狞猫(Caracal caracal)种群 56 年动态:以色列地区丰度波动与栖息地适应性的跨尺度研究

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Ecological Modelling 2.6

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  为探究中捕食者(mesopredator)种群动态驱动因素,研究人员对以色列狞猫开展 56 年趋势分析,结合物种分布模型(SDM)揭示其栖息地偏好。发现种群经历增减波动,偏好低海拔、草原等生境,避离城市。为中捕食者保护提供数据支撑。

  在生态系统的复杂网络中,中捕食者(mesopredator)作为连接高营养级与低营养级的关键纽带,其种群动态变化一直是生态学研究的核心议题之一。然而,长期以来,关于这类物种在人类活动影响下的数量波动规律及其与栖息地关系的认知,仍存在显著空白。尤其是在缺乏顶级捕食者的区域,中捕食者如何响应生境破碎化、猎物资源变化等压力,尚未形成系统性的研究框架。以色列作为地中海与沙漠生态过渡带,人类活动强度高且生态系统脆弱,狞猫(Caracal caracal)作为该区域典型的中捕食者,其生存状态直接反映着生态系统的健康程度。但此前针对该物种的研究仅局限于零星调查,缺乏长时间序列的动态分析,难以区分自然波动与人为干扰的影响,导致保护策略的制定缺乏科学依据。
为填补这一研究空白,以色列自然与公园管理局(Israel Nature and Parks Authority, INPA)的研究团队开展了一项跨度长达 56 年(1968-2024 年)的狞猫种群动态与栖息地适应性研究。该研究成果发表在《Ecological Modelling》,通过整合历史观测数据与先进的统计模型,揭示了狞猫种群在时空维度上的变化规律,为中捕食者的保护提供了新的理论范式。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,从 INPA 数据库获取 503 条狞猫确认观测记录,早期数据来自护林员和公众报告,2008 年后通过 “Cyber Ranger” 智能手机程序提升数据收集效率。其次,运用广义加性混合模型(Generalized Additive Mixed Models, GAMM)分析种群趋势,通过泊松分布建模结合样条拟合,捕捉线性与非线性变化模式;同时利用物种分布模型(Species Distribution Modeling, SDM),基于 Biomod2 平台整合 10 种算法(如随机森林 RF、广义提升模型 GBM 等),结合 10,000 个伪缺失点,分析环境变量对分布的影响。此外,通过方差膨胀因子(VIF)筛选出海拔、永久水体、农田等关键预测因子,确保模型的可靠性。

3.1 种群趋势


研究发现,以色列狞猫种群在 56 年间呈现显著波动:1970 年代数量上升,1980-1990 年代 decline,近 20 年再次回升,整体增长 35%(95% CI: 3.7%-74%)。区域分析显示,高度城市化的朱迪亚(Judea)地区出现持续衰退,年均减少 2.6%,表明局部人为压力可导致空间尺度的丰度差异。GAMM 模型中,样条拟合(R2=0.33,偏差解释率 58.9%)较线性模型更优,揭示了非对称的波动模式,如 1969-1981 年增长 15%,1984-2000 年下降 10%,印证了自然周期与人类干扰的叠加效应。

3.2 物种分布建模


SDM 结果表明,狞猫主要分布于海拔 < 1000 米区域,偏好草原(herbaceous vegetation)、半干旱区(arid and semiarid land)及农田 mosaic,避免城市建成区。随机森林(RF)与广义提升模型(GBM)表现最佳(AUC=0.794, 0.776),变量重要性分析显示,海拔、永久水体(permanent water)、农田(arable fields)、草原和半干旱生境是主要驱动因素。例如,草原覆盖度达 75% 的网格单元中狞猫出现概率显著升高,而城市面积超过 25% 的区域几乎无分布,体现了其对异质生境的依赖与对人类活动的规避特性。

研究结论指出,狞猫种群的恢复力与其对混合生境的适应能力密切相关,半干旱草原与农田生态系统为其提供了充足的猎物(如野兔)与隐蔽条件,而城市扩张则通过生境破碎化导致局部种群衰退。尽管全球范围内狞猫被列为 “无危”(LC),但在中东地区,其因栖息地丧失被列为 “近危”(NT),本研究证实了保护异质生境网络的重要性。此外,研究方法学整合了长时序数据与多模型框架,为其他中捕食者(如金豺、岛屿狐)的研究提供了可复制的技术路径。

讨论部分强调,以色列作为顶级捕食者(如亚洲狮、阿拉伯豹)灭绝区,狞猫承担了调控猎物数量的关键生态功能,其种群波动直接影响食物链稳定性。然而,道路致死、农业扩张等威胁持续存在,需通过建立生态廊道、保护半自然生境等措施缓解。值得注意的是,狞猫对农业区的利用可能增加与家畜的疾病传播风险,未来需加强人兽共患病监测。本研究通过跨尺度分析,揭示了中捕食者在 Anthropocene 下的生存策略,其成果不仅为以色列狞猫保护制定了空间优先级,更对全球快速城市化区域的生物多样性管理具有普遍指导意义。

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