彩裳斑眼蝶  Penthema darlisa (程文达拍摄)

原始而未经干扰的热带森林具有复杂且多样的植被结构和微气候。这种高度异质性的环境为多种森林动物，特别是变温动物类群（如蝴蝶）提供了能够缓冲气温变化的庇护所。然而，栖息地干扰（如人为砍伐或极端气候事件）会降低森林冠层覆盖度和植被复杂度，简化森林中的生物和非生物环境，削弱其热缓冲能力。其中，人类活动干扰下的林冠开阔度增加会导致森林环境变得更热、更亮，并改变林下气温和光照的日变化模式，缩短日间气温峰值与光照峰值之间的时间差。变温动物的活动模式（活动峰值、长度、强度）依赖环境温度和光照变化，栖息地干扰带来的微气候变化可能引起变温动物的活动模式的改变。而相较于气温变化，关于光照改变对变温动物活动影响的研究较为缺乏。虽然蝴蝶等昆虫对气温和光照变化敏感，但也可以通过调整行为（如选择微气候、利用日晒增温和改变活动时间）来适应这些环境变化。研究蝴蝶如何通过行为响应来适应栖息地干扰带来的微气候变化，有助于理解栖息地干扰如何通过微气候变化影响物种的生态适应与生态功能。

本研究在亚洲四个热带森林中开展，包括香港特别行政区大埔滘自然保护区（TPK）、中国科学院西双版纳热带植物园（XTBG）、泰国考冲自然保护区（KHC）及马来西亚沙巴州的马廖盆地自然保护区（MBCA）。在每个地点，我们在郁闭的热带森林和相邻的受到一定干扰的开阔森林中调查蝴蝶的活动规律。基于四个热带森林样地的野外调查，我们比较了21种蝴蝶种群在郁闭与开阔林地中的活动峰值、持续时间和强度。并且对比了不同森林类型中各类蝴蝶活动期间经历的温度与光照条件。

图1. 不同调查地点的日间气温和光照变化

我们的结果发现，开阔森林温度和光照强度显著高于郁闭森林，温度峰值时间滞后于光照峰值时间，这一滞后效应在郁闭森林中更为明显。尽管开阔森林中的蝴蝶种群比郁闭森林更早开始活动并更快达到高峰，但各种群的活动持续时间和强度保持相似。虽然活动时序在郁闭和开阔森林存在差异，蝴蝶在两类森林中经历的温度条件相当，但在开阔森林中暴露于更高的光照强度之下。这表明热带森林中的蝴蝶通过改变活动时间来避免更高的气温暴露，但无法避免更高的光照暴露程度。

图2. 同种蝴蝶不同种群在开阔森林与郁闭森林中的 (a) 活动开始时间 和 (b) 活动高峰时间的对比。蓝色虚线表示 1:1 的对应关系，每个点代表一个物种，不同形状表示不同的研究地点。

图3. 蝴蝶从在郁闭到开阔森林不同活动指标的平均变化值（效应值）。（a）为活动时间相关指标，（b）为活动强度相关指标。

图4. 同种蝴蝶不同种群在开阔森林与郁闭森林中的 (a) 活动强度和 (b) 一天中最热时段（上午10点至下午2点）的活动强度的对比。蓝色虚线表示 1:1 的对应关系，每个点代表一个物种，不同形状表示不同的研究地点。

图5. 蝴蝶种群在两种林地类型中活动期间所经历的温度暴露（a，c）和光照暴露（b，d）对比。（a）和（b）为实地观测结果，（c）和（d）为假设情景，即在林冠开放的情况下蝴蝶活动模式不发生变化时的暴露情况。

我们的的研究表明，蝴蝶种群能够通过改变活动模式来响应热带森林中由于栖息地干扰导致的微气候变化。这种行为响应有助于蝴蝶缓冲气温变化的影响，但对光照变化的缓冲能力有限。我们的研究强调了一些热带蝴蝶物种在面对森林干扰时，通过活动模式的变化所展现出的敏感性与适应能力，同时也指出了在未来人类干扰背景下，监测并理解动物活动变化的重要性。

研究结果以“Butterflies respond to habitat disturbance in tropical forests through activity shifts”为题发表于国际生态学经典期刊Journal of Animal Ecology  (全文链接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2656.70053)。中山大学生态学院程文达助理教授为论文的第一作者，邢爽副教授为论文的通讯作者。香港大学的Chung-Lim Luk博士、Timothy Bonebrake教授、Louise Ashton副教授、马来西亚沙巴大学的Suzan Benedick副教授、中国科学院西双版纳热带植物园的中村彰宏（Akihiro Nakamura）研究员、美国史密森热带研究所的Yves Basset研究员、美国佛罗里达大学的Brett Scheffers副教授为论文的共同作者。该研究受到国家自然科学基金青年项目、广东省自然科学基金面上项目、香港大学孔庆荧奖学金等项目的资助。

文章来源：中山大学生态学院公众号