整合人为干扰与栖息地连通性:为东北虎豹国家公园东北虎种群恢复导航

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Landscape Ecology 4.0

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  为评估东北虎豹国家公园(NTLNP)对东北虎(Panthera tigris altaica)和梅花鹿(Cervus nippon)的保护成效,研究人员开展整合直接人为干扰和栖息地连通性的研究。结果发现公园分区覆盖虎栖息地和廊道,但受人为干扰严重。该研究为公园管理提供重要参考。

  在广袤的大自然中,大型食肉动物的生存正面临着严峻挑战。森林面积减少、栖息地破碎化以及猎物资源的匮乏,如同重重阴霾,笼罩着它们的生存空间,成为全球大型食肉动物数量下降甚至走向灭绝的主要因素,也给生物多样性保护工作带来了巨大阻碍。为了守护生物多样性和自然生态系统的完整性,我国自 2016 年起积极推进国家公园建设,东北虎豹国家公园便是其中重要的一环,其建立旨在保护极度濒危的东北虎和远东豹(P. pardus orientalis) 。
曾经,东北虎的生存处境岌岌可危,数量稀少且种群分散。猎物数量的减少、栖息地的退化以及偷猎行为的猖獗,让它们的生存之路布满荆棘。相比俄罗斯的虎种群,我国东北虎承受着更为沉重的人为压力。幸运的是,随着东北虎豹国家公园的成立,一系列保护措施的实施,东北虎的数量逐渐呈现出增长的趋势。然而,这只是初步的成果,关于公园内栖息地管理等诸多方面,仍有许多未知等待探索。

东北虎的生存与它的猎物息息相关,尤其是梅花鹿,作为其重要的食物来源,在东北虎的生态系统中扮演着关键角色。同时,东北虎对栖息地的要求较高,需要大面积、连续的栖息地斑块来维持生存和繁衍。但由于人类活动的干扰,适宜它们生存的栖息地变得狭小且孤立,严重制约了种群的发展。此外,公园在平衡生态保护与当地居民生计方面也面临着重重困难,如何科学合理地进行分区管理,成为亟待解决的问题。

为了深入了解这些问题,北京师范大学生命科学学院、教育部生物多样性科学与工程重点实验室以及东北虎豹保护生态学国家林业和草原局重点实验室的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Landscape Ecology》杂志上,为东北虎的保护工作提供了关键的科学依据和指导方向。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们通过收集大量的东北虎和梅花鹿出现地点的数据,建立了多尺度物种分布模型(SDM),并利用贝叶斯加法回归树(BART)模拟栖息地分布情况。同时,运用电路理论模型来识别潜在的廊道,以探究栖息地之间的连通性。此外,研究人员还借助大规模监测数据,评估了老虎核心栖息地斑块和扩散廊道内的干扰空间格局。

下面来看看具体的研究结果:

  • 尺度优化:研究发现,二元 BART 分类模型在各尺度下的 AUC 值均高于 0.9,表明模型预测较为可靠。通过对环境变量贡献的分析,确定了东北虎和梅花鹿各环境变量的最佳尺度,且所选变量间相关性较弱。
  • 多尺度栖息地预测:BART 模型显示出良好的预测性能。研究表明,影响东北虎栖息地适宜性的主要因素包括海拔、居民点距离和能量景观等;而影响梅花鹿栖息地适宜性的主要因素有树冠高度、海拔和地形位置指数(TPI)等。并且,梅花鹿的适宜栖息地比东北虎的更为破碎。
  • 栖息地估计:根据预测结果,研究人员确定了东北虎和梅花鹿的潜在栖息地、核心栖息地以及它们的共享栖息地面积。其中,东北虎有 4 个核心栖息地斑块,梅花鹿有 28 个核心栖息地斑块,且二者共享核心栖息地面积较大,主要位于公园东南部靠近中俄边境地区。
  • 核心栖息地连通性:景观分析发现,东北虎的 4 个核心栖息地斑块间有 4 条最小成本路径(LCPs),部分路径运动成本较高,存在一些关键瓶颈点;梅花鹿的 28 个核心栖息地斑块间有 48 条 LCPs ,同样有部分路径运动成本高,也有关键的扩散廊道。
  • 分区指定的有效性:东北虎豹国家公园的核心保护区覆盖了大部分东北虎的核心栖息地和潜在廊道,但部分区域覆盖不足,如核心栖息地 C2、C3 和路径 L4,这些区域需要加强保护以提升栖息地连通性。
  • 干扰的管理挑战:人为干扰在公园内广泛存在,家畜、狗和人类的干扰对东北虎的核心栖息地和廊道影响严重。其中,人类干扰最为突出,家畜干扰对梅花鹿等食草动物压力较大,狗还可能传播疾病威胁东北虎种群。

综合研究结果和讨论部分,该研究具有重要意义。一方面,通过多尺度建模,揭示了东北虎和梅花鹿在栖息地选择尺度上的差异,同时也表明二者潜在地理空间分布重叠度较高,为深入理解它们的生态需求提供了依据。另一方面,研究明确了公园内核心栖息地和廊道的分布情况,以及人为干扰带来的挑战,为公园未来的分区规划和管理政策优化提供了关键参考。例如,在规划中应充分考虑栖息地连通性,将关键区域纳入核心保护区;同时,加强对人为干扰的管控,制定合理的家畜放牧管理计划,控制狗的数量以减少疾病传播风险,通过优化管理政策和加强巡逻监测,降低当地居民对自然资源的依赖,从而实现东北虎种群的有效保护和恢复,也为全球国家公园和保护区的设计与管理提供了宝贵的借鉴经验。

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