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在城市化浪潮席卷全球的今天,野生动物如何应对这一环境变化成为生态学家关注的焦点之一。城市化不仅改变了自然景观,还带来了大量的废弃物和人工垃圾,这些废弃物对野生动物产生了明显的影响。例如,越来越多的城市鸟类开始使用塑料片、纸片、化学纤维等人工材料进行营巢(图1)。为了解释鸟类为何利用人工巢材营巢,科学家主要提出了四种理论假说。(1)适应性假说(adaptive hypothesis)认为鸟类利用人工材料营巢是由于人工材料可以提高鸟类的繁殖性能;(2)可利用性假说(availability hypothesis)认为鸟类利用人工材料营巢是由于城市化导致的城市环境中人工材料的增加和天然巢材的减少;(3)新位置假说(new location hypothesis)认为鸟类利用人工材料筑巢是由于城市中营巢巢址的改变;(4)搜索影像假说(search image hypothesis)认为鸟类利用人工材料营巢可以改变巢的外观,进而降低或避免巢捕食。目前,已有大量研究分析和探讨为何城市鸟类要利用人工巢材进行营巢。但是,现有研究主要是在欧洲和美洲等发达地区开展,而在城市化进程快速推进的亚洲地区,特别是中国,还未见有相关研究。为了填补这一研究空白,南京师范大学王彦平教授课题组与浙江自然博物馆陈水华博士团队合作,以城市适应种白头鹎(Pycnonotus sinensis)为研究对象,在杭州市开展了鸟类为何利用人工巢材营巢的系统研究。研究团队于2012—2013年鸟类繁殖季节在杭州市沿着城市化梯度监测了白头鹎的136个自然繁殖巢(图2),获得了7个繁殖特征数据(筑巢日期、孵化期、育雏期、窝卵数、卵体积、孵化成功率和离巢成功率),并在繁殖期结束后将这些巢带回实验室进行了巢材分析。此外,研究还使用城市化综合指数来衡量城市化程度,并分析了其与人工巢材比例和重量的关系。该研究成果近日以“Anthropogenic nesting materials and reproductive performance of Chinese Bulbuls (Pycnonotus sinensis) along the urbanization gradient in Hangzhou, China”为题发表在Avian Research上。图1. 研究中含有人工巢材的白头鹎巢
图2. 杭州市白头鹎巢址分布图通过巢材分析发现,在136个白头鹎巢中,有131个(96.32%)含有各种人工巢材,包括塑料片、化学纤维、棉花、纸片、聚氨酯泡沫、人的头发、锡箔、创可贴、金属等(图1);其中出现频率最高的是塑料片(95.6%)和化学纤维(89.0%),而频率最低的是金属(0.7%)。结果表明,白头鹎巢中人工巢材的比例和重量均随城市化水平的提高而显著增加(图3)。进一步分析发现,白头鹎的孵化成功率与巢中人工巢材的比例呈正相关,即人工巢材比例越高的巢,孵化成功率越高(图4)。但是,其他6个繁殖特征参数,包括筑巢日期、孵化期、育雏期、窝卵数、卵体积和离巢成功率,并不随人工巢材比例或重量的变化而变化。图3. 人工巢材比例与重量随着城市化水平的提高而显著增加
图4. 人工巢材比例与重量对白头鹎繁殖性状特征的影响研究结果在一定程度上支持了适应性假说,即白头鹎选择人工巢材是为了提高其繁殖性能。但是,并非所有鸟类繁殖特征都受到了人工巢材的影响,这可能是因为人工巢材对某些相对固定的繁殖特征,如窝卵数或卵大小的影响比较有限。此外,研究结果也符合可利用性假说,即在城市环境中,白头鹎会根据环境中巢材的变化来获取和利用人工巢材。但是,新位置假说在本研究中并未得到支持,因为白头鹎在杭州地区始终在树木或灌木中筑巢,并未改变其筑巢位置。最后,本文由于数据限制没有对搜索影像假说进行验证。本研究为深入理解白头鹎如何适应城市化进程和城市生态系统提供了新的视角。然而本文的研究结果主要基于野外观察数据,为了更准确地探究人工巢材对鸟类繁殖成功率的影响,建议以后的研究采用控制实验的方法。随着全球城市化进程的不断加剧,我们需要持续关注野生动物如何适应这一环境变化,并采取相应的保护措施以确保它们在城市生态系统的生存和繁衍。南京师范大学岛屿生物地理学和保护生物学课题组博士研究生陈星敏为本文第一作者,王彦平教授和浙江自然博物馆陈水华博士为共同通讯作者,浙江师范大学张琴和兰思思以及浙江自然博物馆黄秦进行了鸟巢监测和巢材分析工作。Chen, X., Zhang, Q., Lan, S., Huang, Q., Chen, S., Wang, Y. 2024. Anthropogenic nesting materials and reproductive performance of Chinese Bulbuls (Pycnonotus sinensis) along the urbanization gradient in Hangzhou, China. Avian Research, 15: 100207. https://doi.org/10.1016/j.avrs.2024.100207.
《鸟类学研究(英文)》(Avian Research)是由中国动物学会鸟类学分会和北京林业大学共同主办的学术期刊,采取开放获取(Open Access)模式出版,主要发表鸟类学领域各个方向的研究论文和综述。科睿唯安JCR2023影响因子:1.6,位于鸟类学领域Q1区。2023年中科院期刊分区表中,在生物学大类和鸟类学小类均为2区。入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊。