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鸟类新知 | 鸻鹬水鸟的保护新思路——潮间带生物膜

媒体:AppliedEcologist  作者:内详
专业号:中国沿海湿地保护网络
2022/5/1 11:20:53

潮间带是鸻鹬鸟类极为重要的觅食地。然而,气候变化和人类活动对潮间带产生了重大影响。来自日本的桑江教授团队近期发表了一篇论文(Kuwae et al., 2021),探讨了以潮间带生物膜为重点的保护措施对恢复鸻鹬水鸟种群数量的作用。

在全球范围内,鸻鹬鸟类的数量正急剧下降,科学家们对于其背后的原因仍有诸多推测。同时,这个问题也引来了越来越多保护工作者的关注和担忧。然而,近期发现的小型鸻鹬类的重要食物来源之一——潮间带生物膜,或许能为寻找鸻鹬类种群数量下降的主要原因提供新线索,并为其种群数量的恢复措施开拓新思路。

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▲一只在罗伯茨湾中途停歇地进食生物膜的西方滨鹬。摄于加拿大英属哥伦比亚的弗雷泽河口。| 拍摄:Jason Puddifoot

滩涂表面覆盖着一层生物膜,这层薄薄的黏液中蕴含着由硅藻、细菌、无脊椎生物和有机碎屑组成的复杂的微观生物群落。曾经,这些泥泞的滩涂生境被看作是没有保护价值的“蛮荒之地”,而在其表面的生物膜的研究价值也被严重忽略。直到最近,事情才迎来了一丝转机:一项研究发现,小型鸻鹬类的舌头上有细小的毛刺,这一结构使得它们可以迅速地“舀”起生物膜,而这正是它们食谱中必不可少的一部分。

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▲左上:研究人员在日本北海道的小向湖采集生物膜样本。| 拍摄:Tomohiro Kuwae;

左下:生物膜的电子扫描显微照片。| 拍摄:Kazuhiko Ichimi;

右:红颈滨鹬舌尖细刺的形态学照片(上图)和电子扫描显微照片(下图)。| 拍摄:Tomohiro Kuwae

另一方面,在长途迁徙过程中,鸻鹬类用于补充能量的中途停歇地多为富含生物膜的河口滩涂,而这些滩涂大多经受过严重的破坏。这或许暗示着生物膜的减少与鸻鹬类种群数量的下降有所关联。

良好滩涂生境的七个要素

数十年来,日本在恢复潮间带滩涂生境方面积累了较为丰富的经验。桑江博士团队凭借这些经验,并参考了近期在加拿大太平洋沿岸弗雷泽河口开展的关于进食生物膜的小型鹬类的研究,试图寻找改善小型鸻鹬鸟类依赖的潮间带生境的方案。

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▲鸻鹬鸟类在连云港兴庄河口滩涂觅食。| 拍摄:韩永祥

作者认为,良好的潮间带生境应能为鸻鹬鸟类提供多样化的食物资源,能使它们的能量摄入效率以及觅食时间最大化。为此,该团队总结了成为良好的滩涂觅食地应具备的7个要素

1)有天然屏障,让细微颗粒沉积,促进生物膜的形成;

2)有复杂的潮间带地形,以增加觅食面积,减少鸻鹬类之间的竞争;

3)有广阔的面积和缓坡,增加鸻鹬类的觅食机会,让它们既能利用生物膜也能吃到无脊椎动物;

4)有各种大小的沉积物颗粒,既可以让生物膜更好地附着于表面,也可以为其他类型的食物提供生境;

5)最低潮时的水深不超过五厘米,让小型鸻鹬类能在潮下带觅食;

6)有淡水和海水的交换,以促进生物膜形成;

7)视野开阔,以便鸻鹬类在觅食时能及时发现并躲避捕食者。

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▲囊括七个要素的滩涂示意图(上图:高潮时;下图:低潮时)。蓝色越深代表水的深度越深,沉积物的颜色代表着不同的滩涂高度。潮间带高处的深色色块代表含有生物膜的泥质。| 图源:论文

理论与实践

那么,我们要如何将这些知识应用于保护工作中呢?在潮间带恢复工作开展前、进行中和完成后,我们需要长年监测鸻鹬鸟类对滩涂的利用情况和滩涂上的生物膜群落。监测的结果还需要与未曾被人为改造过的天然潮间带进行对比,以准确评估恢复工作的成效。如今,虽然人类亟需将诸多生态学理论付诸于保护行动,包括恢复或改善鸻鹬类利用的潮间带生境,但直到目前为止,仍无目标一致的计划方案。

与此同时,生物膜的研究依旧面临着诸多挑战。例如,为什么某些种类的生物膜对于迁徙鸻鹬类来说更有吸引力,以及我们又该如何就地“复刻”出这些极为重要的生物膜,以保障鸻鹬鸟类的食物资源。目前,我们对于生物膜和硅藻的生态学依旧所知甚少。虽然上述的七个要素可以增加生物膜的总量并为鸻鹬类提供能量补给,但我们依旧需要回答一个重要的问题,那就是这些生物膜的营养价值是否足以让鸻鹬类合成成功迁徙所需的脂肪。

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▲在弗雷泽河口三角洲的边界湾上空飞舞的一群小型鸻鹬鸟类。| 拍摄:Tomohiro Kuwae

想要找到小型鸻鹬鸟类全球性数量下降背后的原因,并恢复它们的种群,其中最关键的一环或许在于理解生物膜中的硅藻如何在自然环境下产生营养物质,并且如何适时地在迁徙期为鸻鹬鸟类提供充足的生物膜资源

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编者注:

论文的主要研究对象是小型鸻鹬鸟类,而并未充分涉及中型和大型鸻鹬鸟类的食性及其对潮间带生境的利用情况。因此,对于我国广阔的潮间带滩涂和依赖它们的众多迁徙鸻鹬类水鸟来说,我们还需要更多、更全面的研究,以了解鸻鹬鸟类与潮间带滩涂之间的关系,为保护它们的觅食地和高潮停歇地提出更切合实际和有建设性的方案。

论文:Kuwae, T., Elner, R. W., Amano, T., & Drever, M. C. (2021). Seven ecological and technical attributes for biofilm‐based recovery of shorebird populations in intertidal flat ecosystems. Ecological Solutions and Evidence, 2(4), e12114.

翻译/Corey

审稿/馄饨

编辑/雨笑笑笑

作者/AppliedEcologist


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