数据整合揭示佛罗里达野生动物廊道对维持野生火鸡相对丰度与占据率的积极影响

《Landscape Ecology》：Data integration reveals that a statewide corridor initiative maintains greater wild turkey relative abundance and occupancy

本研究针对野生动物廊道在维持物种连通性方面的有效性缺乏实证评估的问题，整合了公民科学和机构数据，通过层次化占据模型和空间显式整合模型，分析了土地覆盖、气候和人口密度对野生火鸡（Meleagris gallopavo）占据率和相对丰度的影响。结果表明，廊道内预测的占据率和相对丰度均高于廊道外，而观测到的繁殖成功率在廊道内外无显著差异。该研究为大规模栖息地连通性网络在生物多样性保护中的重要性提供了关键证据，支持了面对全球变化时维持栖息地连通性的策略。

　　

在全球范围内，栖息地丧失和破碎化是导致物种消亡的主要驱动因素。面对快速的城市化、农业扩张以及气候变化等压力，如何维持和恢复景观连通性，使物种能够在破碎化的生境斑块之间自由移动、扩散和进行基因交流，已成为保护生物学领域的核心议题。野生动物廊道（Wildlife Corridor）作为一种战略性的保护工具被提出，旨在通过连接孤立的栖息地斑块来促进物种的生态过程。然而，在景观尺度上，关于廊道有效性的实证研究仍然较少，尤其是在鸟类等类群中的证据更为薄弱。

美国佛罗里达州正在经历相对快速的土地利用变化，包括城市化和农业扩张，这对当地的生物多样性构成了严重威胁。在此背景下，《佛罗里达野生动物廊道法案》（Florida Wildlife Corridor Act）于2021年签署成为法律，旨在永久性地连接、保护和恢复一个面积约730万公顷（占州面积43%）的全州性栖息地网络，即佛罗里达野生动物廊道（FLWC）。这为在快速发展的现实世界中评估景观尺度廊道的有效性提供了一个绝佳的机会。与此同时，北美地区的野生火鸡（Meleagris gallopavo）种群近年来出现了下降趋势，其繁殖成功尤其依赖于由频繁干扰（如火烧）维持的植被结构，并受到气候因素和人类活动的影响。野生火鸡的分布是不连续的，其扩散主要由幼鸟和成年雌鸟驱动，栖息地丧失会增加其扩散距离，从而可能对种群健康产生负面影响。因此，FLWC可能通过促进扩散和基因流，在支持野生火鸡种群方面发挥关键作用。

为了评估FLWC对野生火鸡的保护成效，研究人员Muzi D. Sibiya、Brittany M. Mason、Carolina Baruzzi、Diana E. Bowler、Marcus A. Lashley和Corey T. Callaghan在《Landscape Ecology》上发表了他们的研究成果。他们的核心目标是：首先，量化土地覆盖、人类人口密度和气候等环境变量如何影响野生火鸡的占据率（Occupancy）和相对丰度（Relative Abundance）；其次，利用建立的模型预测该物种在全州的分布；最后，比较FLWC内外预测的占据率、相对丰度以及观测到的繁殖成功率（以幼鸟数量和每只母鸟的幼鸟数衡量），从而推断FLWC在维持当前景观条件下野生火鸡种群的潜在作用。

研究人员为开展此项研究，主要应用了以下几项关键技术方法：首先，他们整合了来自公民科学平台（eBird和iNaturalist）以及州立机构（佛罗里达鱼类和野生动物保护委员会，FWC）的三种异构数据，包括存在-非探测数据（eBird）、计数数据（FWC）和存在点数据（iNaturalist），时间跨度为2020至2023年的火鸡育雏季节（6月至8月）。其次，他们利用层次化占据模型（Hierarchical Occupancy Model）专门分析了eBird的存在-非探测数据，以估计环境变量对占据概率的影响，同时考虑了检测过程（如调查时间、持续时间等）的偏差。第三，他们采用了空间显式整合模型（Spatially Explicit Integrated Model），通过R语言的PointedSDMs包将上述三种数据源进行联合分析，以估算相对丰度，该模型允许共享生态协变量效应，同时为不同数据集指定特定的观测过程参数和空间偏差项。此外，研究还利用了空间块交叉验证（Spatial Block Cross-Validation）来评估模型的预测性能，并通过数据集排除分析评估了各数据源的相对贡献。最后，他们使用广义线性模型（如零膨胀泊松模型和Gamma分布模型）比较了FLWC内外观测到的繁殖成功率差异。所有环境协变量，包括来自美国国家土地覆盖数据库（NLCD 2021）的土地覆盖数据、世界网格人口数据（GPW）的人口密度、基于Landsat 8数据计算的增强型植被指数（EVI）以及WorldClim的年均温度，均经过重采样至约1公里分辨率进行处理。

