潜在韧性:阿巴拉契亚山脉森林鸟类在繁殖季对未来气候变化的响应

时间:2025年3月14日
来源:Landscape Ecology

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为评估气候和景观变化对阿巴拉契亚山脉 14 种森林鸣禽的影响,研究发现土地覆盖变化影响更大,对保护有指导意义。

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在全球气候变化的大背景下,鸟类世界正面临着前所未有的挑战。温度的攀升、降水模式的改变,这些气候变化因素如同一只只无形的手,打乱了鸟类的生活节奏,影响着它们的种群动态、物候变化、分布范围和数量多寡。与此同时,景观变化也来 “凑热闹”,土地覆盖和土地利用的改变,尤其是森林栖息地的减少和城市区域的扩张,让许多鸟类的生存空间不断被挤压。
阿巴拉契亚山脉作为鸟类的重要栖息地,这里气候和土地覆盖都在发生着变化,对当地鸟类群落产生了深远影响。然而,以往研究大多只关注气候变化对鸟类的影响,忽略了景观变化这一重要因素。为了更全面地了解鸟类的生存状况,填补这一研究空白,来自西弗吉尼亚大学(West Virginia University)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Landscape Ecology》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从北美繁殖鸟类调查(North American Breeding Bird Survey,BBS)获取 1997 - 2017 年 322 条路线上 14 种森林鸣禽的计数数据;其次,通过构建规则六边形来汇总当代和未来环境数据,涵盖气候和土地覆盖等多方面信息;最后,利用贝叶斯建模技术,深入分析环境变量对鸟类分布和数量的影响,并预测未来变化。

研究结果如下:

  1. 模型拟合与变量重要性:14 种森林鸣禽的模型拟合度良好,表明模型能较好地反映实际情况。在众多环境预测变量中,土地覆盖变量对焦点物种的重要性普遍高于气候变量。比如,落叶和混交林比例对多数物种影响显著,是影响森林鸣禽繁殖季节相对丰度的重要因素之一。
  2. 气候与土地覆盖变量的效应大小:土地覆盖变量的效应大小也大于气候变量。以针叶林比例变化为例,它对某些物种的平均预期计数产生了较大影响。在不同气候分类的物种中,土地覆盖变量的影响也各有特点。如在冷适应物种中,针叶林比例变化影响较大;在暖适应物种中,落叶和混交林比例的影响较为突出。
  3. 2100 年气候和土地覆盖差异预测:研究预测了 2100 年不同气候和土地覆盖组合情景下的变化。结果显示,各情景下平均温度上升,总降水量保持稳定或增加,开发土地比例上升。这意味着未来阿巴拉契亚山脉的生态环境将发生显著改变,可能对鸟类生存产生深远影响。
  4. 2000 - 2100 年物种总计数变化:不同气候分类的物种在 2000 - 2100 年的繁殖季节总计数变化各异。暖适应物种整体呈下降趋势,像夏季 Tanager(Piranga rubra)预计下降明显;冷适应物种变化趋势不一,部分物种如 Least flycatcher(Empidonax minimus)数量有所增加,而其他物种如 Black - throated blue warbler(Setophaga caerulescens)和 Veery(Catharus fuscescens)则呈下降趋势;气候通才物种总体较为稳定。
  5. 2000 - 2100 年物种出现和空间分布变化:从物种出现和空间分布来看,各物种在占据的六边形网格细胞数量上没有显著差异,分布中心也未发生显著偏移。不过,冷适应物种有向东北或北方移动的趋势,且高排放情景下移动距离更大;暖适应物种平均移动距离较小,也向东北或北方移动;气候通才物种移动距离最小。

综合研究结果和讨论部分,该研究意义重大。在阿巴拉契亚山脉,未来气候变化对森林鸣禽的影响相对较小,而土地利用变化导致的森林覆盖减少和城市覆盖增加,对当地繁殖的森林鸣禽构成了更直接的威胁。这为森林鸣禽的保护工作指明了方向,即保护工作应更多地关注景观尺度的策略,优先保护和促进大面积成熟森林栖息地的存在,以减轻土地利用变化带来的负面影响。同时,研究也指出,降低温室气体排放、维持森林覆盖,有助于缓解气候变化和土地覆盖变化对鸟类的负面影响,对该地区鸟类的长期保护具有重要意义。但研究也存在一定局限性,如 BBS 数据存在偏差,模型假设可能与实际情况有出入等。未来研究可以在此基础上,采用更全面、精细的方法,进一步探究多种因素对鸟类的影响,为鸟类保护提供更有力的支持。
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