利用功能代表性鸟类物种与被动声学监测建模旱地系统土地利用镶嵌体中的生态变异

《Journal of Avian Biology》：Using functionally representative bird species and passive acoustic monitoring to model ecological variation across a land use mosaic in a dryland system

　　

鸟类凭借其广泛的功能性状可作为生态变化的有用指示生物。通过被动声学监测(PAM)与自动鸣声识别在空间尺度上监测鸟类已得到显著增强。将PAM与鸟类功能生态学相调和仍属未充分探索领域，却可成为有用的生态评估工具——尤其在旱地生态系统中。研究人员在纳米比亚中北部不同管理（围栏内）地块中遵循系统化筛选流程，识别出功能代表性且声学兼容的鸟类物种。经筛选确定8个适用物种，并利用土地管理、土壤与植被相关变量构建备选占用模型，估算所选物种在研究区的占用概率。其中5个物种的“核心”变量模型优于零模型，若干物种分布受不同环境变量影响。研究展示了一种定量的、基于PAM与性状的指示物种筛选方法，以及景观特征如何影响功能代表性鸟类占用概率的机制。虽具探索性质，本研究有助于发展一种生态监测概念，不仅整合生物声学与基于性状的评估，更为代表性不足地区提供有效工具。

研究背景方面，大尺度生物多样性丧失与生态退化时代下，快速生态评估技术持续发展。鸟类因功能多样性高（涵盖多营养级）长期作为生态过程可靠指示生物，基于性状（trait-based）视角逐渐替代或补充物种多样性测度。被动声学监测(PAM)与自动鸣声分类工具（如BirdNET）的普及使指示物种方法更具可扩展性，但训练数据存在地理失衡，全球南方（Global South）旱地系统数据尤为匮乏。旱地覆盖近半地球陆地且多位于全球南方，纳米比亚中北部呈双轨土地权属（自由持有商业牧场与 communal 土地），围栏导致景观管理单元割裂，而该地区功能水平生态效应研究有限。为此，研究人员在埃托沙国家公园南缘卡拉斯特维尔德（Karstveld）旱地，选取混合利用农场Vierling、Ongava猎物保护区(OGR)、过渡农场Burgershof三处围栏私地，探索功能代表性鸟类对生态与土地管理变异的响应。

主要关键技术方法方面，研究人员于2024年8月底至10月旱季在60个站位（每地20个）以1 km网格布设Song Meter SM2自主录音单元(ARU)，每两日循环录制晨昏及午夜声景；以BirdNET v2.4初筛，结合SABAP2（Southern African Bird Atlas Project）报道率加权功能离散度(FDis)贡献遴选功能代表性且声学可检物种8种；以EltonTraits与AVONET提取食性、觅食层、筑巢及形态主成分(PCA)性状；环境侧融合RAPP-MODIS植被分数覆盖(VFC-PV，即green vegetation)、距绿峰天数、土地管理类型、植被结构类型与纳米比亚土壤图（Calcisol/Leptosol等）；采用贝叶斯单季单种占用模型（ubms包），检测概率p含调查日期协变量，占用概率ψ嵌入绿被与三类分类变量（管理/土壤/植被）嵌套子全局模型，LOOIC择优。

研究结果部分，“物种筛选”得出从208种区域名录中经FDis权重与BirdNET可验证性（>100段、95%置信阈值）压缩至8种：非洲灰犀鸟、非洲红眼鹎、普通戴胜、叉尾卷尾、珠点小鸮、红冠 Korhaan、鳞羽织布鸟、白眉麻雀织布鸟，覆盖食虫/食果/食谷/杂食及地面—冠层多觅食层。“占用模型”显示八种朴素占用率0.17–0.67；五种（灰犀鸟、红眼鹎、叉尾卷尾、鳞羽织布鸟、白眉麻雀织布鸟）核心变量模型胜零模型。灰犀鸟占用受植被类型（林地正响应）、绿被比例与距绿峰天数正向影响；红眼鹎仅随距绿峰天数增大而降；叉尾卷尾与白眉麻雀织布鸟均偏好Skeletic Lithic Leptosol（浅层岩质土）且后者随绿被增而增；鳞羽织布鸟在混合/过渡农场及Calcisol上占用更高、随绿被增而降；普通戴胜、珠点小鸮、红冠Korhaan占用空间均质，零模型竞争。

讨论与结论翻译浓缩：研究人员提出一套可复现的“功能代表性×声学兼容”筛选框架，在BirdNET覆盖薄弱的全球南方旱地中仍能借FDis贡献与自动识别交叉锁定指示组。局限在于FDis指数与性状集选择带主观性，SABAP2报道率作多度代理受采样努力干扰；土壤效应实则可能由土壤—植被结构耦合（如Leptosol对应mopane林地）驱动而非土壤本身。鳞羽织布鸟对管理类型与Calcisol响应折射草籽资源与放牧/狩猎压力交互，但单季旱极调查难分离干旱与管理的协同效应。研究论证了PAM+BirdNET+占用模型可补视觉调查之不便（地形、成本、猛兽），为旱地围栏农田管理提供可扩展生态监测概念，并呼吁向xeno-canto等库补充全球南方鸣声以纠模型地理偏差。结论上，功能代表性鸟类占用概率对植被绿度、土壤—植被组合及部分管理类型敏感，证明基于性状与生物声学的指示物种路径能半定量追踪旱地土地利用镶嵌体的生态变异，是面向数据稀缺区可推广的评估前驱。