Effect of incubation pattern and nest characteristics on the breeding success of the Oriental tit (Parus minor)

Abstract

One of the most significant functions of a nest is to protect offspring from external environmental conditions. Nest structure and parental incubation behavior are key determinants of avian reproductive success, particularly in cavity-nesting species where the thermal environment within the nest is influenced by both physical and behavior factors. This study investigated the influence of environmental factors on the breeding parameters of Oriental tit (Parus minor) in forest and campus areas. I hypothesized that nest characteristics of oriental tits are influenced by the surrounding environment of each nest boxes. Additionally, I proposed that the breeding behavior of female oriental tits may exhibit intraspecific variations in response to urbanization. The specific aims of this study are to determine: 1) the variation in nest characteristic, 2) the differences of incubation behavior and temperature in the nest cup depending on the nest site, and 3) whether there are some relationships between nest characteristic, breeding behavior and reproductive success. The results revealed significant effect of nest location, nest characteristics, and incubation behavior. Both hatching and fledging success were influenced by nest characteristics, incubation behavior, and their interaction. Hatching and fledging was lower in larger nest boxes but positively associated with distance from the entrance hole and/or nest box wall to the nest cup. Incubation attentiveness modulated functional importance of nest structure; well-insulated nest buffered thermal risks during frequent off-bouts, while nests with poor insulation required more continuous incubation. Experimental manipulation of nest structure under controlled temperature conditions confirmed that nest structure could significantly affected cooling rates of eggs, supporting the results from field data. These findings highlight a complex interplay between nest architecture, incubation behavior, and environmental conditions, where one can buffer the thermal risks posed by the others. This interaction shapes avian reproductive success under varying environmental conditions and suggests coordinated structural and behavioral adaptation to optimize breeding success. Additional studies needed to include post-hatching parental care quality, fitness of offsprings, and other ecological factors. Keywords: Avian biology, Breeding ecology, Orienta tit, Nest structure, Incubation behavior|둥지의 가장 중요한 기능 중 하나는 외부 환경으로부터 자손을 보호하는 것이다. 둥지 구조와 부모새의 포란 행동은 특히 둥지 내부의 열환경이 물리적 요인과 행동적 요인에 의해 결정되는 수동성 조류(cavity nesters)에서 번식 성공의 핵심적인 결정요인이다. 본 연구에서는 도시와 산림 지역에서 번식하는 박새(Parus minor)를 대상으로 환경 요인이 번식 변수에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 우리는 박새의 둥지 구조가 둥지상자 주변 환경에 따라 달라질 것이라 가정하였으며, 도시화에 대응하여 암컷의 포란 행동에도 종내 변이가 나타날 것이라 예측하였다. 이 연구의 구체적인 목적은 1) 둥지 특성의 종내 변이를 확인하고, 2) 둥지 위치에 따른 포란 행동과 둥지컵 내 온도의 차이를 살피며, 3) 둥지 구조, 번식 행동, 번식 성공 간의 관계를 규명하는 것이다. 연구 결과, 둥지 위치, 둥지 특성, 포란 행동이 모두 번식 성공에 유의미한 영향을 미쳤다. 부화 및 이소 성공률은 둥지 특성, 포란 행동, 그리고 이들의 상호작용에 의해 결정되었으며, 특히 큰 둥지상자에서는 부화 및 이소 성공률이 낮았고, 둥지컵(nest cup)과 둥지상자 벽 또는 입구와의 거리가 먼 둥지에서는 성공률이 높게 나타났다. 또한 포란 집중도(incubation attentiveness)가 둥지 구조의 기능적 중요성과 상호보완적 관계를 나타내었다. 단열성이 좋을 것으로 기대되는 구조의 둥지에서는 자주 둥지를 떠나도 열환경을 안정적으로 유지할 수 있었던 반면, 단열성이 낮을 것으로 기대되는 구조의 둥지에서는 지속적인 포란이 요구되었다. 통제된 온도 조건 하에서 둥지 구조를 조정하여 수행한 실험 결과 역시 둥지 구조가 알의 냉각 속도에 유의미한 영향을 미침을 확인하여 현장 연구 결과를 뒷받침하였다. 이러한 결과는 둥지 구조, 포란 행동, 환경 조건 사이의 복합적인 상호작용을 보여주며, 한 요인이 다른 요소로 인한 열적 위험을 보완할 수 있음을 시사한다. 이는 다양한 환경 조건 속에서 조류 번식 성공을 결정짓는 주요한 메커니즘이며, 성공적인 번식을 위해 구조적, 행동적 적응이 함께 이루어지고 있음을 보여준다. 향후 연구에서는 부화 이후 양육 행동의 질, 자손의 생존 및 적합도, 그리고 기타 환경적 요인을 포함한 보다 종합적인 분석이 필요할 것이다.