《Frontiers in Ecology and Evolution》:Age and colony variation in Adélie penguin metapopulation vital rates: insights from a 25-year mark–recapture study
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理解生命率(vital rates)如何随年龄、生活史阶段及种群间变化,是预测环境变化人口统计学后果的基础,尤其对于具有复杂生活史的长寿命物种。此类物种常表现延迟成熟与反复繁殖(iteroparity),细致的人口统计学洞察对评估其长期生存力至关重要。本研究考
理解生命率(vital rates)如何随年龄、生活史阶段及种群间变化,是预测环境变化人口统计学后果的基础,尤其对于具有复杂生活史的长寿命物种。此类物种常表现延迟成熟与反复繁殖(iteroparity),细致的人口统计学洞察对评估其长期生存力至关重要。本研究考察了阿德利企鹅(Pygoscelis adeliae)生命率的年龄与群体相关变异,包括存活、补充(recruitment)与繁殖倾向(breeding propensity)。研究人员使用1996–2020年间在罗斯岛Royds、Bird与Crozier三处繁殖群体(构成集合种群)收集的25年标记-重捕数据,三群体规模与趋势各异。采用多状态模型(multi-state models)估计相对于繁殖状态与繁殖群体的表观存活(apparent survival)与探测率,并估计反映繁殖状态及群体间转移的转移概率。表观存活按繁殖状态、群体与年龄变化,2–7岁前繁殖者(pre-breeders)在Bird平均0.80(SD=0.02),Crozier为0.72(SD=0.03),Royds为0.73(SD=0.03),8岁后前繁殖者存活急剧下降。繁殖者与非繁殖者存活的年龄相关变异较小,但群体间存在差异,繁殖者存活较低(0.72至0.80)而非繁殖者较高(0.75至0.82)。离巢后首2年存活概率在Royds与Crozier为0.43(SD分别为0.14与0.10),Bird为0.55(SD=0.15)。群体间移动在前繁殖者最高(依年龄与群体为0.00%–12.00%),繁殖者最低(<0.20%)。Royds年龄相关补充率最低,Crozier几乎为其两倍,Bird居中。繁殖倾向Crozier最高,Bird最低。群体特异性生命率变异可能对种群轨迹贡献不同,提示即便在集合种群内跨群体外推生命率估计须谨慎。这些发现亦强调在评估具复杂生活史物种的种群生命率时,考虑年龄、生活史阶段与地理变异的重要性。
研究背景方面,长寿命海鸟如阿德利企鹅具有复杂生活史,表现为高存活、低繁殖率、延迟成熟与反复繁殖。已有研究多记录年龄与生活史阶段特异的存活或繁殖成功变异,但时空变异理解不足。除存活与繁殖力外,补充率、扩散与繁殖倾向等生命率对理解种群动态必要,而阿德利企鹅直接年龄特异补充与繁殖倾向估计匮乏,且群间变异及集合种群连接下的生命率理解有限。罗斯岛Royds、Bird、Crozier三群体规模与轨迹迥异(大群体倍增,小群体Royds波动稳定),鉴于其作为集合种群且相距33–75 km,研究人员旨在识别驱动分歧轨迹的人口统计学机制。该研究发表于《Frontiers in Ecology and Evolution》,基于1996–2020年已知年龄、已知繁殖史的连续纵向数据,采用多状态标记-重捕模型进行估计。
主要关键技术方法方面,研究人员在罗斯岛三群体(Royds、Bird、Crozier)对离巢雏鸟佩戴不锈钢翅带,每年11月至次年1月重捕重识以记录繁殖状态;构建包含不可观测(unobservable)、前繁殖(pre-breeder, PB)、繁殖(breeder, BR)、非繁殖(non-breeder, NB)四状态与三群体组合的12状态多状态捕获