热带城市建筑中栖息的蝙蝠种群动态模型构建及其生态管理意义

本文构建了首个描述新热带区食虫蝙蝠(Saccopteryx leptura)利用城市建筑作为昼栖场所的数学模型。研究通过两年期实地观测数据，揭示了降水季节性、密度依赖效应和栖息地质量变化对蝙蝠种群动态的交互影响，为城市蝙蝠保护管理提供了量化工具，特别评估了厄尔尼诺/拉尼娜气候事件和人类扰动对种群的影响。

　　

Highlight

本研究首次建立数学模型解析新热带区空中食虫蝙蝠(Saccopteryx leptura)在城市建筑中的栖息动态。通过两年期生物周监测数据，模型成功预测了成体蝙蝠数量变化，并捕捉到幼蝠数量的周期性波动。

Processes and mathematical model formulation

基于哥伦比亚大学校园四年观测数据，我们构建了包含COVID-19封控期特殊条件的数学模型。通过χ²检验和残差分析筛选最优模型版本，该模型整合了建筑使用相关的生态过程(图1)。

Numerical simulations

采用系统动力学理论方法(Forrester, 1994)进行分析，建立流量-存量关系图(图2)。使用Vensim PLE 9.3.5软件运行13组模拟，包括基准案例和12种假设情景。

Results

最佳拟合模型(χ²=120.22，df=137，p=0.845)显示：将承载力参数K从封控前20调整为封控后15后，模型准确预测了2019年6月至2020年2月的成体数量峰值和封控期间的最低值。

Discussion

这是首个描述新热带食虫蝙蝠利用人工栖息地的数学模型。相比欧洲Nyctalus属蝙蝠的栖息地选择模型，我们的模型特别整合了气候变异因素。研究发现建筑维护等人为干扰会显著减少成体数量，但对幼体影响较小，除非扰动程度很大。

Conclusions

模型揭示了S. leptura在城郊环境中栖息地使用的动态机制，表明降水季节性、密度依赖效应和栖息地质量的交互作用至关重要。预测显示建筑维护等强扰动会降低成体数量，而拉尼娜年水平的降水可缓解栖息地退化影响，厄尔尼诺年降水则会加剧这种影响。