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城市化是导致全球生物多样性下降和物种灭绝的主要因素之一。城市化进程中所产生的热岛效应、人为干扰、光污染、噪音干扰等,对生活在城市中的野生动物带来了新的生存压力。理解物种适应城市化的过程和机理,对于城市生物多样性的保护和管理具有重要意义。
生活史是指生物从出生到死亡所经历的全部过程,关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命等。食物资源量和捕食压力被认为是影响生物生活史的两个重要变量。目前,已有大量研究来分析和探讨鸟类如何调整生活史特征来应对城市化的影响。但是,这些研究主要是在欧洲和美洲等发达地区开展的,而在城市化进程快速推进的亚洲地区,特别是中国,还未见有相关研究。
为了填补这一研究空白,南京师范大学王彦平教授等研究人员以白头鹎(Pycnonotus sinensis)为研究对象,在杭州市研究了该鸟类生活史特征对城市化的反应及其影响过程。团队于2012年至2013年的两个繁殖季节,在杭州市沿着城市化梯度监测了白头鹎234个自然繁殖巢(图1),并收集了7个生活史特征(产卵日期、窝卵数、卵大小、孵化期、雏鸟期、孵化成功率、繁殖成功率)。此外,还在31个鸟巢上面放置了微型摄像头来记录亲鸟每小时的喂食次数(图2),来衡量食物资源量随城市化的变化情况。为了确定巢捕食压力对生活史特征的影响,研究人员在繁殖季节监测了148个自然巢,并在繁殖季节结束后监测了54个放置了鹌鹑蛋和软陶蛋的人工巢。最后,使用城市化综合指数(USI)来衡量城市化程度,并使用GLMM分析了其与生活史特征的关系。该研究成果以“Variation in reproductive life-history traits of Chinese Bulbuls (Pycnonotus sinensis) along the urbanization gradient in Hangzhou, China”为题,于2023年4月发表在Avian Research上。
图1. 杭州市白头鹎巢址分布图
图2. 利用微型摄像头(A)来记录白头鹎亲鸟每小时喂食次数随城市化的变化情况(B)。
研究发现:(1)白头鹎产卵日期随着城市化程度的增加而显著提前(图3A),但其它6个生活史特征对城市化的反应不显著(图3B-G);(2)白头鹎亲鸟每小时喂食次数(食物资源量)随城市化的增加而显著增加(图2B);(3)白头鹎的巢捕食压力随着城市化程度的增加而显著降低(图4)。城市里食物资源量的增加和巢捕食压力降低可能是导致白头鹎产卵日期提前的主要原因。
图3. 白头鹎7个生活史特征与城市化综合指数(USI,经对数转换)的关系。(A, 产卵日期; B, 孵化期; C, 雏鸟期; D, 窝卵数; E, 卵大小; F, 孵化成功率; G, 繁殖成功率)
图4. 白头鹎巢捕食压力与城市化综合指数(USI,经对数转换)的关系。
本研究对于以后的研究提供了三点重要建议:(1)以后的研究应分析白头鹎在城市里产卵日期提前究竟是表型可塑性还是遗传变化;(2)应该明确定义城市化程度是如何衡量的,因为本研究发现当使用建筑指数、环境噪音、人为干扰和距市中心距离等来衡量城市化程度时,除了产卵日期外,窝卵数、卵大小、雏鸟期、孵化成功率、繁殖成功率等生活史特征也与其显著相关;(3)应尽量保证各个生活史特征的样本量一致,以便能直接分析它们之间的权衡关系以及同时分析食物资源量和巢捕食压力对它们的直接影响。
南京师范大学岛屿生物地理学和保护生物学课题组硕士研究生陈星敏为本文第一作者,王彦平教授和浙江自然博物馆陈水华博士为共同通讯作者,浙江师范大学张琴和兰思思以及浙江自然博物馆黄秦进行了鸟巢监测和数据收集工作。
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About Avian Research
《鸟类学研究(英文)》(Avian Research)是由中国动物学会鸟类学分会和北京林业大学共同主办的学术期刊,采取开放获取(Open Access)模式出版,主要发表鸟类学领域各个方向的研究论文和综述。科睿唯安JCR2022影响因子:1.8,位于鸟类学领域Q1区。2022年中科院期刊分区表中,在生物学大类为2区、鸟类学小类为1区。入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊。
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