《Landscape Ecology 4.0》：Long-term, landscape- and wind-driven snow conditions influence Adélie penguin colony extinctions
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为探究地形与风如何影响积雪覆盖模式以及对阿德利企鹅（Adélie penguin）种群的影响，研究人员结合遥感影像、数字表面模型和 30 多年的气象数据开展研究。结果发现积雪积累对企鹅不利，该研究为企鹅种群保护提供重要依据。
在南极半岛，气候变暖正深刻地改变着这片土地的生态环境。阿德利企鹅作为南极生态系统的关键物种，其种群数量的变化一直备受关注。过去的研究表明，积雪的积累会为阿德利企鹅创造不理想的繁殖栖息地，进而导致种群灭绝，但一直缺乏积雪覆盖与景观特征之间联系的证据。同时，由于南极地区环境复杂，相关数据获取困难，这使得深入了解企鹅种群变化的机制变得极为迫切。为了弄清楚这些问题，来自美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校、韦克福里斯特大学、杜克大学和怀俄明大学的研究人员展开了一项研究。他们的研究成果发表在《Landscape Ecology》上，为阿德利企鹅种群的保护和生态系统的管理提供了重要的理论依据。
研究人员主要运用了遥感技术、地理信息系统（GIS）分析以及统计建模等关键技术方法。利用卫星遥感影像和无人机（UAS）获取的空间数据，结合长期的雪深测量数据，来研究积雪覆盖的时空变化；通过 GIS 技术对景观特征进行分析，构建数字表面模型；运用广义相加模型（GAMs）和提升回归树（BRTs）等统计模型，预测积雪覆盖模式，并探究景观地貌对企鹅种群的影响。
研究结果
- 岛屿景观与积雪模式：托格森岛（Torgersen Island）和汉布尔岛（Humble Island）地貌不同，积雪分布也不同。托格森岛卫星影像显示，春季早期多积雪，夏季晚期几乎无雪，北部先无雪，南部低山影值区域常残留雪。
- 天气模式：积雪冬季积累，春季达到最大深度，之后融化，无雪期开始时间变晚，与雪最大深度相关。繁殖季雪积累事件增多，风速有季节性变化，春季 u 风分量减小、冬季 v 风分量增大，多雪年和大风年频率有年代际变化。
- 积雪覆盖模式预测：GAMs 模型中，带山影的全模型表现较好，托格森岛模型解释偏差比汉布尔岛高 10 - 20%，2019 年模型解释偏差更高。BRTs 模型表现良好，解释偏差 23 - 72%，AUC 为 0.80 - 0.97，TSS 为 0.44 - 0.86，托格森岛和 2019 年模型表现更优。
- 托格森岛亚种群特征：1975 - 2022 年，托格森岛阿德利企鹅亚种群数量大幅下降，1989 年 23 个亚种群，到 2022 年 18 个灭绝，5 个仅存于北部。灭绝亚种群多在南部，面积小于现存亚种群，且南部大种群灭绝早、衰退快。
- 风暴对企鹅雏鸟的影响：繁殖季雪事件增多，雏鸟出飞质量常低于非存活阈值，多雪年雏鸟出飞质量更低。
研究结论与讨论
研究表明，长期天气模式变化影响阿德利企鹅繁殖。雪季延长和繁殖季雪事件增多，增加雏鸟热调节成本，降低出飞质量和越冬存活率。景观特征显著影响积雪覆盖，海拔和北向性是关键因素，低海拔和南向区域积雪多。阿德利企鹅亚种群灭绝与地貌相关，南部亚种群全灭绝，北部更适宜繁殖。除积雪和地貌，还有其他因素影响企鹅生存，如猎物变化、海冰条件等。该研究强调了非海洋变量对阿德利企鹅种群的重要性，为南极海洋生物资源保护委员会（CCAMLR）的管理工作提供了参考，也为其他受降水影响的企鹅种群研究提供了借鉴，有助于深入理解气候变化对南极陆地生态系统的影响。
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