《Journal of Ornithology》:Habitat suitability for Sociable Lapwing (Vanellus gregarius) increases across its global range, but populations continue to decline
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本刊推荐:为探究极危物种黄颊麦鸡(Vanellus gregarius)种群衰退与栖息地变化关系,研究者整合1990-2024年卫星追踪、历史观测与Landsat遥感数据,通过多时序随机森林模型(ROC-AUC=0.64)量化其全周期栖息地适宜性。研究发现尽管全球栖息地适宜性上升11.39%(繁殖地)和10.67%(越冬地),但种群仍持续衰退,揭示狩猎压力与土地利用强度可能超越栖息地改善的积极效应,为跨洲际迁徙鸟类保护提供新范式。
在动物迁徙的壮丽史诗中,长距离候鸟如同全球生态系统健康的晴雨表,却面临着前所未有的生存危机。其中,黄颊麦鸡(Vanellus gregarius)作为极危(CR)的草原迁徙鸟类,其种群数量在过去数十年间持续下滑,与栖息地变化之间形成了令人费解的矛盾现象。这种主要繁殖于哈萨克斯坦草原,越冬于南亚和东非的物种,其迁徙路线横跨中亚、西亚和南亚,途经的农业景观既是其传统栖息地,也可能成为生存陷阱。
以往研究多聚焦于繁殖地保护,而对停歇地和越冬地的环境驱动因素认知严重不足。尤其值得关注的是,亚洲和非洲热带地区作为多数长距离迁徙鸟类的越冬区,正经历着人口增长和经济开发带来的剧烈土地利用变化。然而,这些区域恰恰是全球候鸟研究最薄弱的环节。黄颊麦鸡与农业系统的密切关系(可追溯至数千年的人鸟共生历史)使其成为研究土地利用变化对迁徙鸟类影响的理想指示物种。
为破解这一谜题,由德国哥廷根大学Tejas Bhagwat领衔的国际研究团队,在《Journal of Ornithology》上发表了开创性研究。他们整合了跨越34年(1990-2024)的多源数据:包括历史文献记录的535个观测点、40只个体的ARGOS卫星和GPS-GSM追踪数据(剔除飞行点位后共2730个地面活动点),并结合Landsat系列卫星影像提取的生态环境指标。研究团队创新性地构建了多时序随机森林模型,通过Tasseled Cap变换量化了初级生产力(TCG)、地表湿度(TCW)、植被开阔度(TCB)和地形崎岖度四大关键参数,生成了408张月度栖息地适宜性地图。
关键技术方法包括:1) 使用期望最大化二元聚类(EMbC)算法对追踪数据行为标注,保留低速度点位(觅食/停歇);2) 通过Google Earth Engine平台处理Landsat影像,计算3个月时间窗口的NDVI和Tasseled Cap组分中值;3) 采用十折交叉验证评估模型性能(AUC=0.64),其中地表湿度(TCW)被识别为最重要预测因子。
栖息地适宜性时空变化格局
研究发现全球范围内黄颊麦鸡栖息地适宜性呈现总体上升趋势(图2)。繁殖地适宜性在2015-2024年间增幅达11.39%,主要得益于哈萨克斯坦干草原和草甸草原的植被恢复。停歇地适宜性增长较缓(2.05%),而越冬地则在2005-2014年间猛增10.67%,主要体现在印度古吉拉特邦和苏丹的半干旱农业-稀树草原镶嵌景观。
关键区域的适宜性演变
通过15个100×100 km重点区域分析(图3,4),揭示出显著的空间异质性。传统繁殖核心区(如Tengiz-Korgalzhyn洼地)保持稳定高适宜性,而历史繁殖地(中国新疆)因农业扩张重现潜力。停歇地中,土库曼-乌兹别克边境的Tallymarzhan湖区域(曾记录全球50%种群)及里海南部适宜性下降,但土耳其Ceylanpinar和沙特阿拉伯中心支点灌溉区则显著改善。越冬地中,印度印度河流域和苏丹阿特巴拉河沿岸的灌溉农业扩张形成新的高适宜区。
讨论与保护启示
研究揭示了三个核心悖论:首先,栖息地适宜性改善与种群衰退的背离说明土地利用变化的正效应可能被狩猎压力(停歇地)和高密度放牧导致的巢穴践踏(繁殖地)所抵消。其次,黄颊麦鸡对低强度混合农业的依赖与亚洲农业集约化趋势存在根本冲突,特别是东南亚从传统单作向多茬种植的转变导致休耕地消失。最后,卫星追踪数据的空间偏差(多数个体标记于哈萨克斯坦单一地点)可能低估了物种对潜在新栖息地的利用能力。
这项研究的意义在于建立了跨34年的全周期栖息地动态评估框架,证实了遥感生态学在迁徙鸟类保护中的实用性。结果提示未来保护应聚焦:1) 在越冬地建立低强度农业保护示范区;2) 加强非繁殖期GPS追踪与地面验证;3) 将中心支点灌溉区等新兴栖息地纳入保护网络。正如研究者所强调的,唯有通过跨洲际的协同监测与土地利用规划,才能破解极危迁徙鸟类的生存困局。