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城市化湿地景观多尺度效应对光滑爪蟾(Lissotriton vulgaris)种群动态的影响机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月23日 来源:Scientific Reports 3.8
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为解决城市化进程中两栖动物栖息地丧失问题,匈牙利HUN-REN Balaton Limnological研究所团队开展景观多尺度对光滑爪蟾(L. vulgaris)丰度影响研究。通过N-mixture模型分析32个湿地采样点数据,发现500米缓冲区内湿地覆盖率提升种群丰度,而250米内农田及交通基础设施导致显著负效应。该研究为城市两栖动物保护提供空间规划依据,发表于《Scientific Reports》。
在全球城市化加速的背景下,淡水湿地生态系统正面临前所未有的威胁。作为生物多样性热点区域,全球约70%的湿地已因人类活动退化,而依赖水陆双栖生活的两栖动物成为受冲击最严重的类群之一。其中光滑爪蟾(Lissotriton vulgaris)虽被IUCN列为无危物种,但其种群动态对栖息地变化极为敏感,是评估生态系统健康的指示物种。中欧最大浅水湖Balaton周边区域近170年来城市化面积激增277%,湿地覆盖率骤降59%,为研究人类活动对两栖动物的多尺度影响提供了天然实验室。
匈牙利HUN-REN Balaton湖沼学研究所联合多机构团队,在高度城市化的Balaton湖周边32个湿地样点开展研究。通过两轮繁殖季捕获调查(共捕获290只个体),结合250/500/1000米多半径缓冲区景观分析,首次系统评估了自然与人为景观要素对L. vulgaris种群的多尺度效应。研究采用贝叶斯框架下的N-mixture模型,在控制水深等检测变量后,量化不同空间尺度下各类土地覆盖类型与线性基础设施的影响。
Newt surveys
捕获数据显示个体分布极不均匀(单点最高42只,13个点位零捕获),首次调查平均丰度(5.12±8.62)高于二次调查(3.94±6.67),暗示繁殖期活动节律差异。
Probability of detection
检测子模型显示水深(DEPTH)是唯一显著变量(β=-0.604,95% BCI:-0.929--0.305),证实浅水区更易捕获,该变量被纳入后续所有丰度模型。
Model selection
WAIC模型选择揭示:湿地(WETLAND)效应在500米尺度最强(ΔWAIC=0),农田(CROPLAND)在250米最显著,而自然陆地生境(TERRSITES)无显著影响。线性基础设施模型中,铁路(DISTRAILWAY)效应(ΔWAIC=0.65)强于公路(DISTROAD)。
Relationships between newt abundance and landscape covariates
500米缓冲区湿地覆盖率每增加10%,种群丰度提升7.27%(β=0.727,f=100%),80%湿地覆盖点位预测个体数超30只。相反,250米内农田覆盖超40%时,丰度从20只锐减至不足5只(β=-0.958)。公路1.6公里外个体数可达近80只,而铁路6公里外理论丰度超500只,证实交通设施存在"死亡陷阱"效应。
Discussion
研究首次阐明中欧城市化湿地中L. vulgaris的"空间阈值效应":500米是维持集合种群(metapopulation)连通性的关键尺度,而250米内农业活动通过农药污染等直接威胁个体存活。与预期不同,城市用地影响不显著,可能反映该物种对人工水体的适应能力。铁路生态学(railway ecology)效应被证实与公路相当,填补了小型两栖动物研究空白。
该研究为两栖动物保护提供实操指南:①湿地保护半径应≥500米 ②农田需设置250米隔离带 ③交通设施需建设生态廊道。作者建议在铁路沿线增设人工越冬巢穴(hibernacula)和迁移隧道,这些发现对平衡城市发展与生态保护具有重要政策意义。论文数据已通过《Scientific Reports》开放获取,为后续跨区域比较研究奠定基础。
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