气候变化对神农架梅花鹿生境及其连通性的影响

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明确气候变化对物种生境的影响,对野生动物保护具有重要意义。梅花鹿(Cervus nippon)被IUCN红色名录列为濒危物种,是国家一级保护动物。由于气候变化、人口数量增加和人类活动加剧(森林砍伐、旅游开发等),梅花鹿栖息地面临严重破碎化甚至丧失的风险,增加了该物种的灭绝风险。为了预测气候变化和人类活动对神农架梅花鹿适宜生境的影响,本研究通过实地考察和布设红外相机观测的方式,获取了 1 10个神农架梅花鹿分布点,筛选了对物种分布影响较大的1 7个气候因子和环境因子(栖息地因子、人类活动因子、地形地貌因子等)进行了研究。采用了三种气候环流模式和两种排放模式,利用(Maximum Entropy,MaxEnt)模型模拟当前和未来(2050年和2070年)神农架梅花鹿潜在生境的分布,利用成本-距离模型分析了生境连通性状况,并对比分析了三个时间点适宜生境及其连通性的差异,探讨了气候变化对神农架梅花鹿生境及其连通性的影响,并根据模型结论提出保护策略。研究结果表明:1)模型的曲线下面积(area of the under curve,AUC)值为0.896±00.45,表明模型精度较好,模拟结果可靠。建模过程中对模型贡献率最高的变量是年均温bio1和年均降雨量bio12,这表明年均温和降雨量可能是对神农架梅花生境适宜性影响最大的因素。2)模型结果表明,当前气候条件下神农架梅花鹿的潜在生境面积约为682.5km2,约占研究区域的20.7%;预测2050年梅花鹿潜在生境面积将增加62%达到1105.6 km2;预计2070年潜在适宜生境将达2169.2 km2,约占研究区域的65.7%。模型表明,气候变化可能有利于神农架梅花鹿潜在栖息地扩张,其扩张趋势主要沿南河向其东北方向进行。对不同时期潜在生境的范围变化(Range Change,RC)进行分析,结果表明,2050年潜在生境范围变化率将达到63%;到2070年潜在生境范围变化率将达到218.9%,即相较于当前,预计2070年潜在生境增加量可能达2.2倍。此外,本研究还对潜在适宜生境的质心和海拔进行了单因素方差分析,结果表明,质心将持续向研究区域的东北方向移动,预测到2070年质心将向东北方向移动的直线距离约20.5km;预测潜在生境分布的海拔可能会降低,当前潜在生境分布的平均海拔2089m,到2050年平均海拔预计下降到1925m,到2070年平均海拔预计降低到 1688m。3)采用最小费用模型对适宜生境的景观生态连通性进行了分析。结果表明,当前气候条件下有5条最小费用路径(Least-cost paths,LCPs)将6个核心适宜生境斑块连接起来,到2050年适宜生境斑块数量增至12个,平均LCPs路径长度较长,移动成本相对较高,适宜生境连通性有所降低;而2070年适宜生境斑块数量最少,斑块平均面积大,平均移动成本最低,4条LCPs将5个适宜生境斑块连接起来,生境连通性相对较高。总体来说,神农架梅花鹿的潜在适宜生境斑块连通性随着时间的变化连通性呈先下降再上升的趋势。研究结果表明,在气候变化的影响下,2050年到2070年神农架梅花鹿的适宜生境有所增加,推测温度适度升高和降雨量增加可能对神农架梅花鹿的生存有利。虽然模拟结果表明,未来生境连通性可能会提高,但动物在迁徙过程中并不一定会使用预测的LCPs,因此,在保护方案中也应该考虑其他可能的连通路径。研究结果还表明,随着气候的持续变化,可能会有更多的潜在生境出现在国家公园外,没有得到有效保护,某些区域可能对于生境连通性的提高具有重要意义。因此,建议将具有重要作用的区域进行优先保护。虽然本文的模型结果只能代表神农架梅花鹿未来的分布趋势,但是本研究为梅花鹿的保护提供了科学的保护建议,为保护区管理提供了基础数据。
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