饮食分化与时间分隔:黄海两种食螺鸻鹬物种在停歇地的共存机制及其对生物多样性保护的启示

【字体: 时间:2025年09月28日 来源:Global Ecology and Conservation 3.4

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  本研究针对东亚-澳大利西亚迁飞区(EAAF)关键停歇地南浦湿地,探讨了濒危物种大滨鹬(Calidris tenuirostris)和红腹滨鹬(Calidris canutus)的共存机制。通过非侵入性DNA宏条形码技术分析81份粪便样本,揭示两种鸟类虽均以双壳类为主食,但存在显著的食性分化:大滨鹬食谱更多样(以Mactra quadrangularis为主),而红腹滨鹬特化取食Potamocorbula laevis(占比超80%)。结合2014-2024年长期监测数据,发现两种鸟类停歇高峰期相隔12.6天。该研究为理解高密度停歇地物种共存提供了新见解,对制定濒危物种保护策略具有重要科学价值。

  
在全球生物多样性持续衰退的背景下,理解物种共存机制已成为生态学研究的核心议题。对于长途迁徙的水鸟而言,有限的停歇地资源加剧了种间竞争,特别是在东亚-澳大利西亚迁飞区(EAAF)——这个支撑着全球最多濒危鸻鹬类种群的迁飞通道。过去60年间,超过60%的高质量滨海湿地被开垦为农业、水产养殖或工业用地,导致鸻鹬类种群数量和存活率急剧下降。面对栖息地退化和食物资源减少的双重压力,鸟类如何通过生态位分化实现共存,成为保护生物学亟待解答的科学问题。
在这项发表于《Global Ecology and Conservation》的研究中,北京师范大学的科研团队聚焦南浦湿地这一关键停歇地,以两种形态相似、食性相近的濒危鸻鹬类——大滨鹬(Calidris tenuirostris)和红腹滨鹬(Calidris canutus)为研究对象,通过整合分子生态学与长期生态监测数据,揭示了它们在高密度停歇地的共存机制。
研究人员采用多学科交叉的研究方法:首先通过非侵入性DNA宏条形码(DNA metabarcoding)技术对81份新鲜粪便样本进行食性分析,使用海洋无脊椎动物特异性引物(mlCOIintF/HCO2198)扩增线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)基因片段;同步开展底栖动物群落调查,在鸟类取食区设置7条采样断面进行定量采样;同时整合2014-2024年共51次野外调查的种群动态数据,采用局部加权回归(LOESS)分析停歇时序格局。
研究结果揭示了令人惊叹的生态位分化策略:
饮食多样性及分化方面:从2,268,405条有效序列中鉴定出32个分子操作分类单元(MOTUs),涵盖5门8纲18目27科24属。虽然两种鸟类均以双壳类(Bivalvia)为主食(占食物总比例的89.81%),但存在显著分化:大滨鹬呈现泛化取食策略,食谱多样性更高,以四角蛤蜊(Mactra quadrangularis)为主食(出现频率FOO=71.43%,相对读长丰度RRA=69.41%),同时取食沙蚕(Hediste japonica)和桡足类(Copepoda)等多类群;而红腹滨鹬则表现出高度特化,光滑河篮蛤(Potamocorbula laevis)占其食物的绝对主导(FOO=93.48%,RRA=80.15%)。曼利指数(Manly index)分析进一步证实了两者对不同猎物的选择性差异。
停歇时间分配方面:长期监测数据显示两种鸟类在停歇时序上存在显著分离。大滨鹬于3月中旬抵达,4月下旬达到数量峰值(平均7,271只);而红腹滨鹬4月初抵达,5月中旬才达到峰值(平均17,005只),两者峰值间隔12.6天。这种时序上的错位有效降低了资源利用的种间竞争。
讨论部分深入剖析了这种分化格局的生态学机制:大滨鹬的泛化取食策略符合最优觅食理论(Optimal Foraging Theory),选择能量收益更高的四角蛤蜊而非数量丰富但个体较小的光滑河篮蛤;而红腹滨鹬的特化取食则符合消化率模型(Digestive Rate Model, DRM),其较小的肌胃尺寸限制了对大型硬壳猎物的取食,迫使它们专注于小型双壳类。时序上的分离则与两种鸟类从越冬地出发的时间差异相关,同时不同猎物的季节性生长模式也影响了其可获得性。
该研究的创新性在于首次通过DNA宏条形码技术揭示了两种濒危鸻鹬类在微观食谱上的分化细节,发现了以往通过传统粪便分析法未能检测的重要食物成分(如Potamocorbula amurensis)。研究结果从食性分化与时间分隔两个维度阐明了相似物种在有限资源下的共存机制,为理解迁徙鸟类群落组装规则提供了新视角。在实践意义上,这些发现强调了对特化物种关键食物资源保护的重要性,特别是在黄海滨海湿地持续丧失的背景下,为制定针对性的栖息地管理策略提供了科学依据,对维护迁飞通道的生物多样性和生态系统韧性具有深远意义。
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