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在全球生物多样性面临挑战的背景下,研究人员针对青藏高原天然林保护工程(NFPP)对关键保护鸟类栖息地的影响展开研究。通过多种分析方法,发现 NFPP 增加了森林面积,提升了鸟类潜在空间分布,对鸟类保护意义重大。
在地球的 “第三极” 青藏高原,这里地域广袤、海拔高耸,独特的地理环境孕育了极为丰富的生物多样性,是众多珍稀物种的家园。然而,随着全球气候变暖的加剧以及人类活动的影响,这片土地上的生物正面临着前所未有的生存挑战。曾经,为了满足国家发展的需求,青藏高原在 1998 年之前经历了大规模的森林砍伐,每年的木材砍伐量一度达到 150.5×10? m3 的高峰,这不仅严重破坏了当地的生态平衡,还对众多依赖森林生存的物种构成了致命威胁。与此同时,全球气候变暖也在悄然改变着青藏高原的生态环境,许多物种因无法适应环境变化而面临种群数量下降甚至灭绝的风险。
在这样严峻的形势下,为了守护这片珍贵的生态宝库,中国政府于 2000 年启动了天然林保护工程(NFPP)。这一重大举措旨在恢复森林生态系统,维持人与自然的生态平衡,推动国家的可持续发展。自工程实施以来,虽然取得了一定成效,如森林碳储量增加、森林资源消耗减少等,但人们对其在保护青藏高原珍稀鸟类方面的具体效果仍知之甚少。为了深入了解 NFPP 对鸟类保护的实际作用,来自中国的研究人员针对这一问题展开了全面而深入的研究,相关成果发表在《Avian Research》上。
研究人员为了探究 NFPP 对青藏高原关键保护鸟类栖息地分布的影响,采用了多种关键技术方法。他们从 GBIF 数据库获取鸟类分布数据,并进行严格筛选,确定了 16 种符合要求的国家保护鸟类。同时,收集了多源环境数据,包括土地覆盖数据、地形数据、气候数据和 NDVI 数据等。利用最大熵物种分布模型(MaxEnt)构建模型,预测鸟类潜在空间分布。通过 10 折交叉验证、Jackknife 分析评估模型性能,并使用 Cohen's kappa 统计量和曲线下面积(AUC)进行验证。还运用土地利用变化矩阵分析土地利用变化,利用 Mann-Whitney U 检验比较不同森林类型对鸟类栖息地适宜性的差异。
研究结果
- 潜在分布区域和多样性变化:利用 MaxEnt 模型成功模拟了 16 种保护鸟类的潜在分布,除藏雪鸡模型 AUC 为 0.77 外,其余模型 AUC 均大于 0.8,可用于后续分析。以 Max TSS 阈值重新分类计算发现,NFPP 实施后,9 种国家保护鸟类潜在空间分布范围扩大,如喜马拉雅兀鹰增长 14.82% ,但也有 7 种鸟类分布范围缩小,其中蓝马鸡减少最多,达 11.36%。同时,实施区域内同域物种丰富度呈轻微上升趋势,增加、不变和减少的比例分别为 21.95%、61.66% 和 16.39%。
- 气候变化下的空间分布和多样性变化:对比 “Post-protection” 和 “Pre-protection” 模型,发现 NFPP 实施后,物种总体潜在空间分布增加,为鸟类提供了更多适宜栖息地。在不同碳排放情景下,低排放(Pre-SSP1、Post-SSP1)和极高排放(Pre-SSP5、Post-SSP5)情景下适宜分布面积显著增加,中排放(Pre-SSP2、Post-SSP2)和高排放(Pre-SSP3、Post-SSP3)情景下也有所增加。此外,高生物多样性区域面积增加,低生物多样性区域面积减少,表明 NFPP 对保护和维持生物多样性有益。
- 森林变化对鸟类潜在空间分布的影响:通过 Mann-Whitney U 检验发现,与新建立的次生林相比,受保护的原生林对森林鸟类的保护作用更强(6 种鸟类 Z 值 > 0,P<0.1),但对非森林鸟类不太适宜(3 种非森林鸟类 Z 值 < 0,P<0.05;4 种非森林鸟类 Z 值 < 0,P>0.1)。未受保护的原生林比新次生林的原始地块更适合森林鸟类栖息(5 种鸟类 Z 值 > 0,P<0.1),而新次生林原始地块更适合非森林鸟类(6 种非森林鸟类 Z 值 < 0,P<0.1)。虽然保护和未保护原生林对比对 11 种鸟类尤其是森林鸟类有积极影响(Z 值 > 0),但造林后除蓝马鸡外,对其他 15 种鸟类的保护呈现负面影响(Z 值 < 0),说明次生林生态价值低于原生林。
研究结论与讨论
NFPP 在青藏高原的实施对当地保护鸟类发挥了重要作用。它不仅增加了国家保护鸟类的总体潜在空间分布,在不同气候变化情景下也有同样效果,同时提升了同域分布物种的丰富度。原生林的保护为森林鸟类提供了更适宜的栖息地,次生林的增加则更有利于非森林鸟类的扩散。
研究发现森林鸟类和非森林鸟类对 NFPP 的适应性存在差异。传统观点认为造林有利于森林鸟类,但研究结果却相反,多数国家保护森林鸟类潜在空间分布指数在 NFPP 实施后下降。这可能是因为新造林生长周期短,还不是理想栖息地。不过,NFPP 停止砍伐原生林,减轻了森林鸟类栖息地退化的压力,且新造林未来有望改善,从长远看对森林鸟类保护有利。
NFPP 对广泛分布的鸟类物种也有积极影响,这些物种在新增森林区域比在原生林更易生存。新建立的次生林植被结构多样,竞争和捕食压力相对较小,为非森林鸟类提供了丰富的生态位。
全球变暖对鸟类潜在空间分布范围有普遍影响,部分适应性强的鸟类可拓展栖息地,但对依赖特定栖息地、适应性弱的鸟类则可能造成负面影响。持续实施 NFPP 有助于维持现有栖息地并提升其质量,为野生动物应对气候变化提供支持。
尽管该研究存在一定局限性,如土地覆盖数据准确性和物种分布模型假设可能影响结果,但研究成果仍为理解 NFPP 和气候变化对鸟类物种分布的影响提供了宝贵见解,对在环境变化背景下的生物多样性保护具有重要意义,为后续的生态保护工作提供了关键参考,有助于制定更科学有效的保护策略,推动青藏高原生态环境的可持续发展。