马达加斯加果蝠栖息地适宜性建模与保护空缺分析:气候与森林覆盖的生态位驱动机制
《Biodiversity and Conservation》:Habitat suitability modelling and environmental drivers of Malagasy fruit bats (Pteropodidae)
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时间:2025年12月23日
来源:Biodiversity and Conservation 3.1
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本研究针对马达加斯加三种濒危特有果蝠(Pteropodidae)的栖息地退化问题,通过MaxEnt生态位模型整合气候与生态地理变量,量化其适宜栖息地分布及保护现状。结果显示,年温度变化范围(Bio7)与叶面积指数(LAI)是关键分布限制因子,当前森林覆盖仅占潜在适宜栖息地的21.1%,且保护区内森林面积平均占比不足18%。该研究为果蝠种群保护及森林保护区扩展提供了空间决策依据,对维持生物多样性与生态系统服务具有重要意义。
在印度洋西部的马达加斯加岛上,栖息着三种特有的果蝠:马岛狐蝠(Pteropus rufus)、杜氏果蝠(Eidolon dupreanum)和马岛罗氏果蝠(Rousettus madagascariensis)。它们不仅是岛上森林生态系统的重要成员,承担着传粉和种子传播的关键生态功能,还因其面临栖息地丧失和非法狩猎的威胁,被世界自然保护联盟(IUCN)列为易危物种。然而,这些果蝠的实际分布范围及其生存所需的森林栖息地现状一直缺乏系统评估。随着马达加斯加森林覆盖率在过去几十年间急剧下降,厘清果蝠的适宜栖息地分布与保护空缺已成为紧迫的科学问题。
为应对这一挑战,研究人员在《Biodiversity and Conservation》上发表了一项研究,通过生态位模型(Ecological Niche Models, ENMs)揭示了三种果蝠的栖息地适宜性及其环境驱动机制。研究团队整合了气候数据(如年降水量、温度季节性)和生态地理变量(如叶面积指数LAI),利用最大熵模型(MaxEnt)构建了物种分布模型,并通过空间分析量化了森林覆盖区和保护区的栖息地面积。
本研究主要采用以下关键技术方法:首先,通过文献数据库和野外记录收集了三种果蝠的92个(P. rufus)、36个(E. dupreanum)和68个(R. madagascariensis)分布点;其次,筛选了9个低共线性的环境变量(包括Bio7温度年较差、LAI等)用于MaxEnt建模,并通过10%训练存在阈值(P10)区分适宜与不适宜栖息地;最后,结合马达加斯加森林覆盖图和保护区网络数据,利用ArcGIS进行空间叠置分析,计算栖息地森林面积及受保护比例。
模型评估显示,P. rufus和R. madagascariensis的受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别为0.731和0.794,表明模型预测可靠性较高;而E. dupreanum因样本量较少(AUC=0.669),模型精度受限,但仍能指示潜在分布区。
关键环境变量贡献度分析表明,P. rufus的分布主要受叶面积指数(LAI,贡献度47.2%)影响,反映其依赖高密度树冠作为栖息和觅食场所;而E. dupreanum和R. madagascariensis的分布则主要由温度年较差(Bio7,贡献度分别为40.5%和62.5)主导,说明二者对气候季节性变化的敏感性更高。
空间分析结果显示,三种果蝠的潜在适宜栖息地面积介于197,171–280,989 km2之间,但森林覆盖面积仅占21.1%(40,647–54,636 km2)。其中,受保护的森林面积平均占比为17.6%,且E. dupreanum的保护比例最低(14.6%),凸显其保护空缺最为严重。
研究还发现,P. rufus适宜区的平均树冠高度(15.06 m)显著高于不适宜区(10.00 m),证实其依赖高大树木作为栖息地;而E. dupreanum和R. madagascariensis适宜区的地形崎岖指数(TRI)更高,表明洞穴可用性是二者分布的重要限制因素。
本研究通过生态位模型首次系统评估了马达加斯加特有果蝠的栖息地适宜性与保护效率,揭示了森林覆盖面积远小于潜在适宜区的严峻现实。年温度变化范围和森林密度是驱动物种分布的关键因子,而当前保护区网络对果栖息地的覆盖不足,亟需通过扩大保护范围、遏制森林砍伐和推动生态修复来保障物种存续。该研究不仅为果蝠保护提供了空间规划依据,还强调了基于生态位模型的保护策略在生物多样性热点地区的应用价值,对维持热带岛屿生态系统的稳定性具有深远意义。
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