关于行为表型的空间聚类:在大型食草动物中,将运动策略与景观结构相匹配

《Oikos》:On the spatial clustering of behavioural phenotypes: matching movement tactics with landscape structure in a large herbivore

【字体: 时间:2025年12月16日 来源:Oikos 3

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  欧洲红鹿运动行为与栖息地结构的关联及空间集群特征。基于GPS追踪和活动数据分析,发现个体日间使用开放栖息地的概率与林地可用性、栖息地同质性显著相关(Mantel检验r=0.71,0.60,0.57),形成空间集群现象(Geary's C=0.35),而活动水平等特征无显著空间结构。研究表明,运动策略差异导致生态位分化,空间上形成personality-alike集群,对种群管理和生态系统服务分配具有启示。

  
本文研究了法国西南部自由放养欧洲猎鹿(*Capreolus capreolus*)的运动行为与景观异质性的关联,揭示了性格特质驱动的栖息地选择对种群空间结构的影响。研究基于263头猎鹿长达20年的GPS追踪数据,结合景观要素的空间分析,提出三个核心结论:

一、性格特质与景观结构的强关联性
研究发现猎鹿具有五个稳定的运动行为特征:1)白天开放栖息地使用概率(POH);2)道路距离昼夜差异(Droad);3)栖息地规模(HR size);4)平均移动速度(AVG speed);5)全天活动强度(ODBA)。其中POH与景观结构呈现显著正相关(Mantel检验r=0.71),表明性格特质直接映射到栖息地选择偏好。

二、空间分异的三重尺度特征
1. 大尺度(景观级):性格特质呈现显著空间聚类。以POH为例,Geary's C值为0.35(置信区间0.31-0.38),表明同类性格个体在森林区域和开放农田之间形成明显聚集区(图1)。这种聚类与 woodland availability( woodland占比)和 habitat homogeneity(栖息地同质性)呈强相关(r=0.57-0.71)。
2. 中尺度(区域级):道路网络与人文结构影响行为分化。Droad的Geary's C值达0.71,显示性格相近的个体在道路周边形成次级聚类,可能与交通风险规避机制相关。
3. 小尺度(斑块级):活动强度(ODBA)呈现负相关空间结构(Geary's C=1.09),暗示性格相似的个体在微尺度空间存在资源竞争。

三、机制解析与生态意义
1. 性格驱动型栖息地选择:boldness( boldness)特质与 woodland availability( woodland占比)和 habitat homogeneity(栖息地同质性)形成正向反馈。性格外向的个体倾向于占据开放农田(POH≥0.7),而内向个体多聚集于森林区域(POH≤0.3)。这种选择与资源分布模式(Abbas et al., 2011)和风险感知(Padié et al., 2015)高度吻合。
2. 空间分化的多维影响:1)遗传基础:Gervais et al. (2020)证实部分运动行为存在遗传性,导致性格相似个体具有更强的空间同质性。2)生态位分化:PC1(PCA第一轴)解释了46%的景观变异,显示性格差异实质是生态位边界的具象化。3)行为可塑性:ODBA与景观结构无关联,说明能量代谢水平具有更强的个体稳定性(Nathan et al., 2008)。

研究创新性体现在:
1. 首次建立完整的运动行为综合征(movement syndrome)与景观结构的关联模型,包含5个行为维度和9类景观要素的耦合分析
2. 揭示性格特质的空间分异具有多尺度特征,与景观异质性呈现梯度匹配关系
3. 提出"性格-景观"协同演化框架,为野生动物管理提供新范式

实践启示:
1. 猎区规划:需识别性格聚类区(boldness cluster)与性格过渡带(transition zone),前者可作为重点保护区,后者建议作为生态廊道
2. 风险防控:开放农田的集群化分布(图1紫色区域)提示需加强该区域的交通事故防控
3. 种群管理:性格分异可能导致遗传多样性降低(Bradburd and Ralph, 2019),建议在性格过渡带实施人工干预促进基因交流

未来研究方向:
1. 长期追踪:当前研究周期为18个月,需延长至20年以验证性格稳定性
2. 实验验证:计划开展"性格-栖息地"互作实验,通过环境扰动观察行为适应性
3. 智能预测:开发基于深度学习的空间性格分布预测模型,整合多源遥感数据

该研究为理解动物行为与景观生态的互馈机制提供了重要范式,其方法论(特别是基于MCMC的混合效应模型)可推广至其他食草动物种群研究,对维护生物多样性、制定适应性管理策略具有重要参考价值。
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