《Water Biology and Security》：Diet analysis reveals key prey of a Critically Endangered waterbird in aquatic farming habitat
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本研究针对极危物种青头潜鸭在自然湿地丧失背景下如何利用人工养殖生境的核心科学问题，通过为期四年的野外调查，结合粪便DNA宏条形码技术和稳定同位素分析，首次定量揭示了该物种在武汉地区龙虾养殖塘等人工湿地的食性组成。研究发现青头潜鸭为杂食性，但其食谱中水生植物（尤其是睡莲科和眼子菜科）占比显著高于水生无脊椎动物，且甲壳类（如养殖龙虾）占比极低。这一结果强调了沉水植被在支持该物种生存中的关键生态作用，并提出通过优化“莲-虾共作”模式中的植被管理来协调濒危物种保护与农业生产的新策略，为极危水鸟的栖息地管理提供了科学依据。
在东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上，曾经常见的潜水鸭——青头潜鸭，如今其种群数量已不足千只，被世界自然保护联盟列为极危物种。曾经广布的繁殖地已从中国东北收缩至中国中部和北部。与此同时，长江中下游流域的大规模城市化、工农业开发导致了天然湿地的大面积丧失和退化。那么，在自然栖息地不断萎缩的今天，那些为人类生产目的而营造的人工水生环境，例如遍布的水产养殖塘，能否为这些濒危水鸟提供一线生机？这成为了保护生物学领域一个亟待解答的关键问题。以往研究虽指出青头潜鸭为杂食性，但其在人工改造生境中的具体食谱、季节性变化以及对栖息地选择的影响均缺乏定量数据的支撑。为了填补这一知识空白，并为制定有效的保护策略提供依据，研究人员在武汉市——该物种已知最南端的繁殖地之一——展开了一项深入的研究。相关成果发表在《Water Biology and Security》上。
为了回答上述问题，研究团队在2020年至2023年间，对武汉市33个关键湿地进行了每月一次的水鸟调查，以明确青头潜鸭的分布和栖息地类型。在此基础上，选取了两个种群最稳定且确认有繁殖记录的站点进行重点研究。研究综合运用了多种技术方法：通过样线法和样方法对站点内的水生植物和底栖无脊椎动物生物多样性进行调查；利用红外相机监测繁殖行为并收集成鸟腹部绒羽用于稳定同位素分析；采集粪便样本，通过DNA宏条形码技术分析其食性组成。
3.1. 青头潜鸭的丰度与栖息地利用
调查显示，青头潜鸭主要出现在非居民区的湖泊及沼泽/池塘生境中。在33个调查点中，有14个记录到该物种，其中11个位于非居民区。种群数量最大且最稳定的三个站点被确定为后续研究的重点。
3.2. 两个青头潜鸭栖息地的生物多样性特征
在两个重点研究站点共鉴定出31种水生植物和78种底栖无脊椎动物。水生植物群落在不同站点和季节间存在显著差异，而底栖无脊椎动物群落则无显著差异。站点间水生植物的多样性和组成有所不同，这为后续分析食性差异提供了环境背景。
3.3. 青头潜鸭的食性组成：DNA宏条形码分析
粪便DNA宏条形码分析揭示了青头潜鸭的食谱具有高度多样性。植物性食物方面，睡莲科和眼子菜科植物在两地和两个季节中被持续检测到，且频率很高，表明它们是稳定的食物来源。动物性食物方面，站点间存在差异：一个站点以水生昆虫为主，另一个站点则以腹足类和寡毛类为主。总体而言，动物性食物的丰富度在站点间有差异，但植物性食物组成在不同站点和季节间表现出高度相似性。甲壳类动物在食谱中的占比始终很低。
3.4. 青头潜鸭的食性组成——稳定同位素分析
稳定同位素混合模型进一步证实了DNA分析的结果。在繁殖季，水生植物对青头潜鸭食物的贡献比例最高，在两个站点均超过44%。在水生无脊椎动物中，各门类的贡献比例相对接近且较低，甲壳类的平均贡献比例不足20%。这再次印证了水生植物在其食谱中的主导地位。
研究结论与讨论部分指出，这是首次对极危物种青头潜鸭的食性进行定量研究。结果明确显示，无论在繁殖季还是越冬季，水生植物都是其最主要的食物来源，尤其是漂浮植物和沉水植物。尽管生境中的底栖无脊椎动物群落以摇蚊科和颤蚓科等耐受污染的种类为优势类群，但青头潜鸭在越冬季显示出对软体动物的取食偏好，这可能反映了其对食物质量的选择性。一个重要的发现是，尽管青头潜鸭频繁利用龙虾养殖塘，但其食谱中甲壳类比例极低，这表明该物种对养殖龙虾的直接影响微乎其微，有助于缓解养殖户对“鸭虾冲突”的担忧。研究强调了沉水植被的核心作用，它不仅是直接的食物来源，还能通过支撑其他水生生物间接影响水鸟的食物丰度。因此，提升栖息地中沉水植物的丰度应成为保护该物种的关键策略。在当前天然湿地快速丧失的背景下，合理管理的水产养殖生境，特别是优化“莲-虾共作”模式，为青头潜鸭提供了重要的替代栖息地。例如，适当降低莲的种植密度，增加沉水植物的比例，既能提升养殖系统的生物多样性和复杂性，又能为水鸟提供更好的觅食条件，同时可能提高以龙虾为主的经济产出，实现生态与经济效益的双赢。这项研究为理解极危水鸟与人工生境的生态关系提供了关键案例，也为制定基于生态学原理的、可行的保护措施指明了方向。
