受威胁雉类何处可存?识别气候变化避难所与绘制中国保护空缺

《Animals》:Where Can a Threatened Pheasant Persist? Identifying Climate Change Refugia and Mapping Protection Gaps in China

【字体: 时间:2026年08月11日 来源:Animals 3.2

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  气候变迁与人类活动被广泛认为是全球生物多样性丧失的主要驱动因素。褐马鸡(*Crossoptilon mantchuricum*)是中国特有的地面活动鸟类,局限于高度破碎化的分布区,并面临长期持续的威胁。为制定稳健且具针对性的保护策略,阐明该物种对气候变化的敏感

  
气候变迁与人类活动被广泛认为是全球生物多样性丧失的主要驱动因素。褐马鸡(*Crossoptilon mantchuricum*)是中国特有的地面活动鸟类,局限于高度破碎化的分布区,并面临长期持续的威胁。为制定稳健且具针对性的保护策略,阐明该物种对气候变化的敏感性并确定高优先级保护区域至关重要。本研究整合了野外调查、集成物种分布模型、Marxan系统保护规划及GAP分析,评估了未来气候情景下栖息地适宜性的变化,并识别了褐马鸡的保护空缺。研究结果表明,该物种的分布主要受年温度变化范围、最冷季和最湿季降水量以及海拔的驱动,凸显了其高度受限的气候生态位。基于当前气候条件,高度适宜栖息地主要分布于特定山区:河北省(小五台山)、山西省(太行山、吕梁山和太岳山系)、陕西省(黄龙山)以及北京西北部(东灵山地区)。对未来气候情景的模拟表明,适宜栖息地将持续减少,并日益局限于高纬度和山区。根据GAP分析,现有保护区网络未能覆盖所识别优先保护区的72.27%,其中吕梁南部、太岳山和黄龙山存在显著空缺。本研究结果为褐马鸡的未来保护策略和栖息地管理建立了坚实的实证基础。
褐马鸡(*Crossoptilon mantchuricum*)是中国特有的地栖雉类,受气候变化和栖息地破碎化双重威胁,其种群仅存于北方山区破碎化森林中。已有研究多聚焦于局部或部分景观尺度的栖息地适宜性评估,但缺乏整合全部分布区种群数据的系统性气候驱动分析,也未能将栖息地预测转化为可操作的保护优先区划。研究人员整合野外调查、集成物种分布模型(Ensemble SDM)、Marxan系统保护规划及GAP分析,旨在确定关键环境驱动因子、预测当前及未来气候情景下的适宜栖息地动态,并评估现有保护区网络的空间保护空缺。研究发现,年温度变化范围(Bio7)、最冷季降水量(Bio19)、最湿月降水量(Bio13)和海拔(DEM)是决定栖息地适宜性的主导因素,合计贡献率达74.96%。未来气候情景下,高适宜栖息地面积呈下降趋势,在SSP585高排放情景下至2090年代将缩减66.7%,且适宜栖息地重心总体向北和山区迁移,但当前核心栖息地(如吕梁山中部、太岳山南部)将面临严重退化。Marxan识别的高优先级保护区域中,仅27.73%位于现有自然保护区内,72.27%缺乏正式保护,尤其在山西吕梁南部、太岳山及陕西黄龙山存在显著空缺。研究建议通过扩大保护区、构建生态廊道、实施再引入和强化管理等措施,提升保护网络有效性。该研究为褐马鸡的气候适应性保护策略提供了实证基础,发表于《Animals》。

研究采用的主要关键技术方法包括:集成物种分布模型(采用Biomod2框架整合十种算法,选择AUC≥0.80的六种最优模型构建集成模型);Marxan系统保护规划(以10 km×10 km网格为规划单元,结合人类活动强度、NDVI、地形崎岖度和海拔作为成本变量,设置30%高适宜栖息地保护目标);GAP分析(将Marxan输出与现有21个自然保护区边界叠加)。物种发生数据来自2022-2024年山西省林业和草原局及河北小五台山国家级自然保护区的野外调查和红外相机监测、GBIF数据库近五年记录及同行评审文献,经空间稀疏化处理获得265个独立记录点。气候数据采用WorldClim v2.1基线(1970-2000年)及BCC-CSM2-MR模型在CMIP6框架下的SSP126、SSP245、SSP585情景数据。

3.1 模型精度评价:十种单模型均成功运行,GBM表现最优(AUC=0.8840;TSS=0.8004),FDA最差(AUC=0.7582)。集成模型整合GAM、GBM、GLM、MaxEnt、RF和SRE六种最优算法,AUC达0.9520,TSS为0.8328,预测精度显著高于任何单一模型,后续分析均基于集成模型输出。

3.2 环境变量重要性:比较各变量贡献率发现,年温度变化范围(Bio7)贡献最高(29.23%),其次为最冷季降水量(Bio19,19.66%)、最湿月降水量(Bio13,13.55%)和海拔(DEM,12.52%),四者合计74.96%。边缘响应曲线显示,褐马鸡最适环境条件为:年温度变化范围35-40°C、最冷季降水量8-15 mm、最湿月降水量110-160 mm、海拔950-2600 m。

3.3 当前及未来气候情景下的地理分布:当前气候条件下,褐马鸡总适宜栖息地面积为18.70×10? km2,高适宜面积2.70×10? km2(占研究区3.69%),主要分布于河北小五台山、山西太行山/吕梁山/太岳山、陕西黄龙山及北京西北山区。未来情景下,多数情景的总栖息地面积将缩减,其中SSP245情景高适宜面积从当前2.70×10? km2降至2050年代1.76×10? km2,2090年代小幅恢复至1.84×10? km2;SSP585情景下高适宜面积从2050年代1.71×10? km2锐减至2090年代仅0.90×10? km2。栖息地扩张主要发生在研究区西北部(太行山北麓、吕梁山北麓、小五台山及北京西北部),扩张率2.39%-21.92%;而损失集中于山西中南部山区,SSP585-2090s情景下吕梁山中部和太岳山南部栖息地损失高达75.5%。

3.4 适宜栖息地重心迁移:所有情景下,适宜栖息地重心均保持在山西省内。SSP126和SSP245情景下,2050年代重心向东北迁移91.84 km和89.86 km,2090年代分别向西南回退18.70 km和20.15 km;SSP585情景下,2050年代重心向西北移动58.17 km(从111.64°E/37.16°N至111.10°E/37.45°N),2090年代再向西南移动40.72 km(至95.08°E/31.31°N)。

3.5 GAP分析:Marxan识别的高优先级保护区域与现有保护区叠加显示,仅27.73%的优先区域位于现有自然保护区内,72.27%缺乏正式保护。优先区域与集成模型预测的高适宜栖息地高度空间吻合,表明保护空缺主要集中于高适宜性区域,包括吕梁南部、太岳山和黄龙山的核心栖息地。

讨论部分总结了主要环境驱动因子(温度变化范围和降水变量主导)、气候变化对分布的影响(栖息地缩减、向北迁移、重心偏移)以及保护建议(扩大保护区、增强连通性、再引入、强化管理)。研究结论指出,褐马鸡的适宜栖息地受温度、降水和海拔主导,未来气候变化将导致栖息地损失且剩余适宜区域集中于北部山区;现有保护区仅覆盖27.73%的优先保护区域,存在显著保护空缺;保护工作应聚焦于填补空缺、维持种群连通性,并将未来气候情景纳入规划。这些发现为这一受威胁山地鸟类的气候适应性保护策略提供了科学依据。
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