多尺度整合分布模型揭示北美三色蝙蝠种群衰退与栖息地占用的异步动态

为解决北美蝙蝠因白鼻综合征(WNS)导致的种群监测难题，研究人员开发了多尺度整合物种分布模型(MS-iSDM)，通过整合声学监测、活体捕获和越冬种群数据，揭示了三色蝙蝠(Perimyotis subflavus)相对丰度(-74.8%)与栖息地占用率(-35.5%)的异步衰退模式，为跨季节物种分布建模提供了创新框架。

　　

北美蝙蝠种群正面临白鼻综合征(WNS)带来的灾难性衰退，这种真菌性疾病已导致冬眠蝙蝠数量锐减。然而，传统监测方法存在显著局限：夏季栖息地占用数据与冬季丰度数据难以对齐，声学监测存在假阳性与假阴性误差，不同监测技术获取的数据分辨率不匹配。这些挑战使得评估蝙蝠种群真实状态变得异常困难，尤其对于三色蝙蝠(Perimyotis subflavus)这类具有季节性迁徙习性的物种。

为突破这些限制，美国地质调查局等机构的研究团队开发了创新的多尺度整合物种分布模型(MS-iSDM)。这项发表在《Communications Biology》的研究，通过结合11年的声学监测、活体捕获和越冬种群数据，首次实现了跨季节、跨监测方法的蝙蝠种群动态整合分析。

研究团队运用了四项关键技术：1) 基于北美蝙蝠监测计划(NABat)网格的层次化空间建模，将10km×10km网格与5km×5km象限嵌套；2) 包含假阳性和假阴性校正的N-混合模型(N-mixture)，处理声学监测数据；3) 季节性迁徙连通性指标，量化冬季种群对夏季分布的贡献；4) 联合似然函数整合多源数据，建立丰度(λ_it)与占用概率(φ_qt)的确定性关联。

研究结果揭示了惊人发现：

种群衰退的空间异质性
模型预测显示2012-2022年间，三色蝙蝠相对丰度下降74.8%(95%CRI:-79.7%至-69.3%)，而栖息地占用率仅下降35.5%。这种差异源于空间异质性——WNS影响核心区丰度暴跌90%，但高初始丰度使占用率保持稳定；而分布边缘区因初始丰度低，占用率下降更显著。

丰度-占用关系解析
研究首次量化了该物种的非线性丰度-占用关系：当网格单元预期丰度(λ_it)>3时，占用概率即接近1。这解释了为何严重丰度衰退未导致相应比例的栖息地丧失。

迁徙连通性的关键作用
冬季至夏季的迁徙连通性(S_iy)成为预测夏季丰度的最强正相关因子，证实了跨季节种群动态的紧密关联。

数据整合的价值验证
相比独立分析，整合模型使丰度估计不确定性降低31-46%，占用率估计不确定性降低67-86%，并显著提升了空间预测精度。

这项研究开创性地解决了生态监测中的多个关键挑战：通过联合建模框架统一了传统上分离的丰度与占用指标；开发的假阳性校正方法无需额外验证数据；迁徙连通性指标为跨季节物种分布建模树立了新范式。研究结果为三色蝙蝠的保护决策提供了精确的空间依据，其方法论框架可推广至其他迁徙物种的监测。特别值得注意的是，模型揭示的"丰度敏感-占用稳健"现象，为理解广泛分布物种应对突发威胁的响应机制提供了重要见解。

数据产品已应用于美国鱼类和野生动物管理局(USFWS)的环境评估，模型代码通过美国地质调查局数据平台公开，为后续研究提供了宝贵资源。这项工作标志着宏观生态学监测从"多证据链"向"整合推断"的重要转变，为生物多样性保护提供了更强大的分析工具。