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研究人员通过构建物种分布模型(SDMs)研究太阳鸟栖息地适宜性,明确关键区域与影响因素,对保护意义重大。
在大自然的生态画卷中,鸟类不仅是灵动的风景,更是生态系统的重要 “守护者”。它们承担着诸如养分循环、种子传播、控制害虫等多样的生态服务,其中,鸟类授粉对于众多植物的繁衍至关重要。据研究,约 87.5% 的世界开花植物和 75% 的主要农作物依赖授粉生物,而失去脊椎动物授粉,水果和种子产量可能降低 63%。然而,当下全球授粉生物的数量和多样性却在下降,栖息地丧失、气候变化、外来物种入侵等因素威胁着它们的生存。
太阳鸟(Nectariniidae)作为重要的脊椎动物授粉者,广泛分布于非洲、亚洲和澳大拉西亚地区,在其分布范围内对众多植物的授粉起着关键作用。例如在非洲,太阳鸟是主要的脊椎动物授粉者,其食用的植物中,有相当比例被人类用于医药、食物、建筑材料等。但长期以来,太阳鸟全球栖息地适宜性和丰富度的研究却相对匮乏。
为了填补这一空白,来自伊朗德黑兰大学、比利时根特大学、意大利国家研究委员会等机构的研究人员开展了一项深入研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上。
在本次研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,为获取太阳鸟的分布信息,他们从多个数据库收集了 147 种太阳鸟的分布记录,并通过专业软件仔细处理,去除异常值和重复数据,最终得到用于分析的有效数据。在环境变量选取上,研究人员综合考量气候、地形、植被和人为因素等多方面,挑选出如平均日较差(Bio2)、最暖季降水量(Bio18)、太阳辐射指数(SRI)等变量,利用 WorldClim 2.1、航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)等获取数据,并通过计算方差膨胀因子(VIF)确保变量间无共线性。在构建栖息地适宜性模型时,研究人员选用最大熵模型(Maxent),借助 Kuenm R 软件包进行参数优化,通过多次试验和评估,选取最佳参数构建模型,并利用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评估模型性能。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- 栖息地适宜性及变量重要性:研究构建的所有模型 AUC 均高于 0.82,表明模型具有较高的预测准确性。太阳鸟栖息地适宜性在东南亚、非洲中西部达到峰值,而北非和西南亚则最低。进一步分析发现,太阳辐射指数(SRI)、最暖季降水量和人类足迹指数是影响太阳鸟全球栖息地适宜性的最重要因素。太阳辐射影响动植物代谢和生理反应,进而影响鸟类孵化率和群落结构;最暖季降水量与花蜜的可获取性相关,影响太阳鸟的食物来源;人类活动则通过栖息地破坏、非法捕猎等对太阳鸟生存构成威胁。
- 陆地生物群落内的相似性:研究发现,热带和亚热带湿润阔叶林以及热带和亚热带草原、稀树草原和灌丛生物群落中太阳鸟数量最多,分别有 138 种和 87 种。通过分析不同生物群落中太阳鸟组合的相似性,发现地中海森林、林地和灌丛生物群落中的太阳鸟组合与其他生物群落差异显著,而温带阔叶林和混交林与温带针叶林最为相似。
在研究结论与讨论部分,本次研究绘制的太阳鸟全球潜在分布图意义重大。研究明确了太阳鸟最适宜的栖息地位于热带和亚热带湿润阔叶林以及热带和亚热带草原、稀树草原和灌丛生物群落,这些区域对于保护太阳鸟及其授粉生态服务具有极高的优先级。同时,研究还指出,尽管某些地区具有适宜的栖息地,但太阳鸟并未跨越大西洋,这一区域被另一类授粉鸟类蜂鸟占据,这体现了热带地区两类授粉鸟类在生态位上的保守性。此外,考虑到气候变化可能导致太阳鸟等授粉鸟类分布变化甚至局部灭绝,未来有必要研究其在不同气候和土地利用变化情景下的分布,以便提前制定有效的保护措施。
总体而言,该研究构建的太阳鸟全球栖息地适宜性模型,为大规模保护授粉这一重要生态服务提供了基线数据。随着气候和土地利用变化的加速,该模型可作为基础,进一步研究其对太阳鸟丰富度的影响。同时,研究也为其他授粉生物的栖息地适宜性研究提供了参考,推动全球授粉生物多样性和授粉生态服务的保护工作迈向新台阶。