利用集合物种分布模型确定韩国内陆迁徙滨鸟的成本效益保护优先级

《Global Ecology and Conservation》：Identifying Cost-Effective Conservation Priorities for Inland Migratory Shorebirds in South Korea Using Ensemble Species Distribution Models

本研究利用集成物种分布模型和人口成本层，识别韩国内陆八种候鸟的高优先级保护区，发现33个未受保护行政区，其中23个被分类为优先区，集中在乔治河盆地及西南低地，填补了现有保护区的空缺，为东亚-澳大利西亚迁飞路线提供战略连接点。

　　在东亚地区，迁徙性滨鸟的保护工作一直面临严峻挑战，尤其是在沿海湿地和潮间带的丧失、退化与碎片化问题日益加剧的背景下。随着全球气候变化和人类活动的加剧，这些鸟类的生存环境正遭受前所未有的威胁。为了应对这一挑战，科学界和政策制定者开始关注内陆生态系统对滨鸟迁徙和越冬期的重要性。近年来的研究表明，内陆的农业景观、水库和淡水湿地等区域，在某些迁徙性滨鸟的生命周期中扮演着关键角色。然而，尽管内陆栖息地的价值逐渐被认可，它们在国家层面的保护策略中仍然被忽视，导致保护工作的空间分布与实际生态需求之间存在显著的不匹配。因此，本研究旨在通过整合多种生态模型和人类社会经济成本数据，识别出韩国境内对八种迁徙性滨鸟具有重要保护价值的内陆区域，从而为未来的保护规划提供科学依据。

### 内陆与滨鸟保护的生态意义

迁徙性滨鸟作为全球范围内受威胁最严重的鸟类群体之一，其种群数量的下降主要源于栖息地的丧失、退化以及破碎化。这些鸟类通常在沿海湿地和潮间带停留，用于补充能量和繁殖，但它们的迁徙路径往往穿越内陆地区。在东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线（EAAF）上，迁徙性滨鸟依赖于多种类型的栖息地，包括沿海泥滩、淡水湿地、稻田和水库等。内陆地区的农业景观尤其重要，因为它们为许多滨鸟提供了丰富的食物资源和适宜的栖息环境。然而，当前的保护工作主要集中在沿海生态系统，而对内陆地区的关注相对不足，这使得许多依赖内陆栖息地的滨鸟种群面临更高的生存风险。

在韩国，由于地理和气候条件的限制，内陆低地和主要河流流域成为迁徙性滨鸟的重要栖息地。例如，木沙锥（*Tringa glareola*）和小环颈鸻（*Charadrius dubius*）等物种在迁徙过程中频繁利用内陆湿地和稻田。然而，现有的保护区网络在很大程度上忽略了这些区域，导致内陆地区的保护工作相对滞后。因此，识别出具有高保护价值的内陆区域，对于确保迁徙性滨鸟种群的长期生存和维持内陆生物多样性至关重要。

### 保护策略的科学基础

本研究采用了一种综合性的方法，通过整合多种物种分布模型（SDMs）和人类社会经济成本数据，来评估韩国境内内陆区域的保护优先级。物种分布模型是一种强大的工具，能够预测特定物种在不同环境条件下的分布范围，从而为保护规划提供科学依据。为了提高模型的准确性，本研究采用了“集成物种分布模型”（Ensemble SDMs），即将多个算法的结果进行综合，以减少模型偏差并提高预测能力。这种方法不仅能够更精确地识别适宜栖息地，还能在考虑人类活动影响的前提下，为保护规划提供更现实的指导。

在模型构建过程中，研究人员收集了2019年至2024年间的物种出现记录，并通过严格的筛选过程去除了重复、坐标错误和空间精度不足的数据。这些数据被用于构建物种分布模型，同时结合了环境变量和生物气候变量，以评估不同区域对滨鸟种群的适宜性。环境变量包括土地覆盖类型（如稻田面积、内陆水域面积）和地形特征（如海拔），而生物气候变量则涵盖了19个与气候相关的指标，如最湿季的降水量（bio16）和最热月的最高温度（bio5）。这些变量的综合分析有助于识别出对滨鸟分布具有决定性影响的生态因素。

为了进一步考虑人类活动对保护工作的限制，研究团队还引入了基于人口密度的社会经济成本图层。通过对人口密度进行对数变换，研究人员能够更公平地评估不同区域的开发压力，避免高度城市化的地区在优先级排序中占据主导地位。最终，通过将物种适宜性与社会经济成本进行对比，研究人员得出了229个行政区域的保护优先级评分，并将这些区域分为四个优先等级（Class 1–4）。Class 1区域代表最高优先级，具有较高的物种丰富度和较低的开发压力，是理想的保护目标。

