鸟类迁徙策略可塑性与种群动态之间的反馈联结

　　

        迁徙是鸟类在季节性变化的环境中演化出的一种资源追踪型策略，然而有关迁徙策略可塑性与迁徙鸟类种群动态之间的反馈过程尚不清楚。渤海湾位于东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上，支持着二百多种上千万只迁徙水鸟的生存和发展，每年春秋季都能记录到大量水鸟在此迁徙中停和补充能量。最近，北京师范大学张正旺教授团队利用十多年的水鸟监测数据，从候鸟迁徙中停地丧失入手，首次揭示了鸟类的迁徙策略与种群动态之间的反馈联结。

      该研究通过构建一个包含程式化迁徙种群的基于个体的模型（individual-based model），首次提出了一个关于迁徙中停地的变化如何驱动候鸟个体停留时间和种群动态发生改变的假说，并通过分析我国渤海湾地区迁徙中停水鸟的调查数据对该假说进行了验证。研究发现，中停地的丧失会导致鸟类迁徙策略的改变，由于候鸟个体在中停地可获得的食物资源有所减少，它们会延长在中停地的停留时间以补充能量，由此引发中停期内候鸟种群密度的增长，从而对生活史周期内繁殖阶段和越冬阶段的种群动态产生了连锁反应。这是因为，迁徙中停地的丧失，不仅导致了整条迁徙路线上环境承载力的下降，也改变了候鸟生活史中对种群产生调节作用的阶段。

研究结果表明，环境变化对候鸟生活史中某一个阶段的作用，会通过其表型可塑性对整个生活史周期的种群动态产生巨大影响。因此只有对候鸟整个生命周期的各个阶段开展研究，才能深入地了解候鸟的种群动态。只专注于某一个栖息地或候鸟某个生命周期阶段的研究，而忽略其他方面的信息，会使得我们无法准确地预测候鸟种群的动态变化，甚至导致得出错误的结论，从而错过对候鸟实施保护措施的最佳时机。该研究不仅能够解释东亚-澳大利西亚迁飞区的候鸟动态，而且我们揭示的反馈机制也能够作为研究其他类群和迁徙系统的一种通用理论框架。     

      该研究成果以“Unravelling the processes between phenotypic plasticity and population dynamics in migratory birds”为题，发表在国际动物生态学的旗舰期刊Journal of Animal Ecology上。北京师范大学生命科学学院在读博士生刘金为论文第一作者，导师张正旺教授为通讯作者，合作者中还有北京师范大学的雷维蟠博士、天津师范大学莫训强副教授以及英国牛津大学的Tim Coulson教授、澳大利亚的水鸟专家Chris Hassell先生。该研究工作得到了国家自然科学基金委、国家留学基金委、中央高校基础研究基金、阿拉善SEE任鸟飞项目、保尔森基金会等机构的支持。

图1 渤海湾滩涂湿地的迁徙水鸟集群（郑文忠摄）

图2 渤海湾北大港湿地的迁徙水鸟及其栖息地（年爱军摄）

图3 联结个体迁徙策略与种群动态的反馈机制（图来源于文章）

(a) 环境承载力与种群日均密度随中停地大小改变的变化。圆圈大小代表每个栖息地的环境承载力，灰色矩形代表整个年度周期内可承载的最大种群数量。在(a1)中，越冬地和繁殖地的面积大小决定了整条迁徙路线上的环境承载力，而在(a2)中，迁徙中停地的大小决定了迁徙路线的环境承载力。曲线图分别显示了在(a1)和(a2)情况下，剩余迁徙中停地(即S1区域)内中停期的日均种群密度变化。(b)候鸟个体中停时间与种群密度之间的反馈机制。

论文链接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2656.13686