三峡工程运行后变化环境下长江中下游湿地群水鸟适应性分布规律及栖息地保护网络优化研究

Wetlands waterfowls play a vital role in maintaining energy flow and ecological system stability. Urgent attention should be paid to adaptive distribution and the effectiveness of habitat protection measures for wetland waterfowls under changing environment. This project takes wetland group in the middle and lower reaches of Yangtze River, an artificial and natural complex wetland, as a typical study area, aiming at analyzing adaptive distribution of wetland waterfowl and building optimal wetland network in the changing environment. Based on point observation and data collection, this protect will choose representative wetland waterfowls and firstly established wetland waterfowl distribution model under uncertainty, and study the distribution of representative wetland waterfowls. This project will analyze the driving force that affect the wetland waterfowl distribution and their differences between wetlands along the middle and lower Yangtze River in different period. Secondly, the potential suitable wetland waterfowl habitat will be predicted according to the established changing environment, including representative climate scenarios, water regulation scenarios and other human activities scenarios. Lastly, aiming at minimum cost, dynamic uncertainty model will be established to recognize the optimal wetland waterfowl habitat. And migration corridor in and between adjacent optimal wetland waterfowl habitat will also be identified. The project will achieve the harmonious development of water conservancy construction, human activities and the ecological protection in the middle and lower reaches of Yangtze River under the changing environment. And it will provide scientific support for the wintering wetland waterfowl habitat restoration, protection and construction in the studied region.

鸟类是维持湿地能量流动和生态系统稳定性的关键物种。变化环境下湿地水鸟的分布规律及现有保护措施的有效性急需关注。本项目以人工和自然复合湿地长江中下游湿地群越冬水鸟栖息地为典型研究区域，以探求变化环境下湿地水鸟的适应性分布规律和建立优化的栖息地保护网络为目标，将在定点观测、数据收集的基础上，选择代表性越冬水鸟，建立不确定的水鸟分布模型，研究长江中下游湿地群越冬水鸟分布现状；将剖析驱动长江中下游湿地群水鸟分布的主要生态因子、分析不同时期和江段驱动因子的异同；将建立未来典型气候情景、水利调控和其他人为活动情景，模拟典型情景下长江中下游湿地群越冬水鸟的潜在适宜栖息生境；将以投资最小、栖息地适宜程度最高为目标，建立动态的不确定的优化模型，确定越冬水鸟的最适栖息生境，识别优先保护区和水鸟迁移廊道。本项目将实现变化环境下长江中下游水利工程建设与生态的协调发展，为流域内水鸟栖息地的保护和建设提供科学支撑。

鸟类是维持湿地能量流动和生态系统稳定性的关键物种。变化环境下湿地水鸟的分布规律及现有保护措施的有效性急需关注。首先，本项目运用物种分布模型和气候数据（当前和将来气候情景）预测濒危候鸟分布区将来会发生的变化以及2050年濒危候鸟的地理分布对气候变化的响应，得出2050年候鸟分布的红区面积会增加13%，主要红区仍然位于长江中下游地区。其次，以长江中下游湿地群越冬水鸟栖息地为典型研究区域，选择代表性越冬水鸟（小白额雁等），建立了长江中下游水鸟分布模型，确定了现状及未来典型气候情景下长江中下游湿地群越冬水鸟栖息地适宜性，分析了变化情景下栖息地适宜性的变化，剖析了驱动长江中下游湿地群水鸟分布的主要生态因子，结果发现小白额雁适宜的栖息地主要分布在长江中下游地区的湖南、长江三角洲区域，特别是湖南省的东洞庭湖区域、安徽省的升金湖区域；在2070年RCP 4.5气候排放条件下，小白额雁的适宜栖息地分布范围有明显萎缩趋势，平均栖息地适宜性从现在的0.511降低到0.367。接着，建立系统保护规划模型和水鸟栖息地保护投资组合模型，对适宜的小白额雁栖息地进行筛选，建立研究区域的投资-风险效率曲线，结果表明最优解主要分布在湖南和长江三角洲区域，其中具有代表性的有洞庭湖区域、升金湖区域以及鄱阳湖区域，投资-风险效率曲线支持决策者根据实际情况对风险和收益进行权衡，选择合适的保护策略。最后，基于最短路算法识别生态廊道，根据不同土地利用类型对生态系统中物质能量流动的阻力大小，将整个景观看作耗费表面，分别计算“源”和目的地到该表面上每个点的最小累积阻力并求和，再从中提取出小于某一特定值的区域，即为从“源”到目的地的潜在生态廊道。本项目将实现变化环境下长江中下游水利工程建设与生态的协调发展，为流域内水鸟栖息地的保护和建设提供科学支撑。