人工湿地作为越冬雁类干旱庇护所：适应性利用还是生态错配？

《Biological Psychiatry》：Artificial wetlands as drought refugia for wintering geese: Adaptive use or ecological mismatch?

本研究针对极端干旱威胁鄱阳湖候鸟栖息地的严峻问题，通过卫星追踪、遥感监测与地面调查相结合的方法，系统揭示了越冬雁类（鸿雁、豆雁、白额雁）在干旱年份显著扩大活动范围并增加对人工湿地依赖的生态响应模式。研究发现雁类栖息地选择与天然湿地植被物候（NDRE/kNDVI/IRECI指数）显著相关，不同物种呈现昼夜差异策略，为气候变化背景下湿地适应性管理提供了关键科学依据。

　　

随着全球气候变化加剧，极端干旱事件频发，这对候鸟迁徙路线上关键栖息地的稳定性构成了严重威胁。作为东亚-澳大利西亚迁飞路线上最重要的水鸟越冬地，中国鄱阳湖近年来面临着水文情势剧变的挑战。上游水利工程调控与气候变化共同作用，导致湖泊冬季水位持续下降，2022年更出现了历史罕见的极端干旱事件，水位低至7.21±0.58米，湖面面积较正常年份缩减一半。这种水文剧变直接影响了雁类等水鸟的主要食物资源——苔草（Carex）草甸的生长发育。

越冬雁类包括濒危的鸿雁（Anser cygnoides）、豆雁（A. fabalis）和白额雁（A. albifrons），它们世代依赖鄱阳湖的自然湿地作为越冬场所。然而，干旱导致苔草草甸提前暴露且生长延迟，新生苔草嫩芽的可用性大幅降低，迫使雁类不得不寻找替代栖息地。与此同时，湖区周边大量存在的水稻田、莲藕塘等人工湿地，是否能够成为雁类在干旱胁迫下的"生态避难所"，还是可能成为隐藏风险的"生态陷阱"，成为研究人员关注的焦点问题。

为了解答这一科学问题，研究团队开展了一项多方法融合的综合性研究。他们通过卫星追踪技术获取了17只雁类（6只白额雁、7只豆雁、4只鸿雁）在两个完整越冬期（2021-2022正常年份和2022-2023极端干旱年份）的运动轨迹数据，结合鄱阳湖国家级自然保护区的110个固定监测点的地面水鸟调查数据，以及基于哨兵二号（Sentinel-2）卫星影像提取的植被指数（NDRE、kNDVI、IRECI），系统分析了雁类在干旱胁迫下的栖息地选择行为变化。

研究团队采用了动态布朗桥运动模型（dBBMM）计算雁类的月度家域范围，通过地理信息系统（GIS）叠加分析量化了自然湿地与人工湿地在雁类家域中的比例变化。同时，他们利用"suncalc"软件包区分昼夜时段，分析了雁类在不同湿地类型中的停留时间。植被物候分析则聚焦于雁类的主要觅食区域——苔草草甸，通过Google Earth Engine平台处理遥感影像，监测了两个越冬期内植被生产力的时空变化。

干旱驱动雁类栖息地扩张与人工湿地依赖加剧

研究结果显示，极端干旱显著改变了越冬雁类的空间行为模式。与正常年份相比，所有三种雁类在干旱年份都大幅扩展了它们的家域范围，其中对人工湿地的利用呈现数量级增长。白额雁在人工湿地内的家域面积从0.30±0.53平方公里增加到20.66±24.72平方公里；豆雁从4.48±8.63平方公里扩大到28.17±34.06平方公里；而濒危的鸿雁表现最为显著，从0.94±1.06平方公里激增至31.65±31.98平方公里。家域重叠度分析进一步揭示，雁类在干旱年份早期和中期（11月至1月）的空间分布与正常年份差异最大，重叠度最低（0.12%-5.55%），到越冬后期（2-3月）重叠度有所增加，表明栖息地利用模式随季节动态调整。

季节性栖息地转换与植被物候响应

雁类对人工湿地的利用呈现出明显的季节性规律。在正常年份，人工湿地在雁类家域中的比例始终维持在较低水平（最高不超过10.41%）。而在干旱年份，三种雁类对人工湿地的利用均在冬季中期（12月至1月）达到峰值，随后在2月和3月显著下降。具体而言，白额雁在干旱年份1月份人工湿地利用比例达22.46%，豆雁为42.80%，鸿雁高达60.95%。这种季节性变化与天然湿地植被物候密切相关。遥感植被指数显示，干旱年份天然湿地植被生产力显著低于正常年份（NDRE指数：0.12 vs 0.32，p<0.01），且植被恢复延迟，直到3月才出现明显回升。相关性分析进一步证实，雁类对天然湿地的利用比例与植被指数值呈显著正相关（p<0.001），表明雁类能够追踪植被恢复动态并相应调整栖息地选择。

物种特异性策略与昼夜行为差异

不同雁类物种在应对干旱胁迫时表现出明显的行为差异。鸿雁对人工湿地的依赖最为显著，不仅在白天高度利用人工湿地（46%-55%的停留时间），夜间也同样依赖这些区域（35%-50%的停留时间），呈现全天候利用模式。豆雁则表现出独特的昼夜差异，夜间在人工湿地的停留时间（22.9%-36.9%）显著高于白天（15.1%-26.3%），可能反映了其对白天人类干扰的规避策略。白额雁对人工湿地的依赖最低，白天利用峰值仅为44.9%，夜间始终低于3%，表明白额雁在干旱条件下仍倾向于保持对自然湿地的偏好。地面调查数据与卫星追踪结果相互印证，在干旱年份1月份，人工湿地中观测到的鸿雁比例高达45.9%，豆雁为24.4%，白额雁为35.8%，进一步证实了物种间的行为差异。

这项研究深刻揭示了极端干旱条件下越冬雁类的生态响应机制，为湿地生态系统适应性管理提供了重要科学依据。研究表明，人工湿地在极端气候事件中确实能够为越冬水鸟提供临时避难所，缓解自然食物资源短缺带来的生存压力。然而，不同物种对人工湿地的差异化利用策略也提示我们，这种栖息地转换可能伴随着潜在风险。特别是对鸿雁等濒危物种而言，高度依赖人工湿地可能增加其暴露于人类干扰、疾病传播和生态错配的风险。

研究结果强调了在气候变化背景下，维持自然湿地生态功能与合理管理人工湿地的双重重要性。一方面，需要通过水文调控促进自然湿地苔草草甸的适时出露和正常生长，确保雁类主要食物资源的可持续性；另一方面，应当优化人工湿地的管理方式，通过生态补偿、干扰控制等措施提升其作为补充栖息地的生态价值。这种"自然湿地修复为主，人工湿地管理为辅"的综合策略，对于保障东亚-澳大利西亚迁飞路线上水鸟种群的长期生存至关重要。

该研究的创新之处在于整合了多源数据（卫星追踪、地面调查、遥感监测），从个体到种群水平全面揭示了气候胁迫下水鸟栖息地选择的动态过程。研究不仅证实了雁类行为可塑性在应对环境变化中的重要作用，也警示了潜在生态风险的存在。随着极端气候事件频率的增加，这种多尺度、多物种的综合性研究方法将为未来候鸟保护工作提供重要范式，促进更加精准、有效的保护措施制定。