《Avian Research》:How do wintering waterbird communities respond to polder restoration in a Ramsar wetland of the Yangtze River Basin, China? A functional and phylogenetic perspective
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本研究针对湿地退化导致水鸟多样性下降的生态问题,通过多维视角(分类、功能与系统发育多样性)探究围垦湿地生态恢复对越冬水鸟群落的响应机制。结果表明,恢复后的圩区能显著提升水鸟个体数、物种丰富度及FD/PD指数,但尚未达到自然湿地水平;群落构建以随机过程主导。研究为湿地恢复工程优化提供了多维度生物多样性评估框架,对东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区保护具有重要实践意义。
湿地作为地球生态系统的"肾脏",在调节气候、净化水质和维护生物多样性方面发挥着不可替代的作用。然而近几十年来,全球约50%的自然湿地因人类活动和环境变化而退化或消失,导致依赖湿地生存的水鸟种群面临严重威胁——约40%的水鸟种群数量在全球范围内呈现下降趋势。长江下游流域作为全球200个关键生态区之一,每年为近百万只水鸟提供越冬地,但大规模围湖造田形成的圩区(polders)导致天然水鸟栖息地严重萎缩。为应对这一生态危机,中国自1998年长江大洪水后逐步实施"退圩还湖"政策,但圩区生态恢复对水鸟群落的多维影响机制尚不明确。
在这一背景下,Song等研究人员在《Avian Research》发表论文,以长江流域升金湖国家级自然保护区(2015年被列为国际重要湿地)为研究区,创新性地从功能性状(functional traits)和系统发育(phylogeny)多维视角,系统探究了越冬水鸟群落对圩区湿地恢复的响应规律。研究团队于2023-2025年两个越冬期,同步监测了13个恢复圩区、13个未恢复圩区和13处自然湖岸带水鸟群落,通过构建功能树和系统发育树,比较了不同湿地类型中水鸟的分类多样性(物种丰富度、香农-威纳指数)、功能多样性(FD,funMPD)和系统发育多样性(PD,phyMPD),并采用零模型(null models)解析群落构建机制。
关键技术方法包括:基于距离法的水鸟功能性状矩阵构建(体重、食性、觅食方式等4类性状)、系统发育信号检测(Blomberg's K和D统计量)、多维多样性指数计算(FD/PD/funMPD/phyMPD)、基于Net Relatedness Index(NRI)的群落构建过程分析,以及广义线性混合模型(GLMMs)和相似性分析(ANOSIM)等统计方法。
3.1 水鸟物种与数量
越冬期共记录到恢复圩区51种15,579只水鸟,未恢复圩区47种5,456只,自然湿地53种192,942只。恢复圩区包含13种受威胁物种,表明其具备保护价值。
3.2 多维多样性指数差异
恢复圩区在中晚期越冬期的个体数、物种丰富度及FD(功能多样性)、PD(系统发育多样性)显著高于未恢复圩区,其中中期越冬期的物种丰富度、PD及中期FD与自然湿地无差异。但香农-威纳多样性、funMPD(功能平均配对距离)和phyMPD(系统发育平均配对距离)在各类湿地间无显著差异,反映不同多样性指标对恢复措施的响应存在异质性。
3.3 功能群组成特征
恢复圩区与未恢复圩区水鸟功能群组成无差异,但二者均与自然湿地显著不同。指示种分析显示鸭子等类群偏好恢复圩区和自然湿地,而鸻鹬类、鸥类等特化类群仅与自然湿地显著关联。
3.4 群落构建规则
funNRI(功能净亲缘指数)和phyNRI(系统发育净亲缘指数)值均在[-1.96,1.96]区间,表明水鸟群落构建由随机过程(stochastic processes)主导,而非环境过滤或种间竞争等确定性过程。
3.5 环境驱动因素
湿地面积和泥滩面积比例与个体数、物种丰富度、FD、PD呈正相关,水生植被面积比例与funMPD负相关,凸显栖息地规模与结构对多样性维持的关键作用。
研究结论强调,圩区恢复能有效提升水鸟多维多样性,但恢复效果受湿地面积和生境结构(特别是泥滩比例)调控。尽管当前恢复措施尚未使圩区完全达到自然湿地的生物多样性水平,但其对特定水鸟功能群(如鸭类)的吸引作用已显现生态效益。该研究为湿地恢复工程提供了多维度评估范式,建议未来通过扩大恢复面积、优化生境配置(如增加泥滩)强化恢复效果,同时需开展长期监测以评估恢复措施的持续效应。研究成果对东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区网络保护具有重要实践指导价值。