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【鸟类研究与保护】飞这么远“生娃”，图啥？

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2024-10-16 00:31

初到AEE（中山大学鸟类生态与进化研究组），我刚开始接触与水鸟相关的研究，尤其是对于长距离迁徙的种类。雅畅曾告诉我，渤海湾的环颈鸻仅有百分之二十几的巢存活率。我不禁感叹：它千里迢迢迁徙到这里繁殖是图啥呢？！根据我以往在热带地区研究留鸟的经验，这个巢存活率真的是很低了，这引起了我对迁徙鸟类研究的兴趣。在搜索文献的过程中，我惊喜地发现有人也关注到迁徙种群的繁殖成功率变化。因此，很高兴能在此分享Kubelka等人2021年在生态学与进化趋势（Trends in Ecology and Evolution）杂志发表的“动物向北纬地区的迁徙：环境变化和日益严重的威胁”（Animal migration to northern latitudes: environmental changes and increasing threat）一文（点击文末的“阅读原文”可查看）。

论文的第一作者：Vojtěch

每年春季，大量的野生鸟类经过长途跋涉，迁徙到北半球高纬度地区繁殖。因为相较于赤道地区，高纬度地区具有更丰富的食物资源、较小的寄生虫负荷以及较低的被捕食压力。同时，迁徙是一项很冒险的活动，不仅需要消耗巨大的能量，鸟类在迁徙途中也面临着较高的死亡风险。衡量是否迁徙的三个主要指标分别是冬季成鸟的死亡率、迁徙过程中的成鸟死亡率以及繁殖成功率。通常来说，如果越冬地的个体死亡率和夏季繁殖成功率大于迁徙期间的个体死亡率，那么物种就会倾向于迁徙。简而言之，鸟类迁徙的主要目的是为了提高个体存活率和繁殖成功率。

北极苔原的水鸟（shorebird）繁殖地

（图片来源于该论文作者Vojtěch Kubelka）

在苔原繁殖的大滨鹬（Calidris tenuirostris）

（图片来源于该论文作者Vojtěch Kubelka）

然而，随着全球气温变暖以及人类活动的加剧，长距离迁徙的鸟类将会面临更加严酷的挑战。迁飞路线（migratory routes）和迁徙中途停歇地（stopover site）的环境变化早已引起鸟类学家的注意，比如栖息地的丧失和退化、人为干扰等。研究证实：这些变化已经通过降低成鸟的存活率进而造成了种群的下降。同时，北温带和北极地区繁殖地的环境变化也是造成迁徙鸟类种群下降的重要原因。对迁徙的物种来说，北方高纬度地区作为繁殖地是否仍具有优势，鸟类的迁徙行为是否会发生改变？这些问题值得我们关注。

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（左：金斑鸻Pluvialis fulva的巢与雏鸟；右：环境变化可能导致巢捕食率增加）

（图片来源于该论文作者Vojtěch Kubelka）

越来越多的证据表明，在全球环境变化的背景下，北半球高纬度地区作为迁徙鸟类繁殖地的优势正在减弱，主要表现在以下几个方面：

图1. 北半球高纬度地区迁徙动物面临的新威胁

引自（Kubelka et al. 2021）

1. 丰富的食物资源是吸引动物前来繁殖的首要因素，但气候变暖促使鸟类迁徙的时间提前或者延后，导致了鸟类育雏高峰和繁殖地食物（比如昆虫）出现的高峰错开，从而影响了鸟类的繁殖成功率（图1A）。气候变暖造成了不同营养级之间物候的不匹配；这一现象在不同尺度都有所体现。而持续的不匹配可能造成长期的、大规模的、慢性的压力源，从而影响整个生态系统。

（A）食物供应和营养需求的不匹配：北美洲极地地区六种鸻鹬鸟类的食物（昆虫）总量峰值和雏鸟的食物需求峰值（不匹配的天数为平均+6天，范围为-20到+22天）

2. 气候变暖还导致了一些寄生虫和病原体的分布范围向高纬度延伸。北半球高纬度地区开始出现很多新的寄生虫物种和病原体。寄生虫不仅会影响物种成年个体的身体健康，还会影响雏鸟或者哺乳动物幼崽的生长发育，甚至直接导致这些动物幼年个体的死亡（图1B，C）。

（B）新的宿主-寄生虫作用：棘头虫（Polymorphus phippsi）与其主要宿主欧绒鸭（Somateria mollissima）的循环率和传播率，宿主-寄生虫网络扩大：寄生虫已经开始以较低的感染率出现在新的海鸟宿主种群中

（C）寄生虫的地理分布扩张

3. 根据近几十年的研究，北半球高纬度地区野生动物面临的被捕食压力也在呈现增加的趋势（图1D）。通常认为，物种面临的被捕食压力由低纬度的热带地区到极地逐渐降低。但是最新研究发现，气候变化影响了高纬度地区和极地的捕食者数量和捕食者集团（predator guild）的组成，比如气候变暖使得一些捕食者的分布范围向北扩张，更多新的捕食者出现在高纬度地区，从而增加了到此繁殖的鸟类被捕食的风险。

（D）巢捕食率随时间增加：根据五个纬度带进行划分，全球111种海鸟237个种群的巢捕食率

物种表型特征（Phenotypic traits）和行为(Behavior)的演化通常是物种对其所处环境适应的结果。鸟类的迁徙行为就是为了适应在季节性变化的环境中生活，并经过长期演化而形成的。因此，鸟类的迁徙行为具有一定的可塑性，能够在选择压力的影响下快速改变，并通过不断的塑造、重新塑造来响应不断变化的生存条件。这种可塑性在个体水平和群体水平均有体现。

目前已有大量研究证实，随着环境变化，鸟类种群的迁徙习惯已经发生改变：迁徙时间和迁徙距离发生改变；在多数个体迁徙的种群中，留在繁殖地越冬的鸟类比例显著提高；越冬地和繁殖地开始重叠，或者重叠区域扩大；一些完全迁徙的种群也逐渐发展成典型的部分迁徙鸟类（typical partial migrants）；此外，一些低纬度留鸟由于繁殖地范围的扩大而向北扩散，成为迁徙鸟类等等。在人类的影响下，环境和气候的变化都在加剧，研究野生物种对这些变化的适应是非常必要的。

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