鸟类繁殖成活率较高的原因是什么?高效的孵化策略提高了城市鸟类孵化的成功率

人气:330 ℃/2023-12-02 11:48:26

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文|扎西朗姆

编辑|安然


引言

城市化是环境改变的最极端形式之一,对生物多样性构成重大威胁并改变人类文明赖以生存的生态系统。

城市的环境结构与自然栖息地明显不同,自然植被减少,人类干扰程度增加,捕食者组成不同,光线、噪音和重金属污染增加,温度升高。

另一方面,城市化导致高密度人类住区、工业区和建筑物的交替,经常与管理的绿地或自然栖息地遗迹混合在一起。

这种人为干扰强烈的环境加速了表型多样化并削弱了野生动物的繁殖成功率。

作为城市生态系统的重要组成部分,鸟类对环境变化高度敏感且容易做出显著反应,因此,鸟类是评估城市驱动的进化转变的绝佳模型系统。

一、鸟类居住环境备受折磨

目前,越来越多的生态学研究集中在鸟类如何成功地在城市环境中定居。由于城市化带来的全新选择压力,鸟类不得不调整其繁殖策略以适应城市环境。

城市同化照明可能会刺激鸟类的性腺发育,增加它们表达繁殖行为的可能性,从而导致鸟类提前交配和筑巢。此外,城市中稳定和长期供应的人造食物刺激鸟类提早筑巢。

然而,当谈到孵化期和筑巢期时,城市鸟类可能会受到更大的影响,例如城市鸟类的产窝和育雏时间更小与农村鸟类种群的规模相比。

二、艰难的孵化

孵化是鸟类繁殖周期的重要组成部分,孵化期间父母的努力会对配对的繁殖成功产生实质性的影响。

孵化质量也会影响照顾蛋的鸟类的繁殖成功率。鸟类胚胎需要较窄的物种特异性温度范围以实现最佳发育,其中超出限制的孵化温度会导致胚胎发育异常。

即使是环境温度的轻微变化也会影响后代的表型生长速度、免疫功能和存活率。

因此,孵化中的鸟类必须在离开巢穴觅食和留在巢中孵化之间进行权衡,即孵化中的鸟类应该保持胚胎发育的最佳温度以在满足胚胎发育的同时满足其能量需求。

孵化行为体现了这种权衡,并在很大程度上受到微环境、食物供应、巢穴注意力和巢捕食风险。

当成年人暴露在环境温度较高的城市栖息地时,更多和更短的休息时间会导致巢穴注意力降低。

在巢捕食率较高的农村地区,可能需要在增加巢穴活动以维持孵化亲本的内源储备和最小化巢穴活动以最小化巢穴捕食风险之间进行权衡。

例如,在农村栖息地,鸟类离开巢穴的次数会更少,而离开巢穴的时间会更长。

此外,城市中可供肉食性鸟类食用的食物资源明显较少。低质量的食物会增加觅食旅行的能量成本,导致更频繁和更长时间的休息。

三、一般现场方法

每个研究区域每隔 7 天访问一次,以便在每个繁殖季节开始时找到繁殖对和巢穴。

观察是用 10 × 42 双筒望远镜从城市和农村站点进行的。寻找巢址的主要方法,包括观察鸟类将巢材料带到植被带发现鸟类留下潜在的巢树,直接在树上观察巢穴。

找到后,对巢进行编号,并使用 Google Earth Pro 程序记录其位置。

在产蛋期间,我们将探访频率增加到三天。

在大多数巢穴的产蛋期进行的访问使我们能够检测和判断孵化是否开始。

在孵化期间,每三天还会访问每个巢穴,以确定孵化日期、巢穴命运、产卵数和育雏数。

我们将孵化终止定义为直到最后一个蛋孵化或连续两次访问都没有新的孵化。

如果在产卵期间发现巢穴,我们根据产蛋数估计孵化天数和开始日期,并使用标准孵化时间从已知孵化日期反算。最后,我们在繁殖完成后取回了数据记录器。

我们排除了由于捕食而未能繁殖的巢穴,然后使用每个巢穴的育雏大小/离合器大小计算孵化率。

因为在养殖过程中区分受精卵和未受精卵很容易导致鸟类弃巢,我们的分析并未排除该病例。

被动红外相机陷阱用于评估卵的捕食情况以监测繁殖巢。为了减少日出和日落引起的过度曝光和不必要的触发事件,将每个相机调整为尽可能朝北或朝南。

为了每次触发捕获三张图像和一个10秒的视频,相机设置为中等灵敏度。

每台相机都配备了12节电池和一张64 GB的存储卡。每隔三天,我们更换相机中的存储卡和电池。

如有必要,在每次例行检查期间调整摄像机角度以面向巢穴最明确的视野区域。对照片和视频数据进行了全面分析,以确定鸡蛋的种类和数量捕食者。

