外来植物互花米草入侵盐沼湿地对繁殖鸟类的影响及其机理

Biological invasion is one of the serious ecological and environmental problems globally. Smooth cordgrass (Spartina alterniflora) is a major invasive plant in the saltmarshes in east China; its invasion has caused multiple impacts on the saltmarsh ecosystem. Although the invasion of smooth cordgrass has caused an obvious decrease of native bird diversity, some birds can nest, and even mainly nest, in the smooth cordgrass habitat. In order to clarify the effects of smooth cordgrass invasion on breeding birds and its mechanisms involved and to discuss the adaptation of specialists and generalists on invasive plants, we will compare the characteristics of territory and nest sites, food composition and food sources, natural enemy pressures, nest site fidelity, and breeding parameters of saltmarsh breeding birds in native and smooth cordgrass invaded habitats. We will also analysis the mechanisms of effects of smooth cordgrass invasion on breeding birds from the aspects of habitat, food, and threat. Moreover, we will explore the patterns of habitat selection of breeding birds on the background of smooth cordgrass invasion. Furthermore, we will establish models of population dynamics to forecast the potential population trends of saltmarsh birds in the future. Our results will provide scientific bases for further understanding the ecological effects and for evaluating the ecological consequences of biological invasion.

生物入侵是全球面临的重大生态和环境问题。互花米草(Spartina alterniflora)为我国东部盐沼湿地的主要入侵植物，对盐沼生态系统带来多方面影响。尽管互花米草入侵导致入侵地的鸟类多样性明显下降，但一些鸟类可以在互花米草栖息地中繁殖，甚至主要在互花米草栖息地营巢。为了阐明互花米草入侵对繁殖鸟类的影响及其机理，探讨特化和泛化物种对植物入侵的适应性，本项目以盐沼繁殖鸟类为研究对象，比较鸟类在互花米草栖息地和土著植物栖息地的领域和巢址特征、食物组成和食物来源、天敌压力、巢址忠诚度以及繁殖参数，从栖息地特征、食物资源和威胁因素三方面剖析互花米草入侵对繁殖鸟类的影响机理，分析互花米草入侵背景下繁殖鸟类的栖息地选择模式，建立鸟类种群动态模型，预测盐沼繁殖鸟类种群的变化趋势。研究结果将为进一步理解生物入侵的生态影响和评价生物入侵的生态后果提供依据。

生物入侵是全球面临的重大生态和环境问题。互花米草为我国东部盐沼湿地的主要入侵植物。为了阐明互花米草入侵对繁殖鸟类的影响及其机理，探讨不同鸟类对植物入侵的适应性，本项目以东方大苇莺和斑背大尾莺等盐沼繁殖鸟类为研究对象，通过对鸟类的繁殖生态研究，剖析繁殖鸟类对互花米草入侵的适应性机理，分析互花米草入侵背景下繁殖鸟类的栖息地利用模式。研究结果表明，尽管互花米草群落和芦苇群落都是结构简单的单优势群落，两种栖息地的食物资源和微生境结构的不同导致了鸟类物种及数量的差异。互花米草群落中的盐沼筑巢的鸟类的数量较低可能是因为其无法为大部分鸟类提供丰富食物资源和合适且安全的巢址。调查中记录到的常见繁殖鸟类均不偏好纯互花米草群落，而且体型较大的鸟如震旦鸦雀和东方大苇莺偏好芦苇群落。但是体型较小的鸟如斑背大尾莺、棕扇尾莺、棕头鸦雀不偏好芦苇群落，它们在互花米草与混合群落中的密度都比芦苇群落中高。体型较小的鸟选择混合群落及互花米草群落的原因可能是：1)互花米草可以为体型较小的鸟类提供适宜的繁殖地；2) 体型小的鸟在种间竞争的压力下选择次优栖息地。3) 栖息地广适性的鸟类被栖息地专性的鸟类所排斥。对东方大尾莺和斑背大尾莺繁殖生态的比较表明，东方大尾莺以土著植物芦苇占优势的栖息地作为其营巢地，且所有记录的巢都修筑在芦苇植株上；斑背大尾莺以互花米草占优势的栖息地作为其营巢地，且其所有记录的巢都修筑在互花米草植株上。稳定同位素分析表明，芦苇栖息地中鸟类的食物以芦苇来源为主，互花米草栖息地中鸟类的食物包含很大成分的互花米草来源。这表明外来植物也可以为土著鸟类提供一部分食物来源。进一步对斑背大尾莺繁殖生态的研究表明，斑背大尾莺在互花米草入侵栖息地的密度明显高于在土著植物芦苇栖息地的密度，其繁殖领域主要由互花米草栖息地组成，其所有的巢都是以互花米草植株作为巢址；互花米草是斑背大尾莺食物链上的重要初级生产者，特别是对雏鸟和雌鸟的食物贡献较大。斑背大尾莺在崇明东滩的繁殖成功率与其在我国东北和日本原产地的繁殖成功率无显著差异。这说明互花米草栖息地为斑背大尾莺提供了繁殖场所和食物来源，斑背大尾莺在长江口的建群和种群快速增长有着直接关系。本研究为了解生物入侵的生态影响提供了新思路。