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为探究湿地退化背景下欧亚琵鹭(Platalea leucorodia)在东大西洋迁徙路线繁殖范围扩张机制,研究人员基于葡萄牙繁殖水鸟普查数据构建生态位模型(ENMs),对比 colonised 与未 colonised 湿地环境变化。发现扩张主要由种群增长驱动,距已占位点距离是关键因素,保护湿地及多样栖息地利于未来 colonisation,为物种保护提供科学依据。
湿地生态系统作为全球生物多样性的重要载体,正面临着气候变化与人类活动的双重威胁。许多水鸟物种因湿地退化而数量锐减,但欧亚琵鹭(Platalea leucorodia)却在东大西洋迁徙路线呈现繁殖范围扩张的独特现象。过去二十年,该物种逐渐重新占据其历史繁殖地,这与多数物种的衰退形成鲜明对比。然而,其扩张背后的驱动机制尚不明确:究竟是局部环境改善带来的栖息地适宜性提升,还是种群增长导致的繁殖空间竞争迫使个体扩散至新区域?厘清这一问题对理解物种响应环境变化的策略及制定针对性保护措施至关重要。
为此,葡萄牙阿威罗大学(Universidade de Aveiro)、科英布拉大学(University of Coimbra)等机构的研究人员开展了相关研究。他们利用葡萄牙 2002 至 2021 年的繁殖水鸟全国普查数据,构建生态位模型(Ecological Niche Models, ENMs),分析影响欧亚琵鹭繁殖地分布的环境参数,并对比被该物种殖民(colonised)与未殖民的湿地在近二十年间的环境变化差异。研究成果发表在《Landscape Ecology》,为揭示迁徙水鸟的扩张机制提供了重要 insights。
研究采用的关键技术方法包括:
- 生态位模型构建:基于 2021 年的繁殖地分布数据(存在 / 缺失位点),纳入 27 个环境变量(气候、土地利用、栖息地类型、干扰因子等),通过变量筛选(剔除相关性 > 0.6 的变量)保留 12 个关键因子,利用广义线性模型(GLM)进行建模,并通过 10 折空间块交叉验证评估模型性能。
- 环境变化对比:针对 ENMs 识别的重要环境变量,利用广义线性混合模型(GLMMs)比较 2002-2021 年间 colonised 湿地与未 colonised 湿地的环境参数变化差异,分析环境变化对扩张的贡献。
研究结果
1. 繁殖地分布的关键环境因子
ENMs 结果表明,** 距 2002 年已占繁殖地的距离(Dist.occ.sites.02)** 是解释 2021 年欧亚琵鹭分布的最重要因子,其相对重要性达 0.31±0.01,且在所有模型中均显著(p<0.05)。这表明该物种倾向于在原有繁殖地附近扩张,符合 “救援效应”(rescue effect)的生态理论。此外,5 km 范围内湿地栖息地丰富度(Rich.5)、** 半自然栖息地比例(Semi.5 k)及法律保护等级(Protection)** 也具有较高重要性(0.10±0.01 至 0.09±0.01)。响应曲线显示,繁殖概率随栖息地丰富度和半自然栖息地比例增加而上升,且国家级保护湿地更易被殖民。
2. 环境变化对繁殖范围扩张的影响
尽管研究期间葡萄牙湿地经历了冬季降水增加、春季温度升高及水体面积扩大等环境变化,但这些变化在 colonised 与未 colonised 湿地间无显著差异(交互项 p>0.05)。唯一例外是 ** 人为栖息地比例(Antro.5 k)** 的变化在未 colonised 湿地中更显著(p=0.051),暗示城市化可能抑制琵鹭对部分湿地的殖民。此外,保护等级的变化显示,colonised 湿地的保护升级趋势更明显(交互项 p=0.006),但样本量较小需谨慎解读。
结论与讨论
综合分析表明,欧亚琵鹭在葡萄牙的繁殖范围扩张主要由种群增长驱动,而非局部环境改善。原有繁殖地的高生产力导致空间竞争加剧,迫使个体扩散至邻近的适宜空斑,体现了密度依赖的扩散机制。这一结论与欧洲其他地区的研究一致,如意大利波河三角洲的殖民现象亦由迁入而非本地繁殖驱动。
研究同时揭示了保护湿地的重要性:邻近现有繁殖地、具有多样湿地类型(包括半自然栖息地如稻田、盐田)的国家级保护区域,是未来殖民的优先位点。这为湿地保护策略提供了科学依据 —— 即便尚未被目标物种占据,维持此类区域的栖息地质量可增强生态系统对环境变化的韧性,提前应对物种分布 shifts。
值得注意的是,模型性能(AUC=0.79,TSS=0.53)提示琵鹭尚未占据所有适宜湿地,暗示其扩张潜力仍存。未来需结合长期监测,进一步验证环境变化与种群动态的交互作用,尤其关注气候变化对内陆湿地水文条件的影响,以及人为干扰(如道路密度)对繁殖地选择的潜在效应。本研究通过整合多尺度环境数据与长期监测,为理解迁徙水鸟的适应性策略提供了典型案例,其方法框架可推广至其他扩张或衰退中的物种保护研究。