### 保护优先区域的识别与分布

根据模型分析结果，韩国境内的迁徙性滨鸟高优先级内陆区域主要集中在中央和西南部的低地，尤其是靠近海岸线的区域和主要河流流域。例如， Gimje、Gangseo（釜山）和Yeonggwang等地区被识别为Class 1优先区域，这些区域不仅拥有丰富的滨鸟种群，而且受到的开发压力相对较低，是实施保护措施的理想地点。此外，研究还发现，许多内陆地区的物种丰富度较高，但这些区域并未被纳入现有的保护区网络，因此存在显著的保护空白。

在行政区域层面，研究人员通过综合多个物种的适宜性分布，识别出了36个物种丰富度热点区域。这些区域的物种丰富度通常超过4种，且其中一些区域的开发压力较低，表明它们在保护工作中具有较高的战略价值。然而，仅有六个小区域与现有的保护区重叠，这说明韩国的内陆保护工作仍然存在明显的不足。这种保护空白不仅威胁到迁徙性滨鸟的生存，还可能影响整个东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线的生态连通性。

### 生态与社会经济因素的协同分析

本研究的另一个重要发现是，内陆地区的保护优先级与生态和人类活动因素密切相关。例如，水稻田和内陆水域的面积是影响滨鸟分布的关键因素，而人类活动的强度（如人口密度和基础设施发展）则直接影响保护措施的可行性。通过将这些因素纳入保护优先级评估，研究人员能够更全面地理解内陆生态系统对滨鸟的重要性，并为政策制定者提供更实际的保护建议。

此外，研究还发现，某些区域的气候条件对滨鸟的生存具有决定性影响。例如，最湿季的降水量（bio16）和最热月的最高温度（bio5）是影响滨鸟分布的重要生物气候变量。这些变量的变化可能会影响内陆湿地的水位和水质，从而影响滨鸟的觅食和栖息行为。因此，保护策略需要考虑到气候变化对内陆生态系统的影响，并在未来的规划中引入动态模型，以适应不断变化的环境条件。

### 保护框架的意义与应用

本研究提出的保护框架不仅具有科学价值，还具有重要的政策意义。首先，该框架能够帮助政策制定者更有效地分配有限的保护资源，确保在满足生态需求的同时，兼顾社会经济可行性。其次，该框架符合国际政策框架的要求，如《生物多样性公约》（CBD）和《拉姆萨尔公约》（Ramsar Convention），这些公约强调了对内陆湿地和农业景观的保护。通过将这些内陆区域纳入国家保护策略，韩国可以在全球范围内推动更全面的生物多样性保护工作。

此外，该框架还为农业与环境协同保护提供了新的思路。在一些高优先级内陆区域，如水稻田和淡水湿地，可以通过实施农业环境方案（如减少农药使用、维护水体稳定等）来支持滨鸟的生存。同时，政府和地方机构可以利用这些区域的高生态价值，推动土地利用激励政策，鼓励农民和社区参与保护工作。这种跨学科的保护策略不仅有助于滨鸟种群的恢复，还能促进农业可持续发展和生态保护目标的实现。

### 未来研究方向与挑战

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。首先，物种出现数据的时间跨度较短（2019–2024），可能无法全面反映长期的生态变化和季节性差异。为了提高数据的代表性，未来的研究可以结合更长时间尺度的监测数据，以及公民科学平台（如eBird）提供的补充信息，以减少数据偏差。其次，生物气候变量的数据基于1970–2000年的基准，而近年来的气候变化可能导致这些变量的分布发生变化，从而影响模型的预测能力。因此，未来的保护规划应考虑更新气候数据，并引入气候情景分析，以更好地预测未来的保护需求。

此外，社会经济成本图层的构建相对简化，仅使用了对数变换后的人口密度作为开发压力的代理指标。然而，实际的开发压力可能还包括土地价值、基础设施密度、土地所有权和作物产量等因素。因此，未来的研究应尽可能引入多层成本数据，以更全面地评估保护工作的可行性。最后，模型的权重主要基于AUC值，而AUC仅反映了模型的判别能力，未能充分考虑模型的校准质量。为了提高模型的科学性和实用性，未来的研究可以采用多指标的加权方法，如结合AUC和Kappa值，以更准确地评估模型的性能。

### 结论

本研究通过整合物种分布模型和社会经济成本数据，为韩国内陆迁徙性滨鸟的保护提供了科学依据和政策建议。研究结果表明，内陆地区在滨鸟迁徙和越冬过程中发挥着不可替代的作用，但当前的保护工作尚未充分考虑这些区域的生态价值。因此，将内陆区域纳入国家保护策略，不仅有助于提高保护工作的效率，还能增强整个东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线的生态连通性。通过识别出具有高优先级的内陆区域，研究人员为政策制定者提供了明确的保护目标，同时也为未来的保护工作指明了方向。在未来的保护规划中，应进一步考虑气候变化和人类活动的影响，采用更动态和多维度的模型，以确保滨鸟种群的长期生存和内陆生态系统的可持续发展。