环境协变量通过人口统计路径影响鸟类迁徙种群动态的机制研究

《Ecological Applications》:Identifying the demographic pathways linking environmental covariates to population dynamics in an avian migrant

【字体: 时间:2026年01月09日 来源:Ecological Applications 4.3

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  本文通过构建贝叶斯综合种群模型(IPM),结合40余年环志重捕、繁殖力和巢箱占用数据,揭示了降水如何通过影响幼鸟和成鸟的表观存活率(apparent survival)驱动欧洲斑姬鹟种群动态。研究发现,虽然多种环境因子影响繁殖成功率,但仅降水通过存活率途径显著贡献于种群增长率变异,凸显了完整人口统计路径分解在气候变化生态预测中的重要性。

  
引言
欧洲斑姬鹟(Ficedula hypoleuca)作为长距离迁徙雀形目鸟类的模式物种,其种群衰退现象与气候变化下环境协变量对人口统计率的影响密切相关。传统研究多孤立分析生存率、繁殖力等参数,难以揭示环境因子通过多路径影响种群动态的机制。综合种群模型(IPM)通过整合标记重捕、繁殖监测和种群计数数据,为解析完整的人口统计通路提供了框架。
材料与方法
研究基于瑞士Baulmes(1980-2020)和Corcelles(1989-2020)两个种群的长期监测数据,构建了包含性别、年龄结构的贝叶斯IPM。模型纳入了温度、降水、归一化植被指数(NDVI)和树木丰年等环境协变量,并采用Knape等人开发的方差分解方法,量化各人口统计率对种群增长率的贡献路径。关键创新点在于将巢 initiation/孵化期、雏鸟期和离巢后期的气象数据与特定生命阶段关联,并引入乔木丰年作为睡鼠捕食压力的代理指标。
结果
种群趋势分析显示两地种群均经历先增后降的过程,2004-2012年增长期后出现显著衰退。成年个体表观存活率(Baulmes: 0.49, Corcelles: 0.54)显著高于幼鸟(0.13-0.20),而窝卵数(5.6-5.9枚)年际变异较小。方差分解表明:种群增长率变异主要来自表观存活率贡献(Baulmes 89%, Corcelles 91%),其中幼鸟存活率的随机未解释变异分别贡献22.1%和34.0%。降水在巢 initiation/孵化期和雏鸟期通过负向影响幼鸟存活率(累积贡献15.2%-18.4%),成为最重要的环境驱动因子。尽管繁殖期温度、NDVI等因子显著影响出飞概率,但其对种群增长率的贡献均低于1%。
讨论
研究实证了“环境协变量→人口统计率→种群动态”的完整通路分析必要性。降水对存活率的携带效应(carry-over effects)可能通过降低昆虫活性增加亲鸟能量消耗,导致幼鸟体质下降和成鸟迁移前能量储备不足。种群对存活率变化的高敏感性(幼鸟0.392-0.532,成鸟0.380-0.504)与繁殖参数的弱敏感性形成对比,体现典型快生活史物种(fast-lived species)的人口统计缓冲(demographic buffering)特征。未解释变异(约65%)提示需考虑迁徙期环境、个体异质性等未测量因子。
结论与展望
本研究建立了环境梯度通过特定人口统计路径影响种群动态的解析范式。针对斑姬鹟保护,应重点关注繁殖期降水模式变化对存活率的影响,而非传统关注的温度驱动繁殖失败。IPM框架与方差分解方法的结合,为其它迁徙物种的气候变化脆弱性评估提供了可推广的研究范式。
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