将欧洲野猫保护与自然对人类的贡献相联结:德国保护森林案例揭示伞物种栖息地与生态系统服务的协同关系

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:Biological Conservation 4.4

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  本研究针对野生动物栖息地退化威胁生物多样性及自然对人类的贡献(NCP)问题,通过整合伞物种栖息地评估与多源遥感技术,揭示了欧洲野猫(Felis silvestris silvestris)栖息地供给与木材潜力(ρ=0.505)的显著协同效应,证实国家级保护区具有更高的NCP供给水平,为协调生物保护与人类福祉提供了创新性方法论支撑与实践路径。

  

随着人类活动与土地利用变化加剧,森林生态系统及其提供的自然对人类的贡献(Nature's Contributions to People, NCP)正面临严重威胁。森林不仅为人类提供碳储存、水源过滤、生物多样性和休闲娱乐等关键服务,更是众多野生动物的重要栖息地。然而,当前保护生物学领域存在一个核心矛盾:如何平衡物种保护与生态系统服务供给?欧洲野猫(Felis silvestris silvestris)作为伞物种,其生存依赖大面积、连通性高的近天然阔叶林,保护这类栖息地不仅有利于野猫种群恢复,还能惠及众多森林依赖物种,从而间接支撑NCP的可持续供给。尽管野猫被列入欧盟栖息地指令附录IV严格保护,但针对小型猫科物种的研究仍显不足,大尺度分布与栖息地需求认知存在显著空白。

为系统解析野生动物保护与NCP间的复杂关系,德国维尔茨堡大学的研究团队在《Biological Conservation》发表了一项创新性研究。他们以德国四个保护森林区域(哈尔茨、索林-沃格勒、罗恩-施佩萨特、萨尔-洪斯吕克)为研究对象,整合物种分布模型(SDM)、遥感反演与统计学分析,首次将伞物种特异性栖息地评估纳入NCP评估框架,深入探讨了野猫栖息地供给与碳固存、水源涵养、木材潜力和娱乐价值四大NCP之间的协同与权衡关系。

研究主要依托五大技术方法:一是基于516个基因验证野猫位点与600个伪缺失点的多算法集成物种分布建模(GLM/RF/GBM/Maxent/XGBoost);二是利用MODIS NPP数据与DWD气象数据计算净生态系统生产(NEP)以表征碳固存;三是采用InVEST水产量模型评估水源涵养功能;四是通过EFISCEN模型估算潜在木材生物量供给;五是引用欧盟户外娱乐潜力地图量化休闲价值。此外,研究通过Spearman相关性分析、空间一致性检验及k-means聚类识别NCP间交互模式,并采用ANOVA比较不同保护等级区域(国家公园、生物圈保护区、自然公园)的NCP供给差异。

3.1 物种分布模型性能

集成模型表现出优异预测能力(AUC=0.814;TSS=0.564),显示野猫适宜栖息地为远离道路与城市、靠近农田的结构复杂密林区。变量重要性分析表明,距人工设施距离(0.0571±0.0039)、斑块复杂性(0.054±0.0015)和叶面积指数(LAI)(0.046±0.0008)为最强预测因子。

3.2 与NCP的协同与权衡

野猫栖息地与木材潜力呈现最强协同(ρ=0.505),与娱乐价值(ρ=0.138)及水源涵养(ρ=0.093)呈弱正相关,与碳固存无显著关联(ρ=-0.050)。空间一致性分析进一步证实:60.4%的高栖息地质量区与高木材潜力区重叠,而栖息地与娱乐价值热点区重叠率仅26.2%,冷点区重叠率达51.8%。

3.3 保护等级对NCP的影响

国家公园的NCP供给显著高于生物圈保护区与自然公园(p<2.2e-16),尤其在水分涵养(Cohen's d=-2.157)和娱乐价值(d=-0.819)方面差异显著。但栖息地供给与碳固存在不同保护等级间无实质性差异。

研究结论强调,野猫栖息地保护与木材生产等NCP存在显著协同,且严格保护的国家公园能更有效提升多重生态系统服务。这一发现打破了传统保护与利用对立的认知,为基于伞物种保护的景观优化提供了科学依据。讨论部分指出,模型精度受限于野猫位点分布偏差及空间尺度错配,未来需结合NCP需求端分析与IUCN保护地分类体系深化研究。该研究不仅推动了NCP评估方法论创新,更为决策者制定兼顾生物多样性保护与人类福祉的土地利用政策提供了实践范例。

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