未来气候变化下东南极普里兹湾顶级捕食者栖息地与生态关键区的预测与保护策略

本研究针对南极普里兹湾顶级捕食者栖息地分布及生态关键区（AES）缺乏系统性评估的问题，结合MaxEnt和Zonation模型，整合CMIP6气候情景数据，预测了15种海鸟与海洋哺乳动物的适宜栖息地变化。结果显示，海冰浓度（SIC）、混合层厚度（Mlotst）和表层水温（SST）是主导分布的关键因子，未来沿海AES面积缩减而远海AES东移。该研究为南极快速变化生态系统中的保护优先级划分提供了科学框架，发表于《Global Ecology and Conservation》。

　　

南极，这片被冰雪覆盖的白色大陆，不仅是地球气候系统的“调节器”，更是全球生物多样性的独特宝库。普里兹湾作为东南极最重要的初级生产区域之一，支撑着从浮游生物到顶级捕食者的完整食物网。然而，随着全球变暖加剧，南极海冰正以惊人的速度消融，表层水温持续上升，这些变化如何影响依赖海冰生态系统的顶级捕食者？它们的栖息地将如何迁移？哪些区域应被优先保护？这些问题亟待解答，却因南极恶劣环境导致的观测数据匮乏而长期悬置。

中国极地研究中心的研究团队利用“雪龙”号科考船2019-2024年夏季航次，首次对普里兹湾35种顶级捕食者（包括10种海洋哺乳动物和25种海鸟）开展系统调查。通过整合物种分布模型（MaxEnt）和空间保护优先级工具（Zonation），结合CMIP6的SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种气候情景，不仅绘制了当前栖息地分布图谱，更预测了未来百年内这些关键物种的生存空间变迁。

研究采用船基样带法记录300米半径内的生物分布，筛选8个核心环境变量（如SIC、Mlotst、SST等），通过MaxEnt建模评估栖息地适宜性（分四级：不适宜<0.4至高度适宜≥0.8），并利用Zonation的CAZ1规则识别生态关键区（AES）。未来环境数据通过MPI-ESM1-2-HR模型差值法生成，分辨率统一为10公里。

当前调查与建模结果

1. 群落组成：南极鹱（Thalassoica antarctica）、阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）和灰鹱（Puffinus griseus）为优势种，而蓝鲸（Balaenoptera musculus）等仅观测到1次。
2. 栖息地格局：南极大鹱（Macronectes giganteus）栖息面积最大（322,569 km²
   ），灰背信天翁（Phoebetria palpebrata）高度适宜区最广（28,408 km²
   ）。物种呈沿海型（如威德尔海豹Leptonychotes weddellii）、远洋型（如座头鲸Megaptera novaeangliae）和混合型三类分布。
3. 生态关键区：识别出3个AES，沿海区（A区）占当前顶级1%AES的50.66%，但未来将显著萎缩；而远洋区（C区）将东扩5.58倍。

未来气候变化下的波动

1. 栖息地变迁：南极鸥（Fulmarus glacialoides）栖息总面积持续减少（SSP1-2.6情景下最高降38,535 km²
   ），灰背信天翁高度适宜区缩减33%。相反，南极贼鸥（Catharacta maccormicki）栖息地普遍增加。
2. 驱动机制：SST升高导致SIC下降，沿海冰间湖扩大提升生产力，但远洋区磷虾资源减少，造成物种响应分化。
3. AES动态：SSP2-4.5情景下，B区（中部远洋）AES面积骤减82.54%，而C区（东部远洋）扩张558%，反映生态系统空间重组。

这项研究首次揭示了普里兹湾顶级捕食者栖息地对气候变化的非均衡响应，为南极保护政策提供了三大启示：其一，现有保护体系存在空白，需将远洋AES纳入海洋保护区（MPA）网络；其二，戴维斯站周边高人类活动区与沿海AES重叠，需加强干扰监测；其三，冰breaker航线规划应规避生态敏感区。研究团队建议采用声学监测弥补冬季数据缺口，并通过追踪技术完善物种分布模型。

这项发表于《Global Ecology and Conservation》的成果，不仅填补了东南极海洋生态研究的空白，更构建了气候变化下极地保护的“预警-适应”框架，为《南极海洋生物资源养护公约》（CCAMLR）的生态管理提供了关键科学依据。随着南极冰盖继续消融，这种基于多模型整合的动态保护策略，或将成为应对极地生态危机的全球范式。