森林鸟类群落对栖息地破碎化与社会信息交互响应的数据集研究

《Scientific Data》：Dataset on Forest Bird Communities: Fragmentation Metrics & Manipulated Social Information Cues

本研究针对栖息地破碎化导致生物多样性丧失的严峻问题，通过操纵社会信息线索（吸引性：歌鸫鸣叫；排斥性：苍鹰叫声；混合型）的系统实验，结合163个森林斑块的生境参数与鸟类群落数据，揭示了社会信息与物理栖息地特征的交互作用对鸟类分类、系统发育和功能多样性的影响。该数据集为大规模评估栖息地选择机制和种群动态提供了关键证据，对制定基于声景管理的保护策略具有重要意义。

　　

在全球化生物多样性丧失的浪潮中，栖息地破碎化已被确认为导致物种灭绝的首要驱动因素之一。传统保护生物学多基于岛屿生物地理学理论和异质种群理论，预测孤立栖息地斑块中的生物多样性会因殖民-灭绝比率下降而减少。然而动物在选择领地时，不仅考量栖息地的物理结构特征，更会通过社会公共信息评估资源可用性、竞争压力和捕食风险——这些动态交互作用长期以来是生态学研究的盲区。

波兰科学院自然保护研究所的Michat Betcik与波兹南密茨凯维奇大学的Sylwia Pustkowiak团队创新性地将社会信息操纵实验与景观生态学相结合，在波兰南部农业景观的163个森林斑块中展开为期三年的系统研究。研究人员通过精确控制声景信号（歌鸫Tur_dus philomelos的吸引性鸣叫、苍鹰Accipiter gentilis的排斥性叫声及其混合播放），首次量化了社会信息类型与森林破碎化指标（斑块面积、形状指数、邻近度指数）对鸟类多重多样性维度的交互影响。这项发表于《Scientific Data》的重要数据集，为理解动物决策过程中的声景调控机制提供了前所未有的实证基础。

关键技术方法涵盖：1）基于森林数据银行（Forest Data Bank）的斑块参数提取与碎片化指标计算（Patch Analyst工具箱）；2）标准化鸟类调查方案（迈克尔森-梅顿模型估计物种丰度）；3）社会信息操纵实验设计（五类声景处理组的随机分配）；4）Xeno Canto平台获取的A级质量鸟类鸣声标准化处理（高速滤波与振幅归一化）。

研究结果

森林斑块特征量化体系

通过ArcGis 10.1平台整合地理信息系统数据，研究团队建立了包含林龄（10-112年）、优势树种占比（2-10级）、林冠密度（30-100%）等生境参数，以及斑块面积（0.38-582.33公顷）、最近邻距离（16.53-3509.19米）、形状指数（1.110-3.528）等破碎化指标的多维数据库。相关性分析确保各指标间独立性（相关系数均<0.2），为后续实验提供可比性基础。

模型物种生态指示作用验证

选择歌鸫作为指示物种的研究显示，其多度与鸟类分类多样性呈显著正相关（r=0.601, P<0.001）。该物种兼具声信号传播距离远、食性广泛（无脊椎动物与植物材料）且是苍鹰常见猎物的特性，使其鸣叫能同时传递资源丰富度和捕食风险的双重信息。

社会信息操纵实验验证

通过严格的过程控制（设备放置声景对照）与统计检验，证实除形状指数（SI）在歌鸫组与混合组间存在显著差异外，各实验组在生境参数上具有高度可比性（表1）。声景播放装置根据斑块面积配置1-5个扬声器，确保持续5小时/天的声信号覆盖强度（歌鸫鸣叫66.7 dBA，苍鹰叫声62.7 dBA）。

鸟类多样性多维响应模式

三年期调查数据显示，鸟类对声景信号的响应存在分类群特异性。苍鹰叫声形成的"恐惧景观"显著降低敏感物种的斑块占据率，而歌鸫鸣叫对同域种呈现吸引效应。混合声景处理组中，吸引与排斥信号的交替出现导致鸟类群落组成呈现动态波动，表明动物决策过程中存在信息冲突整合机制。

讨论与结论

本研究通过构建社会信息-栖息地结构交互作用数据库，突破了传统栖息地选择模型的局限性。实验证实：1）社会信息效应强度受破碎化程度调节，小斑块中声景操纵的影响更为显著；2）功能多样性对排斥性信号的响应滞后于分类多样性，暗示生态系统功能恢复存在认知屏障；3）声景管理可作为栖息地修复的辅助手段，通过调控信息景观优化保护地网络设计。

该数据集的价值不仅体现在揭示鸟类群落组配机制的理论层面，更为实施基于声景操纵的适应性管理提供了技术路径。未来可通过跨研究效应值比较，揭示社会信息响应模式的时空变异规律，进而发展出整合声景生态学的下一代生物多样性保护范式。