基于分子粪便学的地栖鸟类物种多样性调查方法的建立与应用

　　 摘要:

地栖鸟类的物种多样性是衡量陆地生态系统健康状况的重要指标，对生物多样性保护策略的制定具有重要指导意义。然而，由于地栖鸟类警觉性高且栖息地复杂，传统的调查方法在野外调查中常因个体难以直接被观察而降低物种多样性评估的准确性。相比之下，基于分子粪便学的调查方法无需直接观察动物个体，仅通过粪便DNA分析即可实现准确的物种鉴定。然而，目前学界尚无严格质控的分子粪便学调查流程，限制了其相关应用。本研究以四川小寨子沟国家级自然保护区的鸡形目鸟类为对象，旨在建立一套基于分子粪便学的地栖鸟类物种多样性调查方法。研究团队于2021至2023年基于样线法开展野外调查，调查区域达保护区总面积的27.7%，调查区域植被类型以常绿针叶林和常绿阔叶林为主，海拔范围为1 438 ~ 3 810 m。调查期间共采集鸟类粪便样本116份，采用COI和Cyt b分子标记进行物种鉴定，并从样品采集到数据分析进行全过程质控和流程优化。结果表明：1）粪便的新鲜程度与物种鉴定成功率之间存在显著的正相关关系；2）使用鸟类粪便DNA进行物种鉴定的最低浓度阈值为3 mg/L；3）COI基因序列的种间遗传距离为种内遗传距离的23倍，符合“10 × 规则”（即种间遗传距离达到种内遗传距离的10倍以上可用于物种鉴定），且系统发育树显示所有物种均形成独立聚类，表明该流程能够有效区分不同的鸟类物种；4）成功提取并鉴定87份粪便样本（成功率75%），识别出10种鸟类，其中包括6种鸡形目鸟类。本研究系统分析了鸟类粪便新鲜程度与物种鉴定成功率的关系，并综合多因素优化物种鉴定流程，提高物种鉴定成功率。本研究构建的标准化分子粪便学调查方法，为自然保护地核心区的鸟类多样性监测提供了技术支持，并可用于生物多样性评估与保护管理。