王天明教授和王红芳副教授发文解析季节性资源动态和顶级捕食者调控中型食肉动物食性生态位构成和分化

作者：王天明，张丹丹，麦晓烔，李海龙，王红芳（通讯作者）

论文链接：http://doi.rog/10.1111/jzo.70011

2025年3月，北京师范大学东北虎豹国家野外台站王天明教授在动物生态学经典期刊Journal of Zoology发表研究论文“Dietary niche partitioning of two sympatric mesocarnivores in a cool temperate forest ecosystem: The influence of seasonal variation and apex carnivores”。该研究通过粪便DNA宏条形码技术，系统解析了东北温带森林中赤狐（Vulpes vulpes）与豹猫（Prionailurus bengalensis）的食性构成和分化，揭示了季节性资源波动和顶级捕食者虎豹的存在对其生存的重要作用，为深入理解中型食肉动物的共存机制提供了重要基础。

中型食肉动物在调控食物链结构和维持生态平衡中发挥关键作用，物种通过食性、空间或时间维度实现生态位分化，进而在生态系统中共存。然而，季节性环境资源的变化与顶级捕食者对中型食肉动物食性分化的影响尚未被充分研究。本研究以东北虎豹国家公园为研究区域，针对赤狐与豹猫的食性生态位展开系统分析，评估有雪期和无雪期对两种动物食性重叠和变化的影响，并评估了东北虎、东北豹等顶级捕食者的存在是否影响中型食肉动物的食性组成。

研究团队于2019-2020年间，在吉林珲春（虎豹分布区）与密江（无虎豹区）共采集307份粪便样本（其中有效样本量赤狐57份、豹猫134份）。首先，通过线粒体16S rRNA基因测序确认粪便来源，排除非目标物种干扰。随后，基于12SV5引物进行分子食性分析，获取赤狐和豹猫脊椎动物类猎物的进食格局。计算Pianka指数（O_jk）、Bray-Curtis相似性指数（BC_sim）及Levins生态位宽度指数（B_A）等指标，以量化两种食肉动物的食性生态位特征。通过结合置换多元方差分析（PERMANOVA）和相似百分比（SIMPER）分析食性差异，通过二分网络模型（Bipartite trophic network analysis）评估捕食者-猎物互作特征，量化资源利用特异性。

赤狐和豹猫的粪便采集点

研究发现：

（1）赤狐和豹猫食性构成与分化赤狐与豹猫均是广食性动物，食物来自52个猎物类群，11个目，但以啮齿目为主（56.5-64.9%）。尽管二者食性生态位重叠程度较高（Ojk = 0.77），然而，PERMANOVA揭示了赤狐和豹猫食性存在显著差异，赤狐食谱中大型有蹄类占比显著高于豹猫（18.1% vs. 2.1%），而豹猫则捕食了更多的雀形目鸟类（20.3% vs. 3.5%）。

赤狐和豹猫食物网

赤狐和豹猫食性组成差异（PERMANOVA分析）

（2）季节性调控效应

在有雪期，赤狐和豹猫猎物种类减少，食性重叠度高（Ojk = 0.79，BCsim = 0.50）；而在无雪期，林下鸟类活动提供了更广泛的食物资源，两种捕食者均摄食更多样化的猎物，食性生态位重叠降低（Ojk = 0.43，BCsim = 0.41）。研究表明在无雪期可利用性资源的增加减少营养生态位重叠，这可能暗示在未来气候变暖情景下的中型食肉动物群落的响应方向。

不同季节采集的豹猫和赤狐样本中猎物类群RRA变化

（3）顶级捕食者的间接作用

两种中型食肉动物在有顶级捕食者出现的区域，捕食的猎物种类均增加，生态位宽度也增加。虎豹分布区中，赤狐与豹猫对梅花鹿等有蹄类猎物利用的相对丰度分别为13.7%和1.6%，而在无虎豹区域则有蹄类猎物利用明显减少。表明大型食肉动物等顶级捕食者的存在能通过食腐作用促进中型食肉动物的食性生态位分化和共存。

密江地区（无虎豹）和珲春地区（有虎豹）食性构成比较

红外相机监测到狐狸取食虎豹的战利品（有蹄类猎物）

本研究揭示了温带森林生态系统中赤狐与豹猫的广食性特征，尽管二者存在明显的食性重叠，但在种或属水平仍表现出食性生态位分化。同时，研究量化了季节变化和顶级捕食者存在对中型食肉动物共存的重要调控作用。此外，研究进一步证实了DNA宏条形码技术可高效、标准化地解析粪便中低分类单元猎物信息，为解析生态位分化提供了关键方法支持。

北京师范大学王天明教授和王红芳副教授分别为论文的第一作者和通讯作者，北京师范大学已毕业的硕士研究生张丹丹、在读硕士研究生麦晓烔和延边大学李海龙博士参与了该研究。该研究工作得到了国家自然科学基金（31971539，32071494）和国家科技基础资源调查专项（2019FY101700）资助。