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鳥類新知 | 鸻鷸水鳥的保護新思路——潮間帶生物膜
潮間帶是鸻鷸鳥類極為重要的覓食地。然而，氣候變化和人類活動對潮間帶產(chǎn)生了重大影響。來自日本的桑江教授團隊近期發(fā)表了一篇論文（Kuwae et al., 2021），探討了以潮間帶生物膜為重點的保護措施對恢復(fù)鸻鷸水鳥種群數(shù)量的作用。
在全球范圍內(nèi)，鸻鷸鳥類的數(shù)量正急劇下降，科學(xué)家們對于其背后的原因仍有諸多推測。同時，這個問題也引來了越來越多保護工作者的關(guān)注和擔(dān)憂。然而，近期發(fā)現(xiàn)的小型鸻鷸類的重要食物來源之一——潮間帶生物膜，或許能為尋找鸻鷸類種群數(shù)量下降的主要原因提供新線索，并為其種群數(shù)量的恢復(fù)措施開拓新思路。
▲一只在羅伯茨灣中途停歇地進食生物膜的西方濱鷸。攝于加拿大英屬哥倫比亞的弗雷澤河口。| 拍攝：Jason Puddifoot
灘涂表面覆蓋著一層生物膜，這層薄薄的黏液中蘊含著由硅藻、細菌、無脊椎生物和有機碎屑組成的復(fù)雜的微觀生物群落。曾經(jīng)，這些泥濘的灘涂生境被看作是沒有保護價值的“蠻荒之地”，而在其表面的生物膜的研究價值也被嚴重忽略。直到最近，事情才迎來了一絲轉(zhuǎn)機：一項研究發(fā)現(xiàn)，小型鸻鷸類的舌頭上有細小的毛刺，這一結(jié)構(gòu)使得它們可以迅速地“舀”起生物膜，而這正是它們食譜中必不可少的一部分。
▲左上：研究人員在日本北海道的小向湖采集生物膜樣本。| 拍攝：Tomohiro Kuwae；
左下：生物膜的電子掃描顯微照片。| 拍攝：Kazuhiko Ichimi；
右：紅頸濱鷸舌尖細刺的形態(tài)學(xué)照片（上圖）和電子掃描顯微照片（下圖）。| 拍攝：Tomohiro Kuwae
另一方面，在長途遷徙過程中，鸻鷸類用于補充能量的中途停歇地多為富含生物膜的河口灘涂，而這些灘涂大多經(jīng)受過嚴重的破壞。這或許暗示著生物膜的減少與鸻鷸類種群數(shù)量的下降有所關(guān)聯(lián)。
良好灘涂生境的七個要素
數(shù)十年來，日本在恢復(fù)潮間帶灘涂生境方面積累了較為豐富的經(jīng)驗。桑江博士團隊?wèi){借這些經(jīng)驗，并參考了近期在加拿大太平洋沿岸弗雷澤河口開展的關(guān)于進食生物膜的小型鷸類的研究，試圖尋找改善小型鸻鷸鳥類依賴的潮間帶生境的方案。
▲鸻鷸鳥類在連云港興莊河口灘涂覓食。| 拍攝：韓永祥
作者認為，良好的潮間帶生境應(yīng)能為鸻鷸鳥類提供多樣化的食物資源，能使它們的能量攝入效率以及覓食時間最大化。為此，該團隊總結(jié)了成為良好的灘涂覓食地應(yīng)具備的7個要素：
1）有天然屏障，讓細微顆粒沉積，促進生物膜的形成；
2）有復(fù)雜的潮間帶地形，以增加覓食面積，減少鸻鷸類之間的競爭；
3）有廣闊的面積和緩坡，增加鸻鷸類的覓食機會，讓它們既能利用生物膜也能吃到無脊椎動物；
4）有各種大小的沉積物顆粒，既可以讓生物膜更好地附著于表面，也可以為其他類型的食物提供生境；
5）最低潮時的水深不超過五厘米，讓小型鸻鷸類能在潮下帶覓食；
6）有淡水和海水的交換，以促進生物膜形成；
7）視野開闊，以便鸻鷸類在覓食時能及時發(fā)現(xiàn)并躲避捕食者。
▲囊括七個要素的灘涂示意圖（上圖：高潮時；下圖：低潮時）。藍色越深代表水的深度越深，沉積物的顏色代表著不同的灘涂高度。潮間帶高處的深色色塊代表含有生物膜的泥質(zhì)。| 圖源：論文
理論與實踐
那么，我們要如何將這些知識應(yīng)用于保護工作中呢？在潮間帶恢復(fù)工作開展前、進行中和完成后，我們需要長年監(jiān)測鸻鷸鳥類對灘涂的利用情況和灘涂上的生物膜群落。監(jiān)測的結(jié)果還需要與未曾被人為改造過的天然潮間帶進行對比，以準確評估恢復(fù)工作的成效。如今，雖然人類亟需將諸多生態(tài)學(xué)理論付諸于保護行動，包括恢復(fù)或改善鸻鷸類利用的潮間帶生境，但直到目前為止，仍無目標一致的計劃方案。
與此同時，生物膜的研究依舊面臨著諸多挑戰(zhàn)。例如，為什么某些種類的生物膜對于遷徙鸻鷸類來說更有吸引力，以及我們又該如何就地“復(fù)刻”出這些極為重要的生物膜，以保障鸻鷸鳥類的食物資源。目前，我們對于生物膜和硅藻的生態(tài)學(xué)依舊所知甚少。雖然上述的七個要素可以增加生物膜的總量并為鸻鷸類提供能量補給，但我們依舊需要回答一個重要的問題，那就是這些生物膜的營養(yǎng)價值是否足以讓鸻鷸類合成成功遷徙所需的脂肪。
▲在弗雷澤河口三角洲的邊界灣上空飛舞的一群小型鸻鷸鳥類。| 拍攝：Tomohiro Kuwae
想要找到小型鸻鷸鳥類全球性數(shù)量下降背后的原因，并恢復(fù)它們的種群，其中最關(guān)鍵的一環(huán)或許在于理解生物膜中的硅藻如何在自然環(huán)境下產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，并且如何適時地在遷徙期為鸻鷸鳥類提供充足的生物膜資源。
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編者注：
論文的主要研究對象是小型鸻鷸鳥類，而并未充分涉及中型和大型鸻鷸鳥類的食性及其對潮間帶生境的利用情況。因此，對于我國廣闊的潮間帶灘涂和依賴它們的眾多遷徙鸻鷸類水鳥來說，我們還需要更多、更全面的研究，以了解鸻鷸鳥類與潮間帶灘涂之間的關(guān)系，為保護它們的覓食地和高潮停歇地提出更切合實際和有建設(shè)性的方案。
論文：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.
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翻譯/Corey
審稿/餛飩
編輯/雨笑笑笑
作者/AppliedEcologist
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