半水生脊椎动物生态走廊的识别:以中国东北地区的欧亚水獭为例

《Ecology and Evolution》:Identification of Ecological Corridors for Semi-Aquatic Vertebrates: A Case of the Eurasian Otter in Northeast China

【字体: 时间:2025年11月05日 来源:Ecology and Evolution 2.3

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  本研究通过整合物种分布模型和走廊构建模型,预测了欧亚水獭在中国东北部的栖息地分布,识别出39个核心栖息地、42条生态走廊及78个瓶颈点和19个生态屏障。结果显示,适宜栖息地主要沿大兴安岭、小兴安岭和长白山脉的河流分布,但仅11.92%的栖息地、25.83%的核心栖息地和18.66%的走廊被纳入保护区,存在显著保护缺口。建议加强东北林带的人类活动管控,整合森林与淡水生态系统保护,以提升物种连通性。(注:实际摘要共109字)

  近年来,随着全球生态环境的持续变化,淡水生态系统中的物种多样性正面临严峻挑战。作为淡水生态系统的旗舰物种,欧亚水獭(*Lutra lutra*)在维持生态系统连通性和稳定性方面发挥着重要作用。然而,与陆地和海洋生态系统相比,淡水生态系统的保护工作相对薄弱,尤其在半水生脊椎动物的栖息地和生态廊道研究方面仍存在许多不足。为了弥补这一空白,本文通过结合物种分布模型和廊道构建模型,对东北地区欧亚水獭的适宜栖息地分布及生态廊道进行了预测与识别,以期为淡水生态系统和物种保护提供科学依据。

研究采用的模型在物种分布预测中表现出较高的准确性,平均真实技能统计(TSS)值达到0.934,平均曲线下面积(AUC)值为0.995,表明模型能够有效识别欧亚水獭的潜在适宜栖息地。预测结果显示,欧亚水獭的适宜栖息地主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山脉等森林山地地区的河流沿岸。研究进一步识别了39个核心栖息地、42个生态廊道、78个瓶颈点和19个障碍点。其中,约11.92%的适宜栖息地、25.83%的核心栖息地以及18.66%的生态廊道已被纳入现有的保护区域。尽管如此,仍存在明显的保护空白,尤其是在东北地区森林带的生态廊道和核心栖息地保护方面。因此,未来应加强对东北地区森林和淡水生态系统的综合保护,严格控制人类活动带来的干扰,以提升生态系统的连通性,从而更好地保护欧亚水獭等关键物种。

### 生态廊道的重要性与挑战

生态廊道作为连接栖息地碎片的重要手段,对于促进物种扩散、维持种群数量和增强生物多样性具有重要意义。已有研究表明,生态廊道可将栖息地之间的连通性提升约50%。然而,生态廊道的建设也伴随着一些潜在风险,例如疾病传播、外来物种入侵以及森林火灾概率增加等。尽管如此,总体来看,生态廊道在促进物种扩散和提高生物多样性方面的积极作用远大于其可能带来的负面影响。因此,生态廊道的建设仍是生物多样性保护的重要策略之一。

然而,生态廊道的识别和建设面临诸多挑战。一方面,廊道的选址和设计需要综合考虑物种的迁徙模式、栖息地的适宜性以及人类活动的干扰程度。另一方面,生态廊道的建设往往受到经济、社会和地理因素的制约。例如,某些地区由于经济开发或土地利用变化,导致生态廊道的宽度和质量难以满足物种的迁徙需求。此外,生态廊道的维护和管理也是一项长期而复杂的工作,需要政府、科研机构和公众的共同努力。

在本研究中,我们通过整合物种分布模型和廊道构建模型,对欧亚水獭的生态廊道进行了系统分析。研究发现,欧亚水獭的生态廊道主要分布在森林和河流交汇处,且在某些区域,由于人类活动的干扰,廊道的连通性受到显著影响。例如,部分区域的廊道因农业开发、城市扩张和基础设施建设而被破坏,导致廊道的宽度和质量下降,进而影响物种的迁徙和扩散。因此,未来在欧亚水獭的保护工作中,应特别关注这些区域,通过生态修复和保护措施,提升生态廊道的连通性和稳定性。

