感官污染物对欧洲夜行猛禽巢箱占用和繁殖性能的差异性负面影响研究

《Biological Psychiatry》：Sensory pollutants have negative but different effects on nestbox occupancy and breeding performance of a nocturnal raptor across Europe

本研究针对人为噪声（ALAN）和夜间人造光（ALAN）这两种全球性扩张的感官污染物，探究了其对欧洲广泛分布的夜行猛禽灰林鸮（Strix aluco）巢箱占用和繁殖性能的影响。研究人员通过分析来自9个欧洲国家、长达12年的6285次繁殖尝试数据发现，交通噪声持续降低巢箱占用率和繁殖成功率，而ALAN的负面影响在远离道路的区域更为显著，但在道路附近其负面效应减弱，甚至孵化成功率和雏鸟数量有所改善。该研究揭示了感官污染物与道路邻近度的交互作用对顶级捕食者的复杂影响，对猛禽保护及生态系统健康评估具有重要意义。

　　

随着城市化进程的不断加速，人为噪声和夜间人造光（ALAN）作为两种广泛存在的感官污染物，正以前所未有的速度改变着自然景观。这些污染物不仅干扰野生动物的行为，更对其繁殖成功构成威胁，从而可能破坏生态系统的平衡。尽管已有大量研究关注日行性物种，但对于像猫头鹰这类依赖听觉和微光环境进行捕食和繁殖的夜行性猛禽，感官污染物的影响仍知之甚少。灰林鸮（Strix aluco）作为一种在欧洲广泛分布、常年定居且领地性强的夜行性猛禽，是研究感官污染物生态响应的理想模型物种。它们主要在林地的树洞中繁殖，也 readily 利用人工巢箱，其繁殖成功高度依赖于领地的建立和猎物的可获得性。然而，不断扩张的道路网络及其伴随的噪声和光污染，可能通过影响灰林鸮的栖息地选择、狩猎效率和生存风险，进而影响其种群动态。理解这些影响对于制定有效的猛禽保护策略至关重要，因为猛禽作为顶级捕食者，其种群状况往往是生态系统健康的指示器。

为了深入探究这一问题，由 Giuseppe Orlando 领衔的研究团队开展了一项大规模跨国研究，相关成果已发表在《Biological Psychiatry》期刊上。该研究整合了来自9个欧洲国家（苏格兰、挪威、瑞典、芬兰、立陶宛、捷克共和国、斯洛文尼亚、瑞士、法国）17个研究点的长期监测数据，时间跨度为2011年至2023年，共涉及1800个巢箱和6285次繁殖尝试。研究人员定义了巢箱占用（有/无繁殖）和三个关键繁殖性能指标：窝卵数、孵化成功率（孵化卵数/总卵数）和雏鸟数量（约2-3周龄时的存活雏鸟数，作为离巢前雏鸟数量的有效代理）。为了量化环境影响因素，研究团队利用地理信息系统（GIS）技术，以每个巢箱为中心、500米为半径（反映灰林鸮的平均家域范围）计算了一系列环境变量。这些变量包括基于欧空局哨兵-2号卫星影像的土地覆盖类型（林地、开阔地、城市环境比例）、到最近车行道路的距离、使用QGIS插件opeNoise Map估算的平均交通噪声水平（与实地测量结果显著相关，Pearson‘s |r| = 0.74），以及基于美国宇航局（NASA）“Black Marble”夜间灯光产品（VIIRS数据）估算的ALAN平均强度。统计分析采用了广义加性混合模型（GAMMs），以解释数据的时空自相关性，并检验道路邻近度、交通噪声和ALAN之间的交互作用对灰林鸮繁殖生态的影响。

主要研究结果

1. 巢箱占用率受噪声和ALAN共同抑制

分析结果显示，总体巢箱占用率约为36%。无论是交通噪声还是ALAN，均对巢箱占用率表现出独立的负面影响。随着噪声或ALAN水平的升高，灰林鸮选择在该巢箱繁殖的概率显著降低。模型比较未发现道路邻近度与噪声或ALAN之间存在显著的交互作用，表明这两种污染物的负面影响是普遍存在的，并不局限于道路附近或远离道路的特定区域。这与先前研究表明噪声导致鸟类（包括猫头鹰）回避噪声污染环境的结论一致，也支持了ALAN可能通过增加被捕食风险（使猫头鹰及其后代更容易被其他夜行性捕食者发现）而降低巢址吸引力的观点。

2. 繁殖性能对污染物的响应更为复杂

在繁殖性能方面，研究发现交通噪声 consistently 对孵化成功率和雏鸟数量产生负面影响，且这种影响同样不依赖于与道路的距离。这表明噪声通过削弱猫头鹰依靠听觉定位猎物的能力，可能降低了亲鸟（尤其是负责提供大部分食物的雄鸟）向巢内输送食物的效率，从而影响了后代的存活和生长。有趣的是，ALAN对繁殖性能的影响则表现出与道路邻近度的显著交互作用。在远离道路的区域，高水平的ALAN同样与较低的孵化成功率和较小的雏鸟数量相关。然而，在靠近道路的照明区域，ALAN的这种负面效应减弱了，甚至观察到孵化成功率和雏鸟数量有适度的改善。这表明，在道路附近，可能由于猎物丰度较高（如啮齿动物常在路肩栖息和觅食）以及人工灯光可能吸引昆虫和小型鸟类等替代猎物，灰林鸮或许能够利用ALAN来辅助狩猎，从而部分抵消了其潜在的负面影响，甚至可能从中获益。

3. 窝卵数受影响因素不明显

与预期略有不同的是，研究未发现交通噪声或ALAN对窝卵数有统计学上的显著负面影响，仅存在微弱的噪声负相关趋势。这可能意味着在产卵前阶段，雄鸟的食物供应尚能满足雌鸟形成卵的能量需求，但噪声对狩猎的 impairing 效应在育雏期食物需求大增时变得更为关键。

研究结论与意义

该项跨国大规模研究清晰地表明，感官污染物对灰林鸮的栖息地选择和繁殖成功产生了实质性的负面影响。交通噪声是一个普遍存在的压力源，持续降低巢箱占用率和繁殖成功率。ALAN的影响则更为复杂：虽然它也抑制巢箱占用，并且在不靠近道路的区域损害繁殖性能，但在道路附近其负面效应减弱，甚至可能由于猎物可利用性的增加而转化为一定的益处。然而，研究人员也谨慎地指出，道路附近潜在的车辆碰撞死亡率是猫头鹰保护面临的最大威胁之一。因此，即使某些道路附近的照明区域可能短期内有利于繁殖成功，这些区域也可能成为“生态陷阱”，即表面适宜但实际生存风险极高的栖息地。

这项研究的意义重大。首先，它强调了在评估感官污染物对野生动物影响时，考虑多种污染物及其与环境因素（如道路）交互作用的重要性。其次，研究结果对猛禽保护具有直接的指导意义：减轻人为噪声污染（例如通过设置隔音屏障、推广电动汽车、控制交通流量）应是优先行动。同时，对于ALAN，需要推广对野生动物友好的照明系统（如使用特定光谱、屏蔽、定时控制），以最小化其对夜间生态系统的干扰，特别是在道路网络附近，以避免创造生态陷阱。最后，由于猛禽作为生态系统健康的指示器，保护它们及其栖息地也有助于维持更广泛的生物多样性。未来的研究可以结合猎物丰度调查和GPS追踪技术，进一步揭示灰林鸮在噪声和光污染环境中的具体行为响应和狩猎策略，为制定更精准的保护措施提供科学依据。