生命科学学院张正旺教授团队揭示黑尾塍鹬的繁殖地并预测 全球气候变化对其未来繁殖分布的影响
自19世纪末工业革命以来,全球气温每10年上升0.08℃。这种变化引发了两方面后果:一是由于融雪期和昆虫出现的时间均有所提前,一些鸟类被迫提早启动迁徙和繁殖进程,其种群存活率因此出现了不同程度的下降;二是由于现有繁殖地气候不再适合于部分鸟类的生存,迫使其向更高纬度地区转移,以寻找新的适宜繁殖地。这些不利影响在极地地区可能更为明显。
黑尾塍鹬是一种长距离迁徙的鸻鹬类候鸟,在东亚—澳大利西亚迁飞区生活着两个不同的亚种:L. l. bohaii (渤海亚种)和Limosa limosa melanuroides (东方亚种),两者的体型和年周期节律差异明显(Zhu et al. 2020, 2021a, 2021b)。迄今对这两个亚种的生态学研究大多尚未开展。本研究通过使用物种分布模型,首先揭示了黑尾塍鹬在亚洲地区的繁殖地分布;在此基础上,根据未来两种碳排放场景下的气候条件,预测了黑尾塍鹬渤海亚种和东方亚种50年后的适宜繁殖区。
研究发现,黑尾塍鹬的渤海亚种有东部和西部两个独立的繁殖区,均位于俄罗斯远东北极圈附近人迹罕至的河流、沼泽区域(61-68°N);而东方亚种繁殖于亚洲温带草原湖泊地区(42-52°N)(图1)。为应对未来全球气候暖化,黑尾塍鹬渤海亚种和东方亚种的繁殖地均会向北转移,但这一趋势会被北极海岸线和温带地区的山脉、森林所阻隔,从而导致这两个亚种的繁殖地区面积和种群数量下降(图2)。根据模型预测,2070年渤海亚种的繁殖地将转移至欧亚大陆的北缘(北极滨海地区);而东方亚种将离开温带草原向北转移,但会止步于了俄罗斯远东的斯塔诺夫山脉和北方针叶林南麓,同时该亚种的繁殖地海拔随之升高。未来渤海亚种和东方亚种的繁殖区面积将骤减到目前繁殖区的16%和11%。此外,由于渤海亚种繁殖于北方针叶林区腹地,其繁殖区的面积明显小于东方亚种(图3),种群规模也可能远小于东方亚种,因此未来全球气候暖化对该亚种造成的不利影响将更为显著。
图1. 物种分布模型预测的黑尾塍鹬渤海亚种和东方亚种的现有繁殖分布区(上)以及在2070年两种气候变化场景下(RCP 4.5、8.5)的繁殖分布(中、下)。图中栖息地的适宜度:从0(不适宜)至1(非常适宜)。
图2 在气候变暖的情景下黑尾塍鹬渤海亚种和东方亚种的繁殖地均会向北移动
图3. 黑尾塍鹬渤海亚种和东方亚种的繁殖地分布和北方针叶林相对位置
该研究成果以“Current breeding distributions and predicted range shifts under climate change in two subspecies of Black-tailed Godwits in Asia”为题,于2022年6月在国际生态学Top期刊《Global Change Biology》(IF=13.211)在线发表。文章第一作者朱冰润系北京师范大学生命科学学院博士毕业生、荷兰格罗宁根大学博士研究生,北京师范大学生命科学学院张正旺教授为通讯作者,合作者还包括荷兰格罗宁根大学的Theunis Piersma教授等人。该研究得到了国家自然科学基金重点项目(31830089)的支持以及北京源河国际湿地文化交流中心、湖南环球信士科技有限公司等单位的赞助。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.16308