非洲雉鸻（Actophilornis africanus）在埃塞俄比亚哈瓦萨湖的巢穴栖息地适宜性

《Ecologies》：Nesting Habitat Suitability of African Jacana (Actophilornis africanus) in Lake Hawassa, Ethiopia

　　

非洲雉鸻（Actophilornis africanus，家族Jacanidae）是一种性别角色反转的水鸟，栖息于非洲热带和亚热带开阔湿地。识别影响巢位分布和适宜巢穴栖息地的环境因素对于物种保护和栖息地管理至关重要；然而，针对该物种的此类因素研究仍然有限。本研究旨在绘制适宜巢穴栖息地地图，并识别影响埃塞俄比亚哈瓦萨湖非洲雉鸻巢位分布的主要环境变量。研究人员基于78个野外收集的巢位数据点和十个环境变量，使用最大熵（MaxEnt）模型和ArcGIS Pro 3.2.2绘制了巢穴栖息地适宜性。该模型预测了总适宜巢穴栖息地面积为1.25 km²，具有高精度（AUC = 0.90，CBI = 0.8，遗漏率 = 0.22），约占哈瓦萨湖总面积的1.2%。总体上，适宜巢穴栖息地相对较小、破碎化，且主要聚集在哈瓦萨湖东南岸。繁殖季节的平均降水量和温度、坡度、海拔以及距岸线距离是非洲雉鸻巢穴栖息地适宜性的主要预测因子。本研究的结果为当地湿地管理和非洲雉鸻及其他繁殖水鸟在哈瓦萨湖的保护提供了宝贵的见解。此外，本研究为评估未来气候和栖息地变化如何影响类似埃塞俄比亚湿地的繁殖栖息地适宜性建立了基线信息。本研究仅基于有限的环境因素评估巢穴栖息地适宜性，未纳入巢穴成功率、污染参数或捕食；未来纳入这些因素的研究可能会改善生态解释。

论文解读文章

研究背景与问题

非洲雉鸻（Actophilornis africanus）是一种性别角色反转的水鸟，广泛分布于撒哈拉以南非洲的热带和亚热带开阔湿地，依赖具有浮水植物的浅水淡水湿地繁殖。埃塞俄比亚的哈瓦萨湖是东非大裂谷湖泊之一，被列为重要鸟类保护区（IBA，代码ET053），为非洲雉鸻以及多种水鸟提供关键的繁殖和觅食栖息地。然而，哈瓦萨湖正面临湿地退化、水位波动、栖息地破碎化、城市扩张、化学污染、岸线植被丧失以及气候变化等多重人为和气候压力，这些威胁可能改变植被结构、减少浮水植物可用性，并破坏非洲雉鸻适宜的巢穴和觅食栖息地。尽管非洲雉鸻的繁殖行为受环境温度、降水量、食物资源可用性和捕食压力等因素影响，且巢穴建立在动态季节性湿地的浮水植物上，使其对水深波动、气候变异和植被结构变化高度敏感，但在埃塞俄比亚及撒哈拉以南非洲，现有研究主要集中于该物种的丰度、分布、交配系统和觅食行为，有关巢穴栖息地适宜性的环境驱动因素仍知之甚少，且尚未开展基于野外巢位数据的空间显式模型研究。因此，有必要识别关键环境变量并绘制巢穴栖息地适宜性图，以支持湿地和水鸟保护管理。

研究目的与意义

本研究旨在绘制埃塞俄比亚哈瓦萨湖中非洲雉鸻的巢穴栖息地适宜性地图，并识别影响其巢位分布的主要环境因素。研究发表在《Ecologies》上，为理解该物种的巢穴栖息地需求提供了精细尺度的新见解，并为评估未来气候变化和栖息地改变对类似埃塞俄比亚湿地繁殖栖息地适宜性的影响建立了基线信息。同时，研究建立的方法学框架可指导其他热带和亚热带湿地水鸟的巢穴栖息地评估。

