Population‐level scaling of avian migration speed with body size and migration distance for power...

遷徙水鳥powered fliers種群水平遷徙速度和身體大小以及遷徙距離的尺度效應(yīng)

數(shù)據(jù):

07-11年 ebird 數(shù)據(jù)

每條數(shù)據(jù)包含以下信息

| lat | lon | cnt | time |

首先作者將北美劃分成了面積相等的六邊形cell(12452km2)焙矛,如圖

image.png

根據(jù)每條數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度將該條數(shù)據(jù)合并到這個(gè)cell中窑邦,也就是每個(gè)cell涵蓋07-11年數(shù)據(jù)

image.png

因?yàn)椴皇敲總€(gè)cell都有checklist 報(bào)告辩昆,所以作者將研究區(qū)域限定在了24°到54°N的范圍內(nèi),在該范圍包含了96%西半球的報(bào)告共(2.29 million條)

image.png

遷徙距離

作者對(duì)于每個(gè)species的地定位方法掂榔,首先將NatureServe Western Hemisphere range maps中的每個(gè)species冬棲地和繁殖地polygon轉(zhuǎn)化為12 452-km2等面積六邊形網(wǎng)格,計(jì)算所以網(wǎng)格中心的經(jīng)緯度平均值作為冬棲地和繁殖地中心枯途,每個(gè)物種遷徙距離則為計(jì)算的冬棲地和繁殖地中心測(cè)地線距離教寂。

作者篩選了325個(gè)物種,標(biāo)準(zhǔn):

  • 在四年內(nèi)至少有一天在20個(gè)cell以上報(bào)告的憔足,并且遷徙距離大于0

日出現(xiàn)中心

作者計(jì)算了每個(gè)物種每年的日出現(xiàn)中心(daily occurrence centroids)胁附,計(jì)算方法:

對(duì)于sp1某日的(x,y),所有出現(xiàn)sp1的cell的中心經(jīng)緯度進(jìn)行加權(quán)平均,權(quán)重為observation effort滓彰,也就是這個(gè)cell的checklist數(shù)目占該日sp1 checklist數(shù)目總和的比重控妻。

image.png

然后根據(jù)日期進(jìn)行GAMM估計(jì)經(jīng)緯度,年份作為random effect

gamm(lat ~ s(date),random = (year~1))

gamm(lon ~ s(date),random = (year~1))

根據(jù)Viscor and Fuster (1987)的文獻(xiàn)提取出102個(gè)powered fliers物種揭绑,并且對(duì)于其出現(xiàn)格局進(jìn)行檢查弓候,統(tǒng)計(jì)四年內(nèi)合計(jì)某日期報(bào)告出現(xiàn)某物種的cell數(shù)目,能夠在整年出現(xiàn)兩個(gè)明顯峰值的物種才被保留下來進(jìn)行后續(xù)分析洗做。同時(shí)檢查經(jīng)緯度偏差很大的軌跡弓叛,可能包含了多個(gè)獨(dú)立遷徙種群,根據(jù)冬棲地繁殖地地圖將其剔除掉诚纸。

image.png

對(duì)于每個(gè)物種估計(jì)春季遷徙開始和秋季遷徙結(jié)束的時(shí)間撰筷,利用日期來估計(jì)出現(xiàn)cell的數(shù)目,gam(cell_cnt~s(date))畦徘,根據(jù)得到的整年內(nèi)fit值的99%上置信區(qū)間作為閾值毕籽,fit值達(dá)到該值的兩個(gè)日期作為該物種春季遷徙開始和秋季遷徙結(jié)束的時(shí)間。

體重

根據(jù)Dunning (1984)的數(shù)據(jù)計(jì)算物種的體重(亞種和性別進(jìn)行平均)井辆。

image.png

速度

根據(jù)估計(jì)的每天的物種位置中心計(jì)算每日的速度关筒,然后以物種作為random effect再fit GAMM,gamm(speed ~ s(date),random = (species~1)), 取春季和秋季遷徙最快的5次速度的中位數(shù)作為該物種春季和秋季遷徙的速度杯缺。

對(duì)體重蒸播,遷徙距離,遷徙速度進(jìn)行l(wèi)og10轉(zhuǎn)化,然后fit GLMM袍榆,對(duì)于繁殖地和冬棲地是否位于研究區(qū)胀屿,劃分物種為4類(都在,都不在包雀,只包含繁殖地宿崭,只包含)

lmer(speed ~ body_mass*season +(1|species)+(1|Family)+(1|sample_scheme))

lmer(speed ~ distance*season +(1|species)+(1|Family)+(1|sample_scheme))

image.png

結(jié)果:

主要有兩個(gè)個(gè)遷徙集中的區(qū)域

許多物種有一個(gè)秋季往動(dòng)偏的順時(shí)針loop遷徙路線

種群水平遷徙速度在春季和秋季遷徙時(shí)達(dá)到最大,到達(dá)繁殖季很快下降才写,向秋季遷徙轉(zhuǎn)換時(shí)緩慢上升

對(duì)于102個(gè)物種葡兑,春季和秋季遷徙的速度中位數(shù)分別為28.1和23.9km/h

Paired t-test說明春季遷徙速度顯著快于秋季

image.png

對(duì)于體重和遷徙速度之間的關(guān)系,春季和秋季遷移都有顯著的負(fù)比例系數(shù)赞草。

季節(jié)之間的截距不同讹堤,且季節(jié)之間的斜率沒有差異,表明在各種身體尺寸下春季遷徙速度更快房资。由體重解釋的遷徙速度偏差總體上較低蜕劝。

對(duì)于遷徙距離和遷徙速度之間的關(guān)系,在春季和秋季遷徙期間存在顯著的正比例關(guān)系轰异。 季節(jié)間的截距不同岖沛,春季坡度較大,表明春季整體遷移速度較快搭独,隨遷移距離的增加而增強(qiáng)婴削。 遷移距離解釋的遷移速度偏差大于體重,但整體偏低牙肝。

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