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为探究生物和非生物因素对家畜运动行为的影响，研究人员以中卫山羊为对象，运用多变量隐马尔可夫模型（HMMs）进行研究。结果发现地形坡度和时间对山羊运动行为影响较大，该研究为半干旱草原生态系统放牧管理策略制定提供重要依据。
在广袤的草原上，家畜的一举一动都与生态环境息息相关。如今，全球天然草原面临着严峻的过度放牧问题，61% 的天然草原出现了过度放牧的现象，土地退化也成为全球性的重大难题。而家畜的运动状态作为其与环境相互作用的关键因素，一直是研究的焦点。以往的研究虽然对山羊的资源选择有了一定的了解，但对于生物和非生物因素如何在不同时间尺度上共同影响山羊觅食和移动行为之间的转换，却知之甚少。此外，在许多关于山羊放牧行为的研究中，往往只关注了牧草资源这一因素，而忽略了地形等其他重要因素。为了解开这些谜团，河南师范大学等机构的研究人员开展了一项关于中卫山羊季节性运动行为的研究，该研究成果发表在《Movement Ecology》上。
研究人员为了深入了解山羊的运动行为，采用了多种关键技术方法。他们利用全球定位系统（GPS）对中卫山羊进行跟踪，收集了 124 天的运动数据。同时，获取了 5 米分辨率的数字高程模型（DEM），并基于此提取了海拔、坡度、矢量崎岖度（VRM）和太阳辐射等地形数据。此外，通过下载 Landsat 8 OLI/TIRS C1 Level-1 无云数据集，计算得出归一化植被指数（NDVI），以此作为牧草资源的指标。最后，运用多变量隐马尔可夫模型（HMMs）对数据进行分析，探究环境因素和时间对山羊运动行为的影响。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 行为状态：通过 HMMs 分析，将山羊的运动行为分为觅食（低步长、多变转角）和移动（长步长、小转角）两种状态。研究发现，不同季节中，山羊的运动行为在这两种状态间交替，且部分路线主要用于移动。从全年和不同季节的情况来看，觅食状态下的步长较短，平均步长在 5.41 - 7.68 米之间，平均转角接近 0，转角分散度低；移动状态下的步长较长，平均步长在 15.58 - 18.31 米之间，平均转角接近 0，转角集中度高。另外，秋季时山羊的觅食步长较长，而移动步长比其他季节短，这可能与秋季是山羊的发情和交配季节有关。
- 行为对协变量的响应：研究表明，不同季节中影响山羊运动行为转变的协变量重要性有所不同。全年和夏季，有四个协变量显著影响山羊的运动行为，全年的影响顺序为：坡度 > 特定时间 > VRM > NDVI；夏季的影响顺序为：特定时间 > 坡度 > VRM > NDVI。春季、秋季和冬季，有三个协变量显著影响山羊的运动行为，春季和秋季的影响顺序为：坡度 > 特定时间 > NDVI；冬季的影响顺序为：坡度 > VRM > 特定时间。这说明坡度通常是影响山羊运动行为的关键因素，但在夏季，特定时间成为驱动其运动的主要因素。同时，研究还发现，海拔和太阳辐射对山羊运动行为转变的影响并不显著，这可能是因为中卫山羊善于攀爬且耐热。在冬季，由于食物资源匮乏，NDVI 对山羊行为的影响不明显，此时坡度对其行为的影响最大。此外，研究还观察到，随着坡度、特定时间和 NDVI 的增加，山羊觅食的概率增加，而随着 VRM 的增加，觅食概率降低。
- 行为时间分配：山羊在不同季节的行为时间分配存在差异。夏季和秋季，山羊在山区停留的时间明显长于春季和冬季，这与夏季和秋季白昼时间较长有关。虽然山羊在不同季节的觅食时间相似，在 4.80 - 5.15 小时之间，但春季和冬季的运动速度较慢，觅食时间占比更高。而且，山羊的每小时觅食百分比在不同季节均从上午 9 点到晚上 8 点逐渐增加，在炎热的夏季和秋季，中午 12 点到 15 点的觅食百分比相对较低。
研究结论和讨论部分表明，HMMs 在分析山羊运动行为方面具有重要作用，有助于理解山羊对环境因素和特定时间的行为转变。地形坡度在解释山羊运动特征方面起着关键作用，而海拔和太阳辐射对其运动行为的影响较小。与以 NDVI 代表的牧草资源相比，坡度和特定时间对山羊运动行为的影响更大。NDVI 对山羊行为转变的影响在春季较大，冬季较小。这些研究结果对于预测山羊在土壤退化、生物多样性丧失和动物产品需求增加的情况下如何感知和利用环境具有重要意义。同时，也为制定合理的放牧管理策略提供了科学依据，有助于实现半干旱草原生态系统的生态和社会经济需求的平衡。总之，该研究为我们深入了解山羊的运动行为提供了新的视角，对保护草原生态环境和促进畜牧业可持续发展具有重要的指导意义。