主要关键技术方法

研究人员采用最大熵（Maximum Entropy, MaxEnt）模型，基于2022-2024年繁殖季节（6月至10月）在哈瓦萨湖可进入岸线（约37 km）通过小船沿1 km样线（间隔50-100 m）系统调查获得的78个野外确认巢位存在点（源自80个初始记录，经10 m×10 m网格去空间自相关处理），以及10个环境变量（包括繁殖季节平均降水量和温度、归一化植被指数NDVI、坡度、坡向、海拔、距岸线距离、距同种巢距离、距人类定居点距离、水深；数据来自POWER NASA、Copernicus Data Space和阿拉斯加卫星设施的Sentinel-2影像及SRTM数字高程模型，所有数据重采样至10 m空间分辨率并投影至WGS84/UTM 37N坐标系），进行巢穴栖息地适宜性建模。模型采用cloglog输出，十折交叉验证，生成30000个随机背景点（伪缺失点），并通过AUC（受试者工作特征曲线下面积）、CBI（连续Boyce指数）和遗漏率评估性能。

研究结果

3.1 MaxEnt模型评估

MaxEnt模型对非洲雉鸻巢穴栖息地适宜性预测表现出高精度：训练AUC值为0.9，CBI值为0.8，在0.5阈值下遗漏率小于0.2，表明模型成功预测了所有已知巢位分布。

3.2 巢穴栖息地适宜性图

模型预测哈瓦萨湖中适宜巢穴栖息地总面积为1.25 km²，约占湖泊总面积的1.2%。高适宜性区域（预测概率0.803-0.962）主要集中于湖泊东南岸的Sallaka、Referal和Loqe村庄附近岸线区域。总体而言，适宜巢穴栖息地面积较小、呈破碎化且表现出聚集空间分布模式。但该结果仅代表调查岸线部分，不应推广至未调查区域（如北部因河马存在和船只进出受限而未调查的区域）。

3.3 巢穴分布的主要环境预测因子

变量重要性分析显示，降水量贡献最高（18%），其次为温度（15%）、距同种巢距离（13%）、海拔（11%）、距人类定居点距离（11%）、坡度（10%）；坡向（8%）、距岸线距离（5%）、NDVI（5%）和水深（4%）贡献较低。响应曲线表明：巢穴适宜性与降水量正相关，在约4.9 mm处达峰值；与海拔负相关，在1647 m处最优；平缓坡度（0°）和东南朝向坡向更受偏好；距岸线距离增加导致适宜性下降；NDVI与适宜性正相关；而距同种巢距离和距人类定居点距离对适宜性影响不显著。

讨论与结论总结

讨论部分指出，降水通过促进浮水植物生长和增加节肢动物丰度，改善觅食机会，从而提高巢穴适宜性；温度与适宜性正相关，与温暖雨季中食物峰值和繁殖活动活跃一致；地形因子（海拔、坡度、坡向）共同贡献约29%，低海拔、平缓坡度和东南朝向提供稳定巢基和有利微气候；距岸线近表明依赖浅水区浮水或挺水植物（如水百合、Paspalidium germinatum）作为巢材和觅食地。但研究强调，预测的高适宜性未必等同于高繁殖成功率，存在生态陷阱可能。适宜巢穴面积有限（1.25 km²），可能反映持续的栖息地退化及人为干扰（如垃圾堆积、渔业扰动）和营养盐富集的影响，但未纳入水质参数。未来研究应引入时间变异、繁殖成功率、污染参数和捕食效应以增强生态解释。

研究结论翻译：哈瓦萨湖中非洲雉鸻的巢穴栖息地适宜性受到气候和地形变量的强烈影响。MaxEnt模型揭示，降水量、温度、坡度、海拔和距岸线距离是巢穴栖息地分布的关键预测因子。本研究识别出总潜在适宜巢穴面积为1.25 km²，占哈瓦萨湖总面积的1.2%。尽管巢穴调查覆盖了湖泊的大部分区域，但记录的巢位在空间上受限，表明适宜的繁殖栖息地可能有限。在持续的人为和气候压力下，保护和管理已识别的非洲雉鸻适宜巢穴栖息地可能有助于维持当地繁殖种群。未来研究应纳入时间变异性、繁殖成功率、污染参数和捕食效应，这可能会改善对巢穴栖息地适宜性的生态解释。