《自然未来框架》(Nature Futures Framework)的预测情景显示,欧洲哺乳动物迁移后的栖息地连通性存在显著差异
《Biological Conservation》:Nature Futures Framework scenarios reveal contrasting landscape connectivity for European mammal translocations
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时间:2025年11月03日
来源:Biological Conservation 4.4
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非洲猪瘟导致野猪种群锐减,鼯鹿密度五年内增长5.51倍至293/km2,验证了基于线样 encounter rate的密度预测模型。相机陷阱在检测低丰度物种时更具优势,但成本较高。研究强调了长期监测对评估生态影响的重要性。
在当今快速发展的城市环境中,新加坡作为一个高度城市化的城邦,其生态系统的恢复和野生动物的重新出现引起了广泛关注。尽管城市扩张和土地利用变化曾导致许多本地物种的消失,但近年来,随着生态修复工作的推进,一些曾经绝迹的动物重新回到了新加坡的自然栖息地。本研究聚焦于新加坡的Pulau Ubin岛,探讨了非洲猪瘟(ASF)疫情爆发前后,两个哺乳动物物种——更大的鼠鹿(*Tragulus napu*)和野猪(*Sus scrofa*)——种群数量的变化情况。通过15年的数据对比,研究揭示了人类活动对野生动物种群动态的影响,以及生态恢复与疾病传播之间复杂的相互作用。
### 1. 新加坡的生态恢复与野生动物重新出现
新加坡的生态恢复工作是全球城市化进程中一个引人注目的案例。随着城市化进程的推进,许多自然栖息地被改造为工业、农业和住宅区,导致本地物种的栖息地丧失和种群减少。然而,近年来,政府和环保组织采取了一系列措施,如森林恢复、湿地保护以及可持续土地管理,使得一些物种得以重新建立种群。Pulau Ubin岛作为新加坡的重要自然保护区,不仅见证了野生动物的回归,还成为研究生态恢复与物种动态变化的理想场所。
Pulau Ubin岛在20世纪初经历了大规模的开发,包括石材开采、橡胶和水果种植,以及人类定居。这些活动导致了岛屿上大部分原始植被的消失,生态系统的多样性受到严重影响。然而,随着20世纪末石材开采的停止和农业活动的减少,岛屿的自然恢复过程逐渐展开。目前,该岛的森林覆盖率已有所恢复,主要由年轻的次生林和红树林组成。此外,新加坡国家公园局(NParks)在过去几年中积极推动森林和红树林的恢复工作,种植了超过40,000棵树,覆盖约36公顷的区域。这些努力不仅改善了生态环境,也为野生动物提供了重新定居的机会。
### 2. 野生动物的重新出现与生态影响
在生态恢复的背景下,一些曾经消失的物种重新出现在Pulau Ubin岛。其中,最大的鼠鹿是近年来重新被发现的物种之一,它在新加坡的种群曾一度消失超过80年,直到2009年才被重新记录。目前,该物种在新加坡被列为极危物种,但其种群数量和恢复机制仍不清楚。同样,野猪也在20世纪初从新加坡消失,但近年来,它们通过游泳从马来西亚半岛进入Pulau Ubin岛和新加坡主岛,重新建立了种群。
野猪和鼠鹿在生态学上存在复杂的相互作用。野猪是杂食性动物,其食性包括捕食小型哺乳动物和植食性动物,而鼠鹿主要以果实为食。这种食性差异表明,野猪可能在某些情况下成为鼠鹿的捕食者,也可能在资源竞争中占据优势。因此,野猪种群的减少可能为鼠鹿提供了更多的食物资源和生存空间,从而促进了它们的种群增长。然而,野猪的重新建立也引发了对未来生态竞争和森林动态变化的担忧。
### 3. 疫情对物种数量的影响
2023年,新加坡爆发了非洲猪瘟(ASF)疫情,导致野猪种群数量急剧下降。据研究显示,Pulau Ubin岛上的野猪死亡率超过98%,这一现象对生态系统产生了深远的影响。野猪的减少可能释放了更多的生态资源,使得鼠鹿得以迅速扩张。这种种群变化的模式为研究生态系统的连锁反应提供了重要的线索。例如,野猪作为顶级捕食者之一,其数量减少可能导致捕食压力降低,从而为鼠鹿种群的扩张创造有利条件。
此外,野猪的死亡还可能影响其对其他物种的生态作用。野猪在生态系统中扮演着重要的角色,它们不仅通过摄食影响植被分布,还可能通过挖掘活动促进土壤养分循环。因此,野猪的消失可能对森林生态系统的结构和功能产生多方面的连锁效应。然而,这种效应的具体表现仍需进一步研究,特别是在种群恢复的背景下。
### 4. 研究方法与数据收集
为了评估这两个物种的种群变化,研究团队采用了两种主要的监测方法:**样线距离抽样**(transect distance sampling)和**相机陷阱距离抽样**(camera trap distance sampling)。这两种方法在生态学研究中被广泛用于估算野生动物种群密度和分布情况,但它们在操作成本、数据获取效率和适用性方面各有优劣。
