Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”马志军团队成果:越冬鸭类的栖息地利用及其对自然保护区附近水稻生产的经济影响
01 研究背景
许多野生动物与人类的活动空间有一定程度的重叠。一些野生动物会影响人类的生产和生活,甚至威胁人类健康和生命安全。这造成了保护野生动物与保护人类生命和财产之间的冲突(保护冲突)。近年来,我国生态建设和生物多样性保护成效显著,一些地区冬季植食性鸭类的数量明显增加,它们经常取食农作物并造成当地农户的经济损失。阐明鸭类的栖息地利用及其造成的经济损失是制定减缓人鸟冲突对策的基础,但这方面的研究工作非常缺乏。
近年来,上海崇明东滩鸟类自然保护区及其周边农田的越冬鸭类数量明显增加并造成人鸟冲突:一方面鸭类在农田取食农作物造成经济损失;另一方面当地农户在农田布设防鸟线造成鸟类伤亡。2022年和2023年冬季(11月~来年2月),研究团队在上海崇明东滩鸟类自然保护区及其周边农田,开展越冬鸭类数量和分布、活动规律、食物组成以及鸭类取食水稻所造成的经济损失的调查。当地每年的农业耕作方式主要为水稻-小麦轮作,在研究期间,2023年的水稻收割时间(11月上旬)比2022年(11月下旬)大约提前了半个月。
研究团队在崇明东滩自然保护区的修复湿地、自然滩涂和周边农田(约2600公顷)开展每月一次的越冬鸭类同步调查,采用卫星追踪技术调查了25只斑嘴鸭和88只绿头鸭个体的活动规律,每月从不同生境类型中收集鸭类粪便采用eDNA方法分析食物组成,采用样方调查和问卷调查了解鸭类取食水稻造成的经济损失。
02 主要结果
在2022年冬季,4次调查共记录到鸭类总数为225,414只,其中11月的数量最高(105,824只),随后数量逐月减少。整个越冬期农田中记录的鸭类数量为67,951只,占三种生境类型记录到总数量的30.1%;其中61,404只(90.4%)是在11月的农田中调查到的。在2023年冬季,4次调查记录到鸭类总数为123,581只,比2022年减少了45.2%。11月份鸭类数量(30,038只)比2022年减少了71.6%。4次调查中12月份的数量最高(12,507只)。2023年冬季农田中记录的鸭类总数量为18,390只,占三种生境类型鸭类总数量的14.9%。与2022年冬季相比,2023年冬季在农田记录的鸭类总数量减少了72.9%。
图1| 2022和2023年崇明东滩修复湿地、农田和自然滩涂越冬鸭类的数量变化。
2022年冬季,追踪的斑嘴鸭和绿头鸭在农田中的记录位点占比分别为27.9%和18.1%,其中在11月最低,而在来年的1月和2月均增加到40%以上。类似的,2023年冬季斑嘴鸭在农田中的记录位点占比从11月的20.9%上升至来年2月的69.1%,绿头鸭则从11月的15.1%上升至来年2月的76.3%。这表明在越冬期随着时间的推移,它们在农田活动的时间增加。另外,斑嘴鸭和绿头鸭白天在农田中的位点均少于夜间,这说明它们更倾向于夜间到农田活动。广义线性模型分析的结果也表明,昼夜、年份、越冬日期和物种均显著影响追踪鸭类对农田的利用:鸭类夜间对农田的利用概率显著高于白天,2022年高于2023年,越冬晚期高于越冬早期。此外,斑嘴鸭对农田的利用程度高于绿头鸭。
图2 |2022年和2023年崇明东滩越冬期绿头鸭和斑嘴鸭的生境利用。
图3 |年份、越冬日期、昼夜及物种对鸭类利用农田的影响。
粪便eDNA分析结果表明,鸭类主要取食稻谷、小麦、海三棱藨草和芦苇四种主要食物,它们占食物组成的90%以上。稻谷是11月和12月的主要食物,尤其是在2022年11月,稻谷占食物的一半以上。到了1月和2月,稻谷占比减少,而小麦成为主要食物。海三棱藨草在每个月份都占了20–30%的比例。芦苇是2022年越冬后期和2023年越冬初期的主要食物。
图4 |2022和2023年越冬期鸭类的食物组成。每种食物的比例是基于鸭类粪便中提取的rbcL基因DNA标记序列的相对比例。
样方调查表明,在2022年冬季鸭类取食稻谷所造成的经济损失(包括驱鸟成本)为1,085,269 ± 208,160元。在2023年冬季鸭类取食稻谷所造成的经济损失(包括驱鸟成本)为207,645 ± 19,801元。2023年的经济损失显著低于2022年。根据对种植户问卷调查估算,2022年的经济损失为11,518,423 ± 2,408,682元,2023年为3,148,635 ± 998,144元。尽管问卷调查得到的经济损失显著高于样方调查的结果,但同样表现为2023年的经济损失明显低于2022年。
03 结论与建议
本研究表明,农田是崇明东滩植食性鸭类的主要生境类型,农作物是越冬期鸭类的主要食物来源。本研究发现,2023年冬季鸭类在农田中的数量、对农田的利用程度以及取食稻谷所造成的经济损失均明显低于2022年冬季。这与2023年冬季水稻收获较早以及鸭类在冬季具有游荡觅食的习性密切相关。当地鸭类迁来越冬的高峰期一般在11月中旬前后,因此,如果在鸭类到来的高峰期之前收获水稻,可以大大降低鸭类取食稻谷所导致的经济损失。目前对鸭类取食小麦所造成的经济损失还不清楚,未来有待进一步研究。
为了减缓鸭类取食稻谷所造成的经济损失,建议采取综合措施,包括种植早熟水稻品种(当地种植的“国庆稻”在9月中旬便可收割,国庆期间新米便可上市)并在11月上旬之前完成水稻收获;在保护区恢复海三棱藨草等鸭类的自然食源植物;在第三方评估的基础上为受损农户提供经济补偿;打造鸟类友好型农产品以提高农产品附加值;以及利用丰富的鸟类资源开展观鸟和生态研学等活动。另外,在防鸟和驱鸟时要采用鸟类友好手段(如悬挂彩带、反光条等),避免造成鸟类伤亡。
本研究结果为当地以及其他人鸟冲突频发地区的管理实践提供了参考。有效缓解人鸟冲突不仅有助于增强公众对鸟类保护的支持,也有助于促进生物多样性保护与农业可持续发展的协同推进。
本论文以Habitat use by wintering ducks and its economic impact on rice production adjacent to a nature reserve: implications for mitigating human-bird conflicts为题发表在Biological Conservation。复旦大学生命科学学院博士生刘宁宁为第一作者,复旦大学生命科学学院、崇明生态研究院(Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”)马志军教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、山水自然保护中心、崇明东滩鸟类自然保护区以及世界自然基金会上海办公室等项目和单位的支持。
图文、来源 | Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”马志军教授科研团队