黄河三角洲湿地黑嘴鸥种群动态及生境适宜性评价
作者单位：山东农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：李传荣
授予年度：2021年
学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境]
摘 要：黑嘴鸥(Larus saundersi)是鸻形目Charadriiformes鸥科Laridae鸥属Larus中型水鸟,是世界濒危鸟类之一。黄河三角洲是国内重要黑嘴鸥繁殖地之一,预测黑嘴鸥在黄河三角洲适生区分布将为黑嘴鸥种群保护和管理提供科学依据,并为三角洲湿地生态系统定向恢复提供理论指导。本研究针对黄河三角洲湿地生态系统退化的问题,选取黑嘴鸥为指示物种,以3S技术为主要技术平台,利用野外调查以及文献资料构建黑嘴鸥种群分布数据库,分析黑嘴鸥种群数量和生境选择动态变化规律,结合生态位模型,明确影响黑嘴鸥种群分布的生态因子,并预测目前和未来气候变化下黑嘴鸥适生区分布范围。本研究提出了以黑嘴鸥种群保护为导向的黄河三角洲湿地恢复策略,为物种保护和生物多样性提供依据,主要研究结果如下:1.黑嘴鸥种群数量时间变化规律通过整合1998-2014年黑嘴鸥历史调查数据和2015-2020年六年间实地调查的数据发现,黑嘴鸥种群数量在1998-2020年的23年间整体呈现先上升后下降的趋势,2017年达到峰值,之后开始逐年下降。黑嘴鸥在黄河三角洲集中分布在4-8月之间,其中迁入期2-3月,繁殖初期4-5月底,育雏期6-7月,迁徙期7月底之后,迁徙期种群数量最多,不同的气候和季节条件对黑嘴鸥的种群数量影响显著繁殖期最少。迁入期黑嘴鸥更偏好下午活动,其余时期为了获取足够量的食物,它们更偏好上午活动,数量是下午的2.44倍。2.黑嘴鸥生境偏好规律黑嘴鸥偏好的生境大多面积大、底栖动物资源丰富,为黑嘴鸥提供觅食和隐蔽场所。2015-2020年六年间,记录到13种自然湿地和人工湿地中均有黑嘴鸥分布,出现频次最高的生境为光滩,互花米草、农田、城镇建设用地、工矿区等6种生境未有黑嘴鸥出现记录。除育雏期出现频次最高的生境为库塘湿地外,其余三个时期出现频次最高的生境均为光滩。就生境选择日变化而言,黑嘴鸥上午偏好在库塘湿地、光滩、盐沼湿地和芦苇沼泽等生境中活动,而下午主要分布在光滩中。光滩大多为泥质滩涂,黑嘴鸥主要在泥质滩涂觅食,泥质滩涂每日涨潮会被海水淹没,退潮后,滩涂上会残留大量鱼虾、沙蚕、螺类、贝类等水生生物,为黑嘴鸥提供丰富的食物资源。3.黑嘴鸥生境适宜性评价本研究采用AUC评价指标,基于MAXENT、GBM、GLM、RF、FDA、SVM、Domain和Bioclim等生态位模型,以食物、水源、隐蔽性等23种因子在空间尺度上对黑嘴鸥在黄河三角洲湿地的潜在适生区进行预测。结果表明,MAXENT预测结果AUC值为0.954,对黑嘴鸥的分布区预测最为准确。贡献率较大的因子为距柽柳-翅碱蓬滩涂距离、距库塘湿地距离、距城镇建设用地距离、土壤湿度、距水田距离和距工矿区距离六个因子,贡献率依次为37.5%、21.3%、15.1%、8%、5.3%、3%。预测结果为高适生区的面积为654.75km;中适生区面积为552.9 km;低适生区的面积为192 km,总适宜性生境面积占研究区面积的24.05%;不适宜生境面积为4420.35 km。4.未来气候对黑嘴鸥适生区分布的影响本研究选择21世纪50年代和70年代两个时期三种情景下的19个气候因子进行未来生境适宜性模拟,在RCP2.6(温室气体排放低浓度)、RCP4.5(温室气体排放中浓度)和RCP8.5(温室气体排放高浓度)三种气候变化情景下,2050s黑嘴鸥在黄河三角洲湿地的高适生区面积减小,不同程度地转变为中适生区或低适生区,表现出适生能力下降;到2070s,总适生区明显增加,低适生区缩减,中适生区持续增加。在未来气候情境下,小面积适应生境斑块逐渐消失,大面积适应生境斑块向中心缩减,中适生区的适宜生境在气候变化下所受影响较大。横向对比分别基于年平均气温(Bio1)、昼夜温差月均差(Bio2)、等温性(Bio3)、最冷季平均温度(Bio11)、年降水量(Bio12)和最湿月降水量(Bio13)六种单因子的模拟结果,基于最湿月降水量(Bio13)的预测分布于六个因子联合预测的分布结果最为接近,进一步证明最湿月降水量(Bio13)对黑嘴鸥预测分布器“框架作用,而其余气候因子对于预测分布起“修饰作用。5.黑嘴鸥种群栖息地恢复策略黄河三角洲黑嘴鸥种群主要偏好光滩、库塘湿地和盐沼湿地等生境类型,其中筑巢主要在柽柳-翅碱蓬滩涂,觅食主要在光滩和库塘湿地,休闲主要在盐沼湿地。因此,为了更好地保护黑嘴鸥种群,应适当扩大光滩和库塘湿地的面积,减少城镇建设用地、农田等人为干扰生境的面积,维持一定面积的柽柳-翅碱蓬滩涂。在全球气候变暖背景下,我们应该增加黄河三角洲水域斑块面积和连通性,进而增加黑嘴鸥种群数量。
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