研究结果

环境变量对占据率和相对丰度的影响

野生火鸡的占据率与森林（均值=0.48）、草地（均值=1.86）、灌木地（均值=1.49）以及湿地内海拔升高（均值=0.51）呈正相关。相反，占据率与人类人口密度（均值=-1.08）、温度（均值=-0.50）和城市化用地（均值=-0.48）呈负相关。农作物、EVI和水体对占据率没有显著趋势。在相对丰度方面，温度（均值=-1.42）、森林（均值=-0.15）、草地（均值=-0.17）、人类人口密度（均值=-1.16）、城市化用地（均值=-0.05）和水体（均值=-0.30）均驱动负相关，而农作物、EVI、灌木地和湿地海拔则无显著影响。

全州范围内的占据率和相对丰度变异性

预测的野生火鸡占据率在佛罗里达州北部（东部野生火鸡亚种分布区）较高，在南部（奥西奥拉野生火鸡亚种分布区）较低，并且在城市化和农业集约化区域普遍较低。估计的相对丰度也显示出类似的格局，南部佛罗里达、城市和农业区周围的种群预测较低。

廊道内外占据率、相对丰度和繁殖成功率的变异性

预测的平均野生火鸡占据率在FLWC内（均值=0.64）显著高于廊道外（均值=0.44）。这一关系在奥西奥拉亚种和东部亚种中均成立。相对丰度在FLWC内（均值=0.41）也高于廊道外（均值=0.40），尽管效应量较小。具体而言，奥西奥拉亚种在廊道内的相对丰度呈正效应，而东部亚种则呈负效应。然而，观测到的繁殖成功率，包括幼鸟数量和每只母鸟的幼鸟数，在FLWC内外没有显著差异。

研究结论与意义

本研究通过整合多源数据，实证评估了佛罗里达野生动物廊道（FLWC）对野生火鸡保护的有效性。主要结论是，FLWC内的预测占据率和相对丰度均高于廊道外，尤其是在人类发展压力较大的奥西奥拉亚种分布区，廊道的积极效应更为明显。这表明FLWC可能通过提供更大的栖息地可用性或质量、减少人类压力以及可能改善成体移动或生存（例如，通过调节边缘效应和捕食者暴露）等间接机制来支持野生火鸡种群。然而，由于繁殖成功率在廊道内外没有差异，研究者推测观察到的分布模式可能反映了连通性带来的间接益处，而非对繁殖的直接效应。成年雌鸟的生存率是影响野生火鸡种群增长的最关键生命率，其近期在分布范围内的下降提示，廊道可能通过促进资源获取和增强成体生存来发挥作用，但这需要未来的研究结合移动和生存数据进行验证。

这项研究的意义重大。首先，它为大规模栖息地连通性网络（如FLWC）在生物多样性保护中的价值提供了有力的实证支持，特别是在面对快速土地覆盖变化和气候变化的背景下。其次，研究展示了整合公民科学和机构数据在评估景观尺度保护干预措施方面的强大潜力，为未来的保护监测和评估提供了可借鉴的方法框架。最后，研究结果强调了在佛罗里达州乃至更广泛的东南部地区，战略性地保护FLWC内尚未受保护的“机会区域”（Opportunity Areas）对于维持野生火鸡种群，尤其是 endemic 的奥西奥拉亚种的长期生存至关重要。尽管FLWC的正式设立时间较短，本研究揭示的当前格局为其未来的保护成效评估提供了重要的基线数据。总之，该研究支持了日益增长的认识，即维持栖息地连通性对于在全球变化背景下保护野生动物至关重要。