对水的呼唤——调查濒危澳洲麻鳽(Botaurus poiciloptilus)的水需求

《Ecological Management & Restoration》:A Call for Water—Investigating the Water Requirements for the Endangered Australasian Bittern Botaurus poiciloptilus

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Ecological Management & Restoration 1.8

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  农业和人类消耗的水提取,加之气候变化引发的天气事件,已扰乱了全球河流和湿地系统的自然流态。这些变化严重影响了依赖湿地生态系统的物种。本研究关注国家濒危水鸟——澳洲麻鳽(Botaurus poiciloptilus)。在澳大利亚受调控的河流系统中,管理性供水(环

  
农业和人类消耗的水提取,加之气候变化引发的天气事件,已扰乱了全球河流和湿地系统的自然流态。这些变化严重影响了依赖湿地生态系统的物种。本研究关注国家濒危水鸟——澳洲麻鳽(Botaurus poiciloptilus)。在澳大利亚受调控的河流系统中,管理性供水(环境水流,environmental water)被越来越多地用于维持澳洲麻鳽栖息地并触发繁殖。然而,关于它们对不同水文条件的响应,特别是与环境水流和非调控洪泛区淹没相关的鸣叫模式,所知甚少。研究人员调查了2016年至2022年澳大利亚Murray-Darling流域五个湿地复合体中澳洲麻鳽的鸣叫物候(vocalisation phenology)。通过长期声学监测(long-duration acoustic monitoring),研究人员确定了麻鳽叫声的起始、持续时间和时空变化。研究人员还开发了一个使用11个环境特征的预测模型,预测鸣叫行为的准确率为93.5%。排名最高的特征与水深和供水持续时间有关。站点特定的鸣叫趋势和对南方夏季(austral summer)条件的偏好也显而易见。结果表明,在检测到的10个鸣叫期中,4个与环境水流和非调控水流组合相关,4个与环境水流相关,2个与非调控水流相关。研究人员检测到意外的冬季鸣叫期,这凸显了全年监测的价值。研究结果强调了水文情势在支持澳洲麻鳽占据和繁殖中的关键作用,并暗示了将环境水流管理与其它湿地物种的时间鸣叫模式相协调的潜力。
全球湿地是地球上受改变和威胁最严重的生态系统。20世纪全球71%的湿地面积消失(Davidson 2014)。河流调控、水资源分流和筑坝降低了河流与洪泛区的横向连通性,导致淹没面积减少、淹水时间改变、水文周期缩短以及连续淹水间隔拉长。为缓解这些影响,许多受调控河流实施环境水流(environmental water)供应。在澳大利亚Murray-Darling流域,环境水管理旨在保护和恢复依赖水的生态系统,特别是为列入濒危物种名录的物种提供栖息地。澳洲麻鳽(Botaurus poiciloptilus)是澳大利亚联邦法定的濒危水鸟,其大部分分布区位于Murray-Darling流域。由于河流调控导致洪泛区淹没丧失,该物种面临严重威胁。尽管每年有大量环境水被输送到麻鳽潜在栖息地,但对麻鳽鸣叫行为与环境水及非调控洪水淹没的定量关系缺乏研究。因此,本研究旨在通过长期声学监测揭示麻鳽鸣叫物候,并识别支持其占据和繁殖的水文条件。

研究区域位于Murray-Darling流域Murrumbidgee集水区的Lower Murrumbidgee洪泛区,包括Gayini Nimmie-Caira带的Bala、Bayil、Nap Nap和South Redbank带的Mercedes、Two Bridges。五个站点均接受过环境水,且历史上记录过麻鳽。2016年至2022年,研究人员部署了Song Meter SM3和SM4声学记录仪,设定每小时记录5分钟,每日连续记录。音频总时长7189小时。通过Ecoacoustics Analysis Programs计算1分钟片段的时域熵(ENT)和功率减噪声(PMN),用于初步筛选麻鳽叫声,并以人工复核确认每日存在/缺失。同时,深度记录仪(Hobo U20L)提供每日水深,湿地各覆盖类型(开放水域、湿植被、活植被、干植被、裸土)比例通过Digital Earth Australia和ANAE数据解译获得。采用CatBoost分类器,输入20个候选特征,以SHAP排序并逐步添加特征,用交叉验证的准确率和ROC AUC选择11个特征构成最终模型。

主要技术方法:长期被动声学监测(passive acoustic monitoring);深度记录仪连续监测水位;卫星遥感解译湿地覆盖类型;CatBoost机器学习模型;SHAP特征排序和交叉验证。样本队列为2016—2022年五个湿地的声学和水文数据。

研究结果:

3 结果

在五个湿地均检测到麻鳽鸣叫。鸣叫期长度为1~101天,主要发生在11月至次年1月。共检测到10个独立鸣叫期,其中4个发生于环境水与非调控水流联合期间,4个仅环境水,2个仅非调控水流。冬季也出现鸣叫,例如Bala在2022年6月2日至7月9日的37天鸣叫,Nap Nap在2020年8月26日的单日鸣叫。示例:2016年Bala在非调控淹没后开始鸣叫,但堤坝垮塌使水位快速下降,鸣叫停止;随后环境水补给恢复水位,鸣叫又持续40天。2019年环境水使Bala水位从76厘米升至130厘米并维持稳定,鸣叫52天。Two Bridges在2018—2019年环境水维持稳定水位104天,鸣叫77天;2021年非调控淹没后
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