四、温度数据采集

我们使用Elitech 温度数据记录器记录了中国黑鸟巢穴的巢穴温度。数据记录器被编程为每 2 分钟记录一次温度。

当检测到蛋时,数据记录器被小心地放在巢中,并确保其探头固定在被蛋包围的离合器中心。

为了测量巢内的环境温度,将另一个数据记录器放置在巢支撑的树干上,用透明胶带固定,每 2 分钟记录一次当地环境温度。

五、孵化行为

我们使用 R 包 incR 来分析孵化行为。使用 incR 中实施的方法,我们利用孵化和环境温度的变化来计算存在孵化个体在巢外的自我维护活动。

然后使用 incRenv 函数自动为每个孵化温度观测值分配一个环境温度,incRscan 函数对孵化进行评分所需的信息。IncRact 函数用于计算开始和偏移。

我们还计算了白天巢的注意力、白天孵化温度和夜间孵化温度,使用 incR 包中的 incRatt 函数。

最后,我们使用 incRbout 函数来计算每天的发作和发作次数及其平均持续时间、开始时间、持续时间、开始温度和最终温度,用于 incRscan 检测到的每次发作和结束发作。

六、统计分析

在这项研究中,分布的正态性使用 Kolmogorov-Smirnov 检验进行评估,显着性水平设置为 0.05。在城市和农村地区,变异系数用于估计分散程度、平均停赛持续时间和平均潜伏期。

进行了简单的线性回归分析,以评估朱利安日期与环境平均温度、平均孵化时间和巢穴注意力的关联,以及环境平均温度与蛋温和巢穴注意力的关系。

然后应用 Simba 包来测试回归系数或截距是否在 0.05 水平上有显着差异。与每个回归相关的不确定性由每个回归的标准误差估计的 95% 置信区间表征。

进行 Pearson 相关性检验以评估孵育参数之间的相关性。

为了减少由冗余变量引起的过度拟合,我们选择了最具解释力和最不相关的系数。

在选择了提供最有意义的生物学解释的变量后,剩余的变量被从进一步分析中移除,产生了一组七个变量。

七、城乡鸟类孵化参数不同

市区黑鸲平均潜伏期为38.41±43.56分钟,日总潜伏期为710.54±133.78分钟。

中国黑鸟在农村地区的总孵化时间为710.97±119.41分钟,平均孵化时间为75.70±29.40分钟。城市女性的平均潜伏期比农村女性短,差异显着。

城市女性每天的发作次数高于农村女性,差异显着。随着潜伏期的推进,农村女性减少发作次数,而城市女性保持发作次数。随着潜伏期的推进,农村女性的平均休息时间增加。

此外,城市雌性的筑巢注意力和总孵化时间与农村雌性没有显着差异。随着潜伏期的进展,农村和城市雌性巢的注意力也得以保持。

八、城乡鸟类孵化行为差异

比较两地黑鹀不同孵化参数时,独立样本t检验显示黑鸲4个孵化参数之间存在显着差异。

城市地区蛋温变异度在0.05水平上明显小于农村地区,平均孵化时长和最晚时间也是如此上回合。此外,城市雌性的孵化率也明显高于农村雌性。

九、低环境压力促进城市鸟类健康

结果与我们的预测相反。城市个体在较低环境压力下的更高适应度并不是通过减少孵化投入的能量来实现的。

我们的调查表明,在整个孵化期内,城市和农村地区的总孵化时间和筑巢注意力没有差异。

城市雌性的孵化次数更多且时间更短,而且每天的孵化次数更多,这意味着与农村雌性相比,雌性更频繁地进出卵。

鸟类必须应对多变的环境条件,调整孵化与自我维持之间的平衡。城市地区经常受到交通噪音、夜间灯光干扰和人为干扰的较高干扰,这些都可能会迫使城市女性更频繁地离开巢穴。

十、结论

尽管城市化带来了一系列影响终生健康的新挑战,但具有高可塑性的城市女性的孵化行为可能是她们能否成功在城市景观中定居的关键因素。

与行为城市生态学中的大多数其他人一样,我们的研究使用了单一的城市和农村地点。

因此,这些结果需要在未来在更多城市复制,因为人口差异并不总是在城市和农村复制中普遍存在。

然而,这项研究初步了解了由于环境变化而导致的行为改变。

通过研究城市和农村野生动物的孵化行为差异,我们可以更好地了解城市化对野生动物行为的影响,以及这些父母行为如何影响城市景观中的后代表型

参考文献

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