南极东部海域雪鹱(Pagodroma nivea)分布与环境特征的关联性研究及其生态保护意义

这篇研究通过广义加性模型(GAM)分析了1991-2006年间南极东部海域雪鹱(Pagodroma nivea)的船舶观测数据，揭示了其分布与浅海地形、海冰覆盖率、海面高度及风速的显著关联。研究创新性地比较了不同数据记录方法（二项式存在/缺失数据与量化努力数据）对模型输出的影响，发现量化努力模型具有更高的解释偏差值和更窄的置信区间。该成果为理解气候变化背景下雪鹱的潜在分布变化提供了重要基线，对南极海洋生态系统保护具有指导意义。

　　

引言

南极作为全球独特的生物地理区，其脊椎动物多样性虽低但受《南极条约体系》严格保护。雪鹱(Pagodroma nivea)作为南极特有单型海鸟，其繁殖生态已有较多研究，但非繁殖期的海洋栖息地利用机制仍不明确。现有研究多基于西南极船舶调查数据，而东部海域的基线信息匮乏，亟需填补这一知识空白。

研究方法

研究团队整合了澳大利亚南极局1991-2006年间136次航次的观测数据（42,081个点位，含1,009次雪鹱记录），采用广义加性模型(GAM)分析其与7种环境变量的关系。变量包括水深、海冰覆盖率、风速、涡动能(EKE)、海面高度(SSH)、海面高度异常(SSHA)和叶绿素a浓度，经皮尔逊相关性检验排除共线性（海表温度因与海冰高度相关被剔除）。为验证方法差异影响，特别选取BROKE-West航次的高分辨率数据（含计数和努力量记录）进行对比建模。

主要发现

多年度模型结果

雪鹱出现概率与浅海地形（<2,000米）、高海冰覆盖率（>60%）、低海面高度（<-0.2米）及中等风速（5-10 m/s）显著正相关。其中海冰覆盖率的解释力最强（χ²=425.6），印证了该物种作为"冰依赖物种"的生态特性。值得注意的是，叶绿素a和涡动能(EKE)虽与生物生产力直接相关，但模型未显示显著关联，推测可能与南大洋的高营养盐-低叶绿素(HNLC)特性及数据分辨率有关。

方法学比较

量化努力模型（Tweedie分布）相比二项式模型的解释偏差值提升近一倍（80.8% vs 42.3%），且置信区间更窄。两者均识别出海冰、风速和SSH的关键作用，但前者额外检出叶绿素a的影响，凸显标准化监测的重要性。空间密度图显示雪鹱在普里兹湾附近（50°–60°E）分布密集，与近岸上升流区域高度重叠。

生态学启示

雪鹱对海冰的依赖可能反映其捕食策略：海冰边缘区域通过物理过程（如混合层扰动）促进磷虾和鱼类聚集。风速的双峰效应（<10 m/s时正相关，>10 m/s时负相关）可能反映飞行能耗与白浪干扰观测的平衡。与近年生物标记研究(Viola et al. 2023)的结论高度一致，验证了历史调查数据的科学价值。

保护应用

研究为南极海洋保护区的划设提供了物种特异性依据，建议未来监测应：1) 统一记录行为状态（如觅食/迁徙）；2) 加强国际航次数据标准化；3) 结合同位素分析明确营养级关系。在气候变暖导致海冰持续消退的背景下，本研究建立的基线模型可用于预测雪鹱栖息地变迁轨迹。

创新与局限

首次系统量化了东南极雪鹱的海洋栖息地偏好，方法学上证实了努力量化对模型精度的提升。局限在于船舶路线固有的空间偏差，以及叶绿素a数据的月分辨率限制。未来可结合卫星追踪与环境DNA技术深化机制研究。