评估全球土地利用和土地覆盖图：探寻濒危候鸟栖息地的精准定位之道

在鸟类种群数量下降的背景下，研究人员开展了 “评估全球 LULC 地图对迁徙水鸟栖息地使用估计” 的研究。他们发现不同 LULC 产品性能差异大，ESA WorldCover 表现最佳。这有助于优化 LULC 制图方法，助力湿地保护。

　　

在全球范围内，野生鸟类的数量正不断减少，尤其是那些需要长途迁徙的物种，它们的生存面临着巨大挑战。造成鸟类数量下降的原因较为复杂，气候变化带来的气温上升、物候变化，以及人类活动导致的自然栖息地破坏，都是重要因素。对于长途迁徙的鸟类来说，它们在迁徙过程中需要依赖中途停歇地补充能量，寻找适宜的生存环境，然而目前实施跨区域的保护计划困难重重，不仅需要国际间的合作，还需要明确保护工作的重点区域。

在这样的困境下，全球土地利用和土地覆盖（LULC）地图的出现似乎带来了一丝希望。这些地图能提供统一分类的信息，理论上有助于在大空间尺度上研究物种对资源和栖息地的利用情况。但实际应用中却存在诸多问题，比如全球 LULC 地图在评估时往往难以覆盖物种分布的偏远地区，而且其对栖息地的描绘是否准确也有待验证。对于长途迁徙的物种而言，它们的栖息地范围广泛，全球 LULC 地图能否精准反映其栖息地特征，这一点尚不明确。因此，开展一项研究来评估全球 LULC 地图在描绘迁徙物种栖息地方面的准确性，显得尤为重要。

为了解决这些问题，来自多个研究机构的研究人员共同开展了相关研究。他们以欧亚野鸭（Mareca penelope）为研究对象，这种野鸭是长途迁徙的湿地物种，分布范围跨越古北界，一直延伸到北极苔原的偏远地区。虽然在全球范围内其种群数量被列为无危，但在欧洲迁徙路线上，其数量却呈下降趋势，而栖息地的变化被认为是导致这一现象的主要原因。

研究人员利用 GPS 追踪数据，对欧亚野鸭的栖息地偏好进行了深入研究。他们首先验证了基于 GPS 定位得出的资源选择是否与之前公布的栖息地偏好报告相符，以及这种选择在年度周期和迁徙路线上是否一致。随后，研究人员重点探讨了两个关键问题：一是公开可用的全球 LULC 地图能在多大程度上反映欧亚野鸭的栖息地偏好；二是在 LULC 地图开发过程中融入湿地生态专家知识是否有益。

为了开展研究，研究人员采用了多种关键技术方法。一方面，他们收集了多种全球 LULC 产品数据，这些产品在数据来源、分类算法、空间分辨率和更新频率等方面存在差异。另一方面，研究人员获取了 39 只在荷兰和立陶宛捕获的欧亚野鸭的跟踪数据，通过筛选，最终保留了 32 只个体的 119,999 个静止期（包括越冬、中途停歇和繁殖期）的位置数据。此外，研究人员还基于湿地专家知识，利用卫星图像解读和随机森林分类器等技术，绘制了特定区域的地图，用于与全球 LULC 地图进行对比。

研究结果如下：

1. 空间利用和资源选择：通过自相关核密度估计（aKDE）分析，发现欧亚野鸭静止期的平均核心区域（50% 利用分布轮廓）约为 2.64 km²，且在不同生物群落中较为一致；平均完整区域（95% 利用分布轮廓）约为 15.8 km²。综合资源选择函数（iRSF）分析表明，野鸭对森林、草地和农田的选择系数大多接近或为负值，且距离水体越远，栖息地吸引力越低，但在温带草原、稀树草原和灌木地生物群落中，距离水体对农田和草本植被选择系数有正向影响，且雌性对森林的负选择更明显。

2. 全球 LULC 产品评估（所有野鸭静止位置）：不同全球 LULC 产品反映野鸭栖息地偏好的能力差异显著。ESA WorldCover 表现最佳，平均概率达 0.94；MODIS MCD12Q1.061 表现最差，平均概率仅 0.24。此外，各产品在不同生物群落中的表现也不同，在苔原生物群落中表现普遍较好，而在以森林为主的生物群落中表现较差。

3. MWEK 与全球 LULC 产品比较（野鸭静止位置子集）：对于选定的评估事件，ESA WorldCover 仍表现最佳，其总体成功率与基于湿地专家知识的地图（MWEK）相似。但两者在生物群落中的表现存在差异，在温带阔叶林和混交林生物群落中，ESA WorldCover 略胜一筹；在北方森林和泰加林生物群落中，MWEK 表现更优。同时，MWEK 显示全球 LULC 产品低估了野鸭对水体和湿地的利用，且两者在各类别的组成上存在较大差异。

综合研究结论和讨论部分，该研究意义重大。研究表明，不同的 LULC 分类方案在描述欧亚野鸭及其他湿地物种偏好的栖息地方面能力差异较大，可能导致栖息地优先排序与物种偏好不匹配。而 ESA WorldCover 在评估的产品中表现相对突出，但在不同生物群落中的表现仍有差异。此外，研究还发现利用无云的 SENTINEL 数据，并结合湿地专家知识，对现有分类进行优化，能够更好地识别季节性湿地和植被覆盖下的湿地等优先栖息地。这一研究成果为 LULC 制图方法的改进提供了重要参考，有助于更精准地监测栖息地变化，为生物多样性保护和湿地保护规划提供有力支持，对保护濒危候鸟和维护生态平衡具有重要意义。该研究成果发表在《Biological Conservation》上，为相关领域的研究和实践提供了宝贵的经验和数据支持。