气候变化背景下卡哈拉里沙漠cape cobra(Naja nivea)体况的天气变异影响及其生态意义

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Arid Environments 2.6

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  本研究针对气候变化背景下极端干热天气对爬行动物适应性的影响这一科学问题,通过为期五年的野外监测,系统分析了南非卡哈拉里沙漠cape cobra(Naja nivea)体况指数(BCI)与降雨量、温度的关联性。研究发现:1)前12周降雨量(正相关)和温度(负相关)是影响BCI的关键环境因子;2)交配季节体况与前期夏季环境指数(PC1)显著相关。该成果为预测气候变化对毒蛇种群动态的影响提供了首个实证依据,发表于《Journal of Arid Environments》。

  

在气候变化加剧的背景下,极端干热天气事件频发正对全球生态系统构成严峻挑战。作为变温动物的代表,蛇类对环境温度变化尤为敏感,其体况指数(Body Condition Index, BCI)直接关联到生存率和繁殖成功率。然而,目前关于干旱区毒蛇如何应对气候波动的实证研究严重匮乏。南非Tswalu Kalahari Reserve的研究团队选择当地优势毒蛇cape cobra(Naja nivea)为模型,通过长达五年的生态监测,揭示了干热胁迫对爬行动物能量平衡的深层影响机制。

研究团队运用标准化形态测量法(测量105条蛇的体质量与吻肛长SVL)、环境数据建模(计算4/12/24周滑动窗口的降雨偏离值和温度均值)以及主成分分析(PC1整合夏季环境参数)等关键技术。通过建立广义线性混合模型(GLMM)比较不同时间尺度的环境变量解释力,最终锁定12周时间窗口的环境参数最具预测价值。

【Study species】
作为Kalahari沙漠顶级捕食者,cape cobra表现出典型的气候敏感特征:其体长可达2m,以社会织雀(Philetairus socius)雏鸟为关键食物资源。这种营养依赖使其易受干旱导致的猎物短缺影响。

【Body condition】
通过ln Mass = 2.56×ln SVL –11.79的异速生长方程(R2
=0.86)建立BCI基准,发现雌性BCI普遍高于雄性(P<0.01),证实性别二态性的能量分配差异。

【The impact of environmental conditions on BCI】
最优模型(ΔAICc=0.00)显示:1)雨季BCI较旱季提升17.3%;2)前12周每增加1mm降雨,BCI上升0.8%;3)同期温度每升高1°C则BCI降低1.2%。交配季节分析进一步揭示:经历干热夏季的个体,其BCI较正常年份下降12.5%(雄性)和9.8%(雌性)。

【Discussion】
该研究首次量化了cape cobra的"气候负债"效应——环境胁迫通过三重途径影响种群:1)直接限制觅食效率;2)降低繁殖投入;3)延长能量恢复周期。特别值得注意的是,雄性在交配季停止摄食的习性使其BCI对前期气候积累更为敏感,这可能改变性选择压力。

【Conclusion】
研究预测:若Kalahari地区年均温度上升2°C(当前气候模型的中位预测),cape cobra种群的BCI临界值可能被突破,导致繁殖失败率增加23-41%。这一发现为评估气候变化对沙漠生态链顶级捕食者的影响提供了关键参数,对制定保护区适应性管理策略具有指导意义。

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