欧洲鸟类种群增长率对温度与水分可利用性的纬度特异性响应及其迁徙策略的调节作用

本文通过分析欧洲141种鸟类在四个气候带（地中海、温带、南北 boreal）的长期监测数据，揭示了温度、水分可利用性（ETa/PET）和强降雨对种群年际增长率（R）的纬度特异性影响，并发现迁徙策略（居民、短途迁徙者、长途迁徙者）是调节气候响应的关键因子。研究强调未来降水格局变化可能与温度一样成为鸟类种群动态的重要气候压力因子。

　　

引言

气候是物种分布的重要限制因子，其在不同纬度间存在显著变异。降水（尤其是降雨）和温度作为气候的两个主要组成部分，对物种种群的影响在气候带间表现出方向和强度的差异。降水直接影响水分可利用性，而强降雨事件则可能对繁殖成功率产生直接负面影响。尽管已有研究关注气候变异对动物种群的时空效应，但缺乏在洲际尺度上同时评估水分可利用性、强降雨和温度对不同纬度鸟类种群影响的综合研究。欧洲鸟类作为研究气候变动的模型类群，其丰富监测数据和多样生活史特征为解析气候与种群动态的复杂关系提供了理想体系。

方法

研究选取了欧洲三个生物地理对比区域：地中海（西班牙加泰罗尼亚）、温带（捷克）和寒带（瑞典南北部），覆盖2002–2022年141种繁殖鸟类的种群监测数据。气候变量包括繁殖季温度、冬季温度、水分可利用性（以实际蒸散与潜在蒸散比ET_a/PET表示）和强降雨（日降雨≥10 mm的天数）。鸟类按迁徙策略分为留鸟、短距离迁徙者和长距离迁徙者。采用贝叶斯广义线性模型分析种群年际增长率（R_s,r,t = log(I_s,r,t+1/I_s,r,t)）对气候的响应，并控制了物种性状（体重、食性、栖息地偏好、热生态位）和种群密度的效应。

结果

温度的影响

繁殖季温度对鸟类种群增长率总体呈正向效应，在南寒带地区最为显著。留鸟对升温的响应比长距离迁徙者更积极，且这种正效应在南寒带强于温带和地中海地区。冬季升温对留鸟种群有积极趋势，在温带和南寒带达到显著水平。

水分可利用性的响应

水分增加总体有利于种群增长，但存在区域异质性：地中海和南寒带呈正响应，而温带却显负效应。短距离迁徙者从水分增加中获益最多，其响应强度超过长距离迁徙者。

强降雨的负面效应

强降雨事件对所有迁徙策略的种群增长均产生一致负影响，且在北部寒带地区最为强烈。留鸟在北部寒带受到的负面影响显著大于其他迁徙类群。

物种性状与密度的作用

森林栖息鸟类的种群增长率高于湿地和水域物种。种群密度表现出显著的负密度制约效应，较大种群的增长速率较低。

讨论

气候响应的生态机制

温度升高可能通过增加无脊椎动物活性、延长繁殖期和降低体温维持能耗而提高繁殖产出。水分可利用性正向效应可能与降水促进初级生产力和食物资源有关，而强降雨则可能通过降低无脊椎动物活性和增加雏鸟能量消耗导致繁殖失败。冬季升温可能提高留鸟的存活率。

纬度格局与迁徙策略的交互作用

温度的正效应在高纬度更明显，符合温度限制假说；水分可利用性的重要性在干旱地中海地区凸显；强降雨的负效应随纬度升高而增强，反映高纬度环境对水分过剩的敏感性。长距离迁徙者因繁殖物候与资源峰值匹配困难（营养失谐）而对升温响应较差，留鸟和短距离迁徙者则能更灵活利用气候改善带来的繁殖机会。

保护启示

研究表明，未来气候变化中降水格局的改变（地中海干旱加剧、寒带强降雨事件增加）可能对鸟类种群产生与温度变化相当的影响。南部种群将面临水资源短缺压力，北部种群则需应对强降雨的繁殖干扰。留鸟和短距离迁徙者可能从气候变暖中获益较多，而长距离迁徙者尤为脆弱。

结论

欧洲鸟类种群增长对气候的响应具有显著的纬度分异和迁徙策略依赖性。水分可利用性是南部种群的关键限制因子，强降雨则成为北部种群的主要压力源。研究强调在气候影响评估中需同时关注温度与降水因子的复合效应，并为差异化保护策略提供科学依据。