海洋岛屿上鼠种间的食性生态位分化与季节变化

《Isotopes in Environmental and Health Studies》：Dietary niche partitioning and seasonal variation between rat species on an oceanic island

　　

在海洋岛屿上，入侵鼠类对本地物种，尤其是海鸟，构成显著威胁。然而，研究人员尚未充分理解鼠类的生态影响，以及当存在一种以上鼠种时，其食性生态位如何受到影响。本研究旨在调查查塔姆岛上基奥尔鼠（Rattus exulans）与屋顶鼠（R. rattus）的同位素生态位重叠，并评估它们对该岛仅存的大片森林中处于濒危或受威胁状态的本地鸟类（包括特有物种如查塔姆岛木鸠（Hemiphaga chathamensis）以及一种濒危地面巢穴海鸟——查塔姆岛圆尾鹱（Pterodroma magenta））可能构成的威胁。对基奥尔鼠和屋顶鼠肝脏稳定同位素分析（δ¹³C和δ¹⁵N）显示，两个物种在同位素生态位空间上存在一定分离。总体而言，由食性比例定义的高维体积（hypervolumes）在两个物种间重叠度较低，但重叠程度存在季节变化，且基奥尔鼠与屋顶鼠的生态位大小存在差异，这可能促进了共存。混合模型（mixing models）表明，鸟类（但可能不包括查塔姆岛圆尾鹱）是两个物种的主要食物来源。查塔姆岛木鸠和雀形目鸟类的比例随季节变化，而无脊椎动物和植物也出现在食性中。两种鼠类食性中出现鸟类可能源于直接捕食或食腐。结果表明，如预期所料，鼠类控制是该残余森林中本地物种管理的关键环节，很可能有助于保护小型森林鸟类和特有物种（如查塔姆岛木鸠），但鼠类是否直接影响地面巢穴海鸟的濒危种群仍不明确。

入侵物种对全球生物多样性构成重大威胁。鼠类通过捕食和竞争能够改变本地生态系统，尤其在海洋岛屿上，它们对地面巢穴海鸟和缺乏飞行能力的本地鸟类影响严重。查塔姆岛（Chatham Island）是新西兰的海洋岛屿，生活着基奥尔鼠（Rattus exulans）和屋顶鼠（R. rattus）等四种啮齿类动物。在该岛仅存的大片森林——Tuku自然保护区中，生存着易危的查塔姆岛木鸠（Hemiphaga chathamensis）和极度濒危的地面巢穴海鸟——查塔姆岛圆尾鹱（Pterodroma magentae）。尽管已知鼠类对本地物种构成威胁，但两种鼠类同域分布时如何分割食物资源、其生态位是否发生季节变化，以及它们对本地鸟类的具体威胁程度仍不清楚。因此，研究人员利用稳定同位素分析（stable isotope analysis, SIA）和贝叶斯混合模型（Bayesian mixing model），对查塔姆岛两种鼠类的食性生态位进行了系统研究。研究结果表明，两种鼠类在食性生态位空间上存在一定分离，季节和物种间的生态位大小与重叠发生变化；鸟类是主要食物来源，但可能不包括查塔姆岛圆尾鹱；鼠类控制是保护该森林中本地物种的关键措施。相关论文发表在《Isotopes in Environmental and Health Studies》上。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：在2016年春季（9–11月）和2017年秋季（3–4月）采集40只基奥尔鼠和34只屋顶鼠的肝脏和骨胶原，同时收集潜在食物来源（植物、无脊椎动物、真菌、鸟类羽毛等）；对样品进行稳定同位素分析，测定δ¹³C和δ¹⁵N；使用SIDER包估计组织特异性判别因子（tissue discrimination factor, TDF）；利用MixSIAR包构建贝叶斯混合模型以估计各食物来源的比例贡献；采用基于模拟的模型假设检验；通过超体积（hypervolume）方法和非参数检验比较物种和季节的生态位大小与重叠。样本来自查塔姆岛Tuku自然保护区及周边私有土地，由查塔姆岛T