长嘴半蹼鹬(Limnodromus scolopaceus)迁徙策略的年度周期特异性:越冬地高度忠诚与繁殖地探索行为的鲜明对比

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Movement Ecology 3.4

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  本研究通过卫星追踪19只长嘴半蹼鹬(Limnodromus scolopaceus)长达4年的迁徙数据,揭示了这种单配制滨鸟在年度周期中空间时间模式的个体可重复性差异。研究发现,个体对越冬地的忠诚度显著高于繁殖地(平均繁殖扩散距离159±208 km),迁徙时间可重复性在接近越冬地时最高。这种繁殖地探索行为可能是对北极繁殖环境不可预测性的适应,为理解迁徙策略的进化驱动提供了新视角。

  

在鸟类迁徙生态学领域,个体迁徙策略的可重复性一直是研究热点。传统观点认为,鸟类会对关键生存场所表现出高度忠诚,但长嘴半蹼鹬(Limnodromus scolopaceus)这种社会单配制滨鸟却展现出反常的繁殖地低忠诚现象。这种特殊行为与其近缘种形成鲜明对比,也挑战了关于单配制鸟类行为模式的固有认知。北极繁殖环境的不可预测性(如积雪融化时间、捕食压力波动)与越冬地资源的相对稳定性,可能共同塑造了这种独特的迁徙策略,但其具体进化机制尚不明确。

为解开这一谜题,德国马克斯·普朗克鸟类学研究所(Max Planck Institute for Ornithology)的Eunbi Kwon团队开展了一项长达4年的卫星追踪研究。研究人员在阿拉斯加Utqiagvik捕获48只繁殖期个体,为其安装2g太阳能卫星发射器(PTT-100),通过Argos系统获取了19只个体(11雄8雌)的重复迁徙数据。研究创新性地采用密度聚类算法(DBSCAN)定义繁殖、停歇和越冬阶段的栖息范围,结合移动持续性模型(AnimMotum)重建迁徙路径,首次系统量化了该物种不同年度阶段的空间时间可重复性。

关键技术方法包括:(1) 使用2g Solar Argos PTT-100卫星发射器进行长期追踪;(2) 应用DBSCAN算法识别各阶段栖息地集群;(3) 通过90%利用分布函数(UD)量化家园范围;(4) 采用Move Persistence模型插值迁徙路径;(5) 使用重复性分析(rptR包)评估个体一致性。

Strong wintering site fidelity contrasts with exploratory breeding site sampling
研究发现越冬地忠诚度显著高于其他阶段。个体冬季家园范围在连续年份间重叠率达87%,平均中心点距离仅10±15 km。一只编号66746的个体甚至在不同年份交替使用中美洲和太平洋迁飞路线后,仍精确返回加利福尼亚同一越冬地。

Spatial repeatability in migratory route
迁徙路径的空间可重复性呈现纬度梯度变化。南迁时,低于40°N时重复性(R)骤增至>0.9;北迁时高重复性(R>0.9)持续至47°N后下降。这种模式表明导航精度可能随接近目标地而提高。

Temporal repeatability during migration
时间可重复性呈现阶段特异性。南迁到达越冬地时间最具个体一致性(R=0.62),而北迁时间模式重复性普遍较低。雌性离巢时间(与繁殖成败相关)的个体差异,可能是导致南迁启动时间变异的主因。

Spatial repeatability in the use of residency areas
繁殖期空间使用模式高度多变。个体平均使用4.1个繁殖地(最多11个),连续年份间家园范围重叠仅31%,平均繁殖扩散距离达159±208 km。这种"广种薄收"策略与大多数单配制滨鸟形成鲜明对比。

Between-year fidelity to residency areas
停歇地忠诚度呈现迁飞方向差异。南迁停歇地重叠率27%,而北迁停歇地几乎无重叠(0.8%)。研究者推测这与繁殖结局差异导致的南迁时间异质性有关。

Temporal repeatability in arrival or departure from residency areas
越冬到达时间的高度可重复性(R=0.62)与繁殖到达时间的低重复性形成反差,反映不同生命史阶段的选择压力差异。

这项研究通过多年度追踪数据,首次揭示了长嘴半蹼鹬迁徙策略的年度周期特异性。其越冬地的高度空间可重复性与繁殖地的极端灵活性形成进化上的"双重策略",挑战了关于单配制鸟类行为一致性的传统认知。研究者提出"环境不可预测性驱动假说"——北极繁殖环境的年际波动(如植被生长、捕食压力)可能选择出这种独特的繁殖扩散行为,而稳定的越冬环境则维持了传统的地点忠诚。该发现为理解迁徙策略的进化权衡提供了新视角,特别强调了自然选择与性选择可能在不同年度阶段施加差异压力。未来研究可结合栖息地质量评估和个体适合度测量,进一步验证这种独特策略的适应性价值。

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