玩火:狼对活跃野火、火线与烟雾的精细尺度行为响应及风险—收益权衡

《Journal of Animal Ecology》:Playing with fire: Wolf response to active wildfires, fire fronts and smoke

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月02日 来源:Journal of Animal Ecology? 3.7

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  野火(wildfires)是易火生态系统中的关键自然干扰,但随着全球火动态(fire regimes)加剧,其对野生动物的影响日益显著。尽管已有大量研究考察动物对火后景观的响应,但对动物如何响应正在燃烧的火灾仍知之甚少。火灾常触发回避行为,但捕食者(preda

  
野火(wildfires)是易火生态系统中的关键自然干扰,但随着全球火动态(fire regimes)加剧,其对野生动物的影响日益显著。尽管已有大量研究考察动物对火后景观的响应,但对动物如何响应正在燃烧的火灾仍知之甚少。火灾常触发回避行为,但捕食者(predators)可能受益于火灾相关的捕猎机会。据研究人员所知,本文呈现首批明确考察大型食肉动物(large carnivore)对活跃燃烧野火的精细尺度行为响应的研究之一,检验捕食者是否在这些动态干扰相关的潜在风险与收益之间进行权衡。研究人员使用整合步选择分析(integrated step selection analysis,iSSA),评估狼(wolves)在北美洲北方森林(boreal forest)中对活跃火灾(active fires;包括有焰燃烧或阴燃燃