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人类活动对肯尼亚南部猎豹栖息地分布的影响:揭示栖息地丧失与行为适应的生态机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:Global Ecology and Conservation 3.5
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本研究针对肯尼亚南部保护区外猎豹栖息地受人类活动(如基础设施开发、土地利用变化)急剧退化的问题,通过MaxEnt模型结合环境与人为因子,分析2005-2019年猎豹栖息地分布变化。结果显示栖息地面积减少50%,核心区西移,且猎豹行为发生适应性改变。该研究为濒危物种保护提供了关键数据支撑,强调了对人类主导景观中大型食肉动物保护的紧迫性。
论文解读
在非洲广袤的草原上,猎豹(Acinonyx jubatus)作为陆地上速度最快的掠食者,其生存正面临前所未有的挑战。令人担忧的是,当前77%的猎豹分布区和67%的种群位于保护区外的人类主导景观中。肯尼亚南部的Salama/Athi Kapiti地区正是一个典型缩影——这里曾是猎豹的重要栖息地,但近几十年来,铁路建设(如标准轨距铁路SGR)、牧场分割、人口增长等人为活动彻底改变了土地面貌。更严峻的是,东部非洲仅存6%的猎豹历史分布区,其中75%位于无保护状态的地带。这种背景下,理解人类活动如何通过改变环境因子(如降水格局、猎物分布)影响猎豹栖息地选择,并触发其行为适应,成为保护生物学的关键科学问题。
针对这一挑战,来自Action for Cheetahs in Kenya等机构的研究团队在《Global Ecology and Conservation》发表了一项开创性研究。他们创新性地采用时间分段建模方法,将2005-2019年划分为人类干扰轻微期(T1:2005-2011)和严重干扰期(T2:2012-2019),整合16种环境(如最干季降水bio17)、生物(猎物栖息地适宜性)和人为因子(人口密度、牲畜数量),通过MaxEnt物种分布模型(SDM)量化栖息地变化。研究特别关注了SGR铁路等线性基础设施的屏障效应,并首次通过"将T1生态关系投射至T2环境数据"的方法,揭示了猎豹行为适应的生态机制。
关键技术方法
研究团队收集了3064条猎豹和8609条猎物出现记录,通过空间稀释处理自相关。使用30米分辨率Landsat影像生成两时期土地利用/覆被(LULC)数据,结合CHELSA气候数据和SRTM地形数据。采用五折交叉验证运行MaxEnt模型,仅保留线性和二次特征以降低过拟合。通过响应曲线分析变量贡献度,并计算最大敏感特异性阈值(0.51)生成二值化栖息地分布图。
研究结果
1. 栖息地分布的时空剧变
T1时期猎豹栖息地广泛分布于38%的研究区,最适栖息地集中在北部未分割牧场,其分布主要受最干季降水(贡献度45.7%)、坡度(29.8%)和猎物栖息地(19.7%)驱动。而T2时期栖息地骤减至17.4%,核心区向西转移至Athi Kaputiei平原。模型显示,温度年较差(bio4,35%)和海拔(29.7%)取代气候因子成为主导变量,表明人类活动已改变栖息地选择模式。
2. 行为适应的生态证据
通过对比T1生态关系在T2环境中的预测分布与实际T2模型,发现猎豹显著回避东部高海拔农业区(>1450米)和南部定居点,转向次优但干扰较少的西部栖息地。这种"负空间利用"行为与伊朗亚洲猎豹躲避人类活动的模式相似,证实了人为压力引发的行为可塑性。
3. 人为因子的复杂影响
出乎意料的是,模型显示猎豹栖息地与道路距离呈正相关(可能因道路周边猎物聚集),但SGR围栏则形成绝对屏障。牲畜密度呈现"双刃剑"效应:低密度时通过促进优质牧草间接吸引猎物,但超过阈值(如山羊密度>20头/km2)则导致野生猎物锐减。
结论与意义
这项研究首次量化了人类活动对肯尼亚猎豹栖息地的级联影响:土地分割导致栖息地丧失50%,基础设施引发行为适应,牲畜管理改变捕食策略。其创新性在于揭示:① MaxEnt模型结合时间分段数据能有效捕捉行为适应;② 猎豹在人类景观中依赖"降水-坡度-猎物"三元组,但人为压力会重构这一关系;③ 次优栖息地的消失可能加速局部灭绝。
研究为IUCN红色名录评估提供了区域证据,建议加强对西部残存栖息地的监测,并设计SGR沿线的生态廊道。未来研究可结合基因组学评估栖息地破碎化对基因流的影响。这项成果不仅为大型食肉动物保护树立了方法论标杆,更警示我们:在人类世时代,保护规划必须超越保护区边界,重新思考人与野生动物的共存之道。
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