南非Eden-Addo廊道多物种连通性研究:基于哺乳动物的景观连接模型与保护策略

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Biodiversity and Conservation 3.1

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  本研究针对南非Eden-Addo廊道倡议区,通过整合专家问卷驱动的阻力面与电路理论(Circuitscape)和最小成本路径分析(Linkage Mapper),构建了九种代表性哺乳动物的多物种生态连通性模型。研究识别了40条潜在生态廊道,发现其多数位于人类足迹较低区域,但农业和道路仍是主要障碍。结果揭示了三大保护区(Addo象国家公园、Baviaanskloof mega-reserve、Garden Route国家公园)间存在强连通潜力,毗邻保护地常作为踏脚石。该研究为南非区域尺度多物种廊道规划提供了结构化框架,对实现国家生物多样性保护目标(如30x30计划)具有重要实践意义。

  
在全球生物多样性持续丧失和栖息地破碎化的背景下,保护地(Protected Areas, PAs)虽已成为生物多样性保护的基石,但孤立分布的保护地无法支撑物种的长期生存和生态过程的完整运作。尤其在南非,超过80%的野生动物生活在保护地之外的私人土地上,景观尺度的连通性严重不足。栖息地破碎化加剧了物种隔离、限制了基因流动,并削弱了生态系统应对气候变化等干扰的恢复力。因此,从孤立保护地向整体景观保护策略转型,建立生态廊道以增强连通性,已成为当务之急。
针对这一挑战,南非开展了“Eden to Addo廊道倡议”,旨在连接该区域三大巨型保护地:Garden Route国家公园(GRNP)、Baviaanskloof Mega-Reserve(BMR)和Addo象国家公园(AENP)。这一区域位于全球生物多样性热点——开普植物区和Maputaland-Pondoland-Albany热点内,涵盖七个生物群落,生态价值极为突出。然而,以往研究多集中于单一物种或特定生物群系,缺乏区域尺度上多物种的廊道识别与规划。为此,Lichtenberg等研究人员在《Biodiversity and Conservation》上发表了一项研究,通过多物种连通性建模,系统评估了该区域的生态廊道网络,以支持保护实践和政策实施。
研究采用专家问卷法构建了九种哺乳动物(包括豹Panthera pardus、山斑马Equus zebra、象Loxodonta africana等)的景观阻力面,整合了土地利用、人口密度、道路、水系及地形等多源数据;运用电路理论(Circuitscape)和最小成本路径分析(Linkage Mapper)分别建模,最终融合生成多物种连通性图谱;并进一步评估了廊道内的土地覆盖组成与人类足迹(Human Footprint)压力。
主要技术方法包括:基于地理信息系统(GIS)的阻力面参数化、专家知识驱动的物种移动阻力评估、Circuitscape和Linkage Mapper的连通性模拟、以及廊道宽度设定与人类影响分析。研究区域覆盖52,100 km2,包含16个陆地保护地,模型分辨率统一为1 km2。
研究结果主要包括以下几个方面:
多物种阻力面特征
专家问卷结果显示,地形(如坡度与粗糙度)和人类活动主导的土地利用类型(如农业、建成区、人工林)是影响物种移动的主要阻力因子。物种间阻力面相关性差异显著,泛化种(如狒狒Papio ursinus与疣猪Potamochoerus larvatus)间相关性较高,而特化种(如象与疣猪)差异较大。
连通性网络识别
综合两种模型输出,研究共识别出40条潜在生态廊道,长度介于1.5至53.6公里之间,其中75%短于15公里。这些廊道多位于人类干扰较低的区域,东西向连通性较强,而南北向主要依赖廊道18连接BMR与AENP。部分廊道与南非国家保护地扩展战略(NPAES)重合,但研究也发现了此前未识别的替代路径。
廊道评价与土地单元分析
廊道土地覆盖以自然森林(25.0%)、Fynbos(24.6%)和草原(15.4%)为主,农业用地平均占比13.0%,但在部分廊道超过50%。人类足迹指数显示,廊道多数处于低至中度人为压力下,但Gqeberha附近区域受人类活动影响显著。研究进一步划定346个优先地块及677个次级优先地块,为廊道实施提供了具体空间单元。
研究结论强调,尽管该区域存在较强的生态连通潜力,但廊道的实际建立与长期维持仍面临多重挑战,包括土地所有者参与、资金可行性、围栏管理、人兽冲突及生态系统恢复等。本研究提出的多物种框架为区域保护规划提供了科学依据,并支持了SANParks“Vision 2040”中关于巨型生境景观(Mega Living Landscapes)的构想。然而,该方法仍存在一定局限,如依赖专家知识、未能充分涵盖非哺乳类物种需求、以及模型对细尺度特征(如河岸带)捕捉不足等。
未来研究需整合物种移动数据(如GPS追踪)、细化农业类型的影响评估、并增强社会与经济维度的分析,以提升廊道规划的可行性与有效性。该研究不仅推动了南非生态廊道从概念走向实践,也为全球类似区域的连通性保护提供了可复制的方法论框架。
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