干旱条件下人工水坑对野生动物活动模式的影响：以克鲁格国家公园为例

推荐：研究人员针对气候变化加剧干旱背景下人工水坑对野生动物活动的影响，通过对比南非克鲁格国家公园(KNP)极端干旱年(2015)与丰水年(2022)的相机陷阱数据，发现物种水坑利用模式存在显著差异，其中捻角羚(kudu)和白犀牛(Ceratotherium simum)时间偏移最大，而大象(Loxodonta africana)和疣猪(Phacochoerus africanus)变化较小。该研究揭示了干旱通过改变物种时空重叠影响种间竞争、捕食关系和疾病传播，为气候变化下的保护决策提供科学依据。

　　

在气候变化加剧的背景下，干旱对生态系统的影响日益凸显。非洲南部作为全球重要的野生动物栖息地，其稀树草原(savanna)生态系统覆盖了非洲大陆50%以上的面积，却面临着降雨波动加剧的威胁。克鲁格国家公园(Kruger National Park, KNP)作为南非标志性保护区，自1930年代起建立了约400个人工水坑以缓解干旱影响，但这些干预措施在改变生态动态的同时，也引发了关于其长期效益的争议——既促进了斑马(Equus quagga)等依赖水源物种的数量增长，又导致貂羚(Hippotragus niger)等草食动物因食物竞争而减少。随着全球变暖使干旱频率和强度增加，理解人工水坑在极端气候事件中的生态作用变得尤为重要。

针对这一科学问题，研究人员利用2015年（年降雨量242 mm的二十年一遇干旱）和2022年（年降雨量567 mm的丰水年）在KNP设置的相机陷阱数据，通过创新性地应用时间重叠系数(O_est)分析方法，首次系统量化了干旱对11种重点物种水坑利用模式的改变。研究团队在重叠的三个水坑站点（DLP、KWA和NWA）收集了11,742张图像，采用R包Overlap进行核密度估计，通过比较实际观测与1000次随机模拟的差异，评估物种活动节律变化的显著性。

研究结果揭示出三个重要发现：首先，在物种组成方面，β多样性分析显示干旱年具有更高的物种丰富度（25 vs 23种），且非干旱年物种构成呈现嵌套性子集特征（β_JNE=0.40-0.50），表明干旱促使更多物种聚集于水坑。其次，在日活动节律上，捻角羚和白犀牛表现出最显著的时间偏移（p<0.001），其水坑访问从非干旱年的夜间活动转为干旱年的日间活动；而大象和疣猪的时间模式保持相对稳定。值得注意的是，非洲水牛(Syncerus caffer)和黑斑羚(Aepyceros melampus)等物种在干旱年表现出更集中的日间访问高峰，可能与躲避狮子(Panthera leo)等捕食者的策略有关。最后，在种间相互作用方面，58%的物种对在干旱年表现出更高的时间重叠，如长颈鹿(Giraffa camelopardalis)与捻角羚的重叠系数从0增至0.82；但捕食者-猎物组合（如长颈鹿-狮子）的重叠度反而降低，反映猎物对 predation risk 的规避行为。

在方法学上，研究通过三个尺度的数据验证了结论的稳健性：跨所有水坑站点的整体分析、三个重叠站点的合并分析以及单个站点分析。时空关联分析显示，时间重叠系数与物种在照片中的实际共现率呈中度相关（Spearman相关系数0.43），支持时间重叠作为种间接触的有效代理指标。特别值得关注的是，干旱年水牛与白犀牛等关键物种的时间重叠增加，可能解释了2015年干旱后首次在犀牛中检测到牛结核病(bTB)的流行病学现象。

这项发表在《Biological Conservation》的研究，通过创新的时间生态学方法揭示了气候极端事件如何重塑野生动物行为网络。其重要意义在于：第一，证实人工水坑在干旱期间会通过改变物种活动节律而放大生态相互作用，可能加剧竞争和疾病传播风险；第二，为KNP正在实施的战略性适应管理(Strategic Adaptive Management, SAM)框架提供了科学依据，提示需要权衡水坑的短期救助效益与长期生态成本；第三，建立了可推广的分析框架，为全球干旱生态系统管理提供了时间维度上的评估工具。随着气候变化预测显示南部非洲干旱频率将增加，这项研究强调需要动态调整保护策略，以应对非平稳状态(non-stationarity)下生态系统的新常态。