧的插图描绘了燕尾蜂鸟 E. macroura (Emerald clade),这是一种体型较大且大多具有领土意识的蜂鸟,会访问非本地和本地植物,例如此处显示的巴西本地种Erythrina speciosa (豆科)。(B)其中一个采样地点的网络关系图。(C)采样工作量表示观察到的与预期的相互作用多样性之间的比率——采样完整性,(D)网络规模表示城市和自然栖息地网络之间的物种丰富度。n.s. 表示结果不显著。图
图2城市化和降水对蜂鸟-植物网络指数的影响。栖息地类型、年平均降水量及其相互作用对网络指数的影响的模型结果,包括嵌套性(ΔwNODF;A 和 B)、专业化(H2';C 和 D)和模块化(ΔQw;E 和 F)。后两个模型重新调整了降水量(以毫米为单位),以提高其收敛性。点和线段分别表示预测概率和 95% 置信区间。星号 (*) 表示交互效应的显著性。
图3栖息地类型对蜂鸟功能多样性指数的影响的模型结果,包括体重 (A)、喙长 (B) 和喙曲率 (C) 的 CWM 值以及功能分散 FDis (D)。n.s. 表示结果不显著。点和线段分别表示预测均值和 95% 置信区间(仅在显著时绘制)。
图4栖息地类型对物种水平蜂鸟-植物网络指数的影响,包括(A)伴侣多样性、(B)专业化 d'和(C)蜂鸟物种使用的非本地植物比例。分析仅限于在城市和自然栖息地中同时出现的蜂鸟(42 种)。点和线段分别表示预测均值和 95% 置信区间。
图5蜂鸟物种在城市和自然环境中(A 和 B)专业化 d'和(C 和 D)伴侣多样性的进化枝特异性差异(以及 95% 置信区间)。平均差异(∆)来自回归系数及其置信区间。基于每个进化枝内所有物种的系数来自线性模型(A 和 C),仅基于在自然和城市栖息地中采样的物种的系数来自线性混合效应模型,物种身份作为随机效应(B 和 D)。来自Brilliants 和 Coquette 进化枝的物种在城市网络中代表性较差,因此被排除在这些分析之外。进化枝在面板中从左到右根据 CI 与零的距离排序,当 CI 与零重叠时,这对应于城市和自然环境之间没有显著差异。