**样线距离抽样**是一种经典的野外调查方法,通过设定固定的样线,研究人员在夜间使用强光手电筒进行观测,记录动物的出现频率和距离。这种方法的优势在于其较高的数据精度和相对较低的成本,适用于种群密度较高的物种。然而,样线方法需要大量的人力投入,且在某些情况下可能无法捕捉到低密度或隐秘栖息地的物种。
相比之下,**相机陷阱距离抽样**则利用自动相机记录动物的活动情况。这种方法可以全天候工作,适合监测低密度物种,如野猪。然而,相机陷阱的使用成本较高,且需要较长时间的数据分析。此外,相机陷阱可能会受到环境因素(如光线、天气)和动物行为(如警觉性)的影响,从而影响数据的准确性。
研究团队在Pulau Ubin岛的森林中布置了11条样线和42个相机陷阱站点,分别进行样线调查和相机拍摄。样线调查在2024年4月至5月进行,共记录了101次鼠鹿的出现,而相机陷阱则记录了2387次鼠鹿的径向距离数据。通过这些数据,研究人员估算出鼠鹿的种群密度为293只/km2,这是目前该物种在地理分布范围内最高的记录。而野猪的种群密度则降至15只/km2,95%置信区间为6至28只/km2,表明其种群数量在疫情后大幅下降。
### 5. 种群变化的对比分析
通过对比2009年、2019年和2024年的数据,研究人员发现,鼠鹿的种群密度在2019年至2024年间增加了5.5倍,而野猪的种群密度则从2009年的0.62/km降至2024年的0。这一变化表明,野猪的死亡对鼠鹿种群的扩张起到了关键作用。此外,鼠鹿的种群增长也受到森林恢复和栖息地改善的影响。研究团队还发现,尽管野猪的种群密度下降,但它们在Pulau Ubin岛的某些区域仍然存在,这可能对鼠鹿的未来种群动态产生影响。
在2009年至2019年间,鼠鹿的种群密度从31.2只/km2增加到66.9只/km2,表明在野猪数量下降之前,鼠鹿的种群增长已经受到生态条件改善的推动。而野猪的种群密度在2019年时为0.94/km,但在2024年完全消失,这进一步支持了鼠鹿种群激增的假设。研究人员还发现,鼠鹿的繁殖能力较强,其繁殖周期较短,这使得它们在资源增加的情况下能够迅速扩张。
### 6. 方法的比较与适用性
在方法的比较方面,研究团队发现,**样线距离抽样**在估算鼠鹿种群密度方面更为精确,且成本较低。通过1000次自举法(bootstrapping)分析,样线方法的变异系数(CV)仅为0.12,表明其数据稳定性较高。相比之下,相机陷阱方法的变异系数为0.22,说明其在估算低密度物种时可能存在较大的不确定性。
然而,相机陷阱方法在检测低密度物种方面具有明显优势。例如,野猪的种群密度较低,且其活动模式较为隐蔽,因此在样线调查中难以被发现。而相机陷阱能够捕捉到这些动物的活动,提供更为全面的生态数据。此外,相机陷阱可以在不干扰动物自然行为的情况下进行长期监测,适合用于研究难以直接观察的物种。
### 7. 生态学意义与未来研究方向
本研究的结果对理解城市化进程中生态恢复的动态过程具有重要意义。它表明,生态修复工作可以显著促进某些物种的种群恢复,但同时也可能引发新的生态竞争或变化。例如,野猪的消失为鼠鹿提供了更多的资源,但野猪的重新建立可能再次影响鼠鹿的生存环境。
此外,研究还强调了长期生态监测的重要性。由于新加坡的生态环境在不断变化,研究人员需要持续跟踪物种的种群动态,以便评估生态恢复的效果和潜在风险。这不仅有助于制定更有效的保护策略,还能为其他城市化地区的生态恢复提供参考。
未来的研究可以进一步探讨野猪和鼠鹿之间的竞争关系,以及它们对森林生态系统的长期影响。同时,研究人员还可以测试其他密度估算方法,以提高数据的准确性和适用性。此外,随着气候变化和人类活动的持续影响,研究需要关注这些因素如何进一步改变生态系统的结构和功能。
### 8. 保护与管理的启示
本研究的发现对新加坡的野生动物保护和生态管理具有重要的启示。首先,它表明生态恢复工作可以有效促进物种的回归,但这种恢复可能伴随着新的生态挑战。例如,野猪的重新建立可能对鼠鹿和其他物种产生竞争压力,因此需要在保护鼠鹿的同时,也关注野猪的种群管理。
其次,研究强调了**生态监测技术**的重要性。样线距离抽样和相机陷阱距离抽样各有优劣,适用于不同的研究场景。在种群密度较高的情况下,样线方法可能更为高效;而在低密度或隐蔽栖息地的情况下,相机陷阱则提供了更全面的数据。因此,研究人员需要根据具体情况选择合适的方法,以确保数据的准确性和实用性。
最后,研究还指出,**人类活动**对生态系统的深远影响。随着城市化进程的加快,自然栖息地的破坏和物种的消失成为普遍现象。然而,生态恢复工作表明,通过合理的管理措施,某些物种仍有可能重新建立种群。因此,政府和环保组织需要在城市化进程中找到平衡点,既要满足人类发展的需求,又要保护生物多样性。
总之,本研究揭示了新加坡在生态恢复方面的成功,同时也指出了未来可能面临的生态挑战。通过长期监测和科学管理,可以更好地理解和应对这些变化,为全球城市化地区的生态保护提供经验和借鉴。
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