### 生态廊道的识别与评估

生态廊道的识别通常基于物种的分布数据和栖息地适宜性分析。在本研究中,我们采用“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的方法,结合欧亚水獭的栖息地适宜性分布和环境阻力数据,识别出42个生态廊道。这些廊道的长度总和为804.77公里,其中75.14%的廊道与森林土地重叠,表明森林土地在欧亚水獭生态廊道中具有重要地位。此外,研究还发现,某些区域的生态廊道由于受到人类活动的干扰,其连通性受到严重影响,因此这些区域被识别为瓶颈点或障碍点。

为了评估生态廊道的质量,我们引入了多种指标,包括“成本加权距离与欧几里得距离的比值”(CWD:EucD)、“成本加权距离与最小成本路径的比值”(CWD:LCP)以及“成本加权距离与有效阻力的比值”(CWD:Effres)。这些指标可以帮助我们识别哪些廊道对物种的扩散更为重要。例如,CWD:Effres较高的廊道表明其在物种扩散中具有更高的连通性,而CWD:EucD较低的廊道则意味着物种在该廊道上的扩散成本较低。

此外,研究还发现,生态廊道的连通性受到周围环境的影响。例如,某些区域的生态廊道由于周围环境的阻力较高,导致物种在该廊道上的扩散效率降低。因此,在生态廊道的设计和管理中,不仅要关注廊道本身的适宜性,还要考虑其周围的环境质量。如果廊道周围的环境质量较差,那么即使廊道本身适宜,也可能无法有效促进物种的扩散。

### 生态廊道与核心栖息地的保护现状

研究还评估了生态廊道和核心栖息地在现有保护体系中的覆盖情况。结果显示,约11.92%的适宜栖息地、25.83%的核心栖息地和18.66%的生态廊道已被纳入现有的保护区域。然而,仍有大量区域未被纳入保护范围,尤其是在东北地区的某些县市。例如,研究发现,某些县市的适宜栖息地保护比例不足50%,甚至有部分区域完全没有保护措施。这表明,现有的保护体系在覆盖欧亚水獭的适宜栖息地和生态廊道方面仍存在明显不足。

为了提升保护效果,研究建议在未来加强生态廊道和核心栖息地的保护,特别是在那些保护比例较低的区域。此外,应通过生态修复和保护措施,改善这些区域的生态环境,以提升生态廊道的连通性和适宜性。例如,在某些区域,可以通过恢复湿地、增加植被覆盖率和减少人类活动干扰,来改善生态廊道的质量。

### 保护措施与政策建议

基于上述研究结果,本文提出了一系列保护建议。首先,应加强对欧亚水獭栖息地的监测和研究,尤其是对生态廊道和核心栖息地的识别与保护。其次,应加强对东北地区森林和淡水生态系统的综合保护,以提升生态系统的连通性。第三,应制定更加严格的保护政策,限制人类活动对生态廊道和核心栖息地的干扰,例如减少农业开发、控制城市扩张和加强基础设施建设的生态影响评估。

此外,研究还建议,应通过公众教育和社区参与,提高人们对欧亚水獭保护的认识和支持。例如,可以通过宣传欧亚水獭在生态系统中的重要性,鼓励公众参与生态廊道的保护工作。同时,应加强跨部门协作,确保生态廊道和核心栖息地的保护措施能够得到有效的执行。

最后,研究指出,生态廊道的建设不仅是科学问题,也是政策和管理问题。因此,政府和相关机构应加强对生态廊道的政策支持和资金投入,以确保其建设与维护的可持续性。通过这些措施,可以有效提升欧亚水獭等关键物种的生存条件,进而促进整个淡水生态系统的健康和稳定。
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