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为探究水鸟对极端水文事件的行为响应及策略,中科院地理科学与资源研究所等机构研究人员以鄱阳湖 4 种食草水鸟为对象,利用卫星追踪数据研究其栖息地利用和行为变化。结果发现水鸟在干旱时对人工湿地利用增加但有适应不良现象。该研究为水鸟保护提供重要依据。
在广袤的大自然中,湿地宛如一颗璀璨的明珠,滋养着无数生命,而水鸟则是这片湿地生态系统中灵动的精灵。然而,近年来,气候变化与人类活动的双重 “紧箍咒”,让湿地生态环境发生了翻天覆地的变化。频繁出现的极端干旱和洪涝等水文事件,如同一场场无情的 “生态灾难”,使得湿地的水文条件变得异常复杂。这不仅破坏了湿地植物的生长环境,还让水鸟的食物资源变得愈发稀缺,它们的栖息地也逐渐碎片化,生存面临着前所未有的挑战。
鄱阳湖,作为国际重要的湿地,是东亚 - 澳大利西亚候鸟迁徙路线上众多水鸟的越冬天堂。曾经,水鸟的迁徙节奏与湿地植物的生命周期完美契合,它们在这里尽情享受着丰富的食物和适宜的栖息环境。但如今,受到气候变化和三峡水库运行的影响,鄱阳湖的水文状况发生了显著改变,旱季水位下降、干旱期延长成为常态,这对在此越冬的水鸟产生了极大的负面影响。与此同时,人工湿地在水鸟栖息地选择中的作用逐渐凸显,然而,中国对于水鸟利用人工湿地的研究还相对较少,相关的保护管理措施也尚不完善。
为了深入了解水鸟在这种复杂环境变化下的生存策略,中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院大学资源与环境学院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们以白额雁(Anser albifrons)、豆雁(A. fabalis)、鸿雁(A. cygnoid)和白鹤(Leucogeranus leucogeranus)这 4 种在鄱阳湖越冬的优势水鸟为研究对象,利用 2018 - 2023 年的多年卫星追踪数据,详细探究了不同水文条件下,这些水鸟在自然湿地和人工湿地的栖息地利用强度以及行为变化,相关研究成果发表在《Frontiers in Zoology》上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过卫星追踪技术获取水鸟的运动轨迹数据,为后续分析提供了基础。他们在鄱阳湖国家自然保护区对水鸟进行非侵入性捕捉,并为其佩戴卫星发射器,这些发射器能够每小时返回水鸟的位置、速度等信息。然后,利用 Google Earth Engine(GEE)平台提取鄱阳湖的表面积数据,结合从星子水文站收集的水位数据,对水鸟的越冬期进行水文年份分类。最后,借助 R 语言中的相关软件包,如 “move”“adehabitatLT” 等,进行家域估计、运动速度分析以及统计分析,从而深入探究不同因素对水鸟栖息地利用和行为的影响。
研究结果主要从以下几个方面呈现:
- 物种特异性家域变化:研究发现,白鹤的平均家域最大,白额雁和豆雁次之且二者相当,鸿雁的家域最小。在不同水文年份,所有物种在干旱年份都会将家域扩展到人工湿地。其中,白额雁和豆雁的家域面积在不同水文年份无显著差异,但湿地类型对其家域面积影响显著;鸿雁和白鹤的家域面积则受水文年份和湿地类型的显著影响,干旱年份它们在人工湿地的家域面积显著大于正常年份和湿润年份。
- 人工湿地家域比例:不同水文年份,水鸟在人工湿地的家域比例有所不同,2022 - 2023 年冬季(最干旱年份)比例最高。白额雁仅在干旱年份利用人工湿地,其他年份主要栖息于自然湿地;白鹤对人工湿地的利用自 2019 - 2020 年冬季开始逐年增加;豆雁和鸿雁对人工湿地的利用也呈上升趋势。
- 运动速度变化:白额雁、鸿雁和白鹤在极端干旱年份的运动速度最高,而豆雁在不同水文年份的运动速度无显著差异。除豆雁外,其他三种水鸟的运动速度在不同水文年份和湿地类型间存在显著差异,在人工湿地中,干旱年份的运动速度显著高于正常年份。
综合研究结果与讨论部分,这项研究意义重大。它揭示了水鸟在面对极端干旱时的行为可塑性,表明人工湿地在干旱期间对水鸟具有重要的支持作用,但水鸟在人工湿地较高的运动速度也暗示了其可能存在的适应不良问题。不同物种对环境变化的特异性响应,让我们认识到如果人工湿地不能满足水鸟的关键生态需求,可能会导致生态陷阱。因此,为了确保水鸟的长期生存和种群稳定,保护自然湿地和提升人工栖息地质量迫在眉睫。同时,该研究也为制定更具针对性的水鸟保护策略提供了科学依据,未来还需加强长期监测,以更好地应对气候变化和栖息地退化带来的挑战。