长期气候变量对扎格罗斯山脉野生摩弗伦羊繁殖物候的影响及其对山地生物多样性保护的启示

《Climate Change Ecology》:Long-Term Climatic Variables on Reproductive Phenology of Wild Mouflon in the Zagros Mountains

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Climate Change Ecology CS6.9

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  本研究针对气候变化如何影响大型哺乳动物繁殖物候这一关键科学问题,通过分析伊朗扎格罗斯山脉五个核心栖息地逾二十年的摩弗伦羊(Ovis gmelini)繁殖与气象数据,采用广义线性混合模型(GLMM)量化温度对交配和产羔时间的驱动作用。结果表明:5-11月气温每升高1°C可使交配时间提前约0.8天,12-4月气温每升高1°C可使产羔提前约1.4天,揭示繁殖物候作为环境变化生物指示器的重要性,为气候变化背景下山地有蹄类动物保护策略制定提供定量依据。

  
在全球气候变化重塑生物多样性的时代,大型哺乳动物作为生态系统的关键物种,其生存状况牵动着整个生态链的平衡。特别是像摩弗伦羊(Ovis gmelini)这样栖息于敏感山地环境的有蹄类动物,不仅面临着栖息地破碎化和盗猎的双重压力,更承受着气候变暖带来的隐性威胁。在伊朗气候敏感的扎格罗斯山脉,这些长着螺旋形巨角的野生羊群,其繁殖时间是否正在悄然改变?这种改变又预示着怎样的生态危机?
为了解开这个谜题,来自沙希德·贝赫什提大学的研究团队开展了一项长达23年的生态监测研究。他们通过对五个核心保护区(马拉坎保护区、安戈兰野生动物保护区、塞菲德库保护区、坦格萨亚德国家公园和加米什卢野生动物保护区)的摩弗伦羊种群进行系统观测,结合当地气象站数据,首次量化了气候变量对这一珍稀物种繁殖物候的影响。这项发表在《Climate Change Ecology》的研究,为我们理解气候变化下山地有蹄类的适应机制提供了重要窗口。
研究人员采用了一套严谨的野外监测体系,每日在繁殖高峰季沿固定样线进行巡查,精确记录首次观察到的交配和产羔行为。交配时间以雄性间持续争斗行为为标志,而产羔时间则通过母幼对的首现时间来推定,考虑到新生儿有7-10天的隐藏期。气象数据来自各研究区最近的气象站,包括温度、降水量、降雪天数和相对湿度等指标,并按生物学期(交配期5-11月,产羔期12-4月)进行整合分析。
关键技术方法包括:基于20余年野外监测的繁殖物候数据采集系统,涵盖五个核心栖息地的摩弗伦羊种群;广义线性混合模型(GLMM)统计分析框架,以研究区域作为随机效应,评估温度、降水、降雪和湿度对繁殖时间的影响;方差膨胀因子(VIF)多重共线性诊断确保预测变量独立性;基于AICc的模型选择方法确定最优解释模型;DHARMa包进行模型假设验证,包括离散度、零膨胀和残差均匀性检验。
研究结果揭示了一系列有趣的现象:
空间变异方面,不同栖息地的摩弗伦羊表现出明显的繁殖时间差异。最冷的坦格萨亚德地区(海拔2100-3100米)交配时间最晚,出现在12月上旬,而最暖的加米什卢地区(海拔1700-2800米)交配最早,始于11月27日至12月6日。产羔时间也呈现类似格局,加米什卢的产羔期(4月28日至5月初)明显早于坦格萨亚德(5月6-15日)。
温度驱动效应通过GLMM分析得到明确验证。模型比较显示,平均温度是影响繁殖物候的最强预测因子。5-11月期间温度每升高1°C,交配时间提前约0.8天;12-4月期间温度每升高1°C,产羔时间提前约1.4天。降水和降雪变量在模型中均未表现出显著效应。
局部变暖趋势在空间异质性分析中尤为明显。虽然整个扎格罗斯地区未检测到显著的繁殖物候整体变化,但局部尺度上,坦格萨亚德和加米什卢都经历了显著变暖。坦格萨亚德在1999-2024年间5-11月温度上升约1.7°C,伴随交配时间显著提前3-5天;而加米什卢尽管变暖更明显(R2=72.14%),但繁殖时间变化未达统计显著性。
研究结论与讨论部分强调,温度是驱动扎格罗斯摩弗伦羊繁殖物候变化的主导气候因子。这种物候响应与全球其他有蹄类研究一致,但响应强度存在种间差异。例如,摩弗伦羊每摄氏度温度上升导致的产羔提前(1.4天)与伊朗东部的乌rial羊(1.2-1.4天)相似,但弱于伊朗北部的马鹿(1.1-1.4天)。这种差异可能反映了物种特有的生态适应策略和当地环境条件的交互作用。
研究揭示了气候变暖可能引发的生态失配风险。尽管摩弗伦羊通过调整繁殖时间来应对气候变化,但快速变暖可能破坏繁殖事件与食物资源峰值可用性之间的同步性,尤其可能影响幼崽存活率和性别比例。对于已经面临栖息地丧失和盗猎压力的种群而言,这种额外压力可能威胁长期种群稳定性。
这项研究的重要意义在于首次提供了扎格罗斯摩弗伦羊繁殖物候对气候变化的定量响应证据,确立了繁殖物候作为环境变化生物指示器的价值。研究结果强调,保护策略需要关注气候韧性栖息地的识别和保护,建立生态廊道促进物种的气候驱动迁移。在当前全球变暖背景下,这项研究为山地有蹄类动物的适应性管理提供了科学基础,凸显了即使是大范围活动的大型哺乳动物也难以豁免于气候变化的影响。
然而,研究也指出未来需要关注种群长期趋势和年龄性别结构变化,这些 demographic 参数对于理解物种在环境变化下的持久性机制至关重要。将物候响应与种群动态相结合,才能制定出更加精准有效的保护策略,确保这一伊朗山地生态系统关键物种的长期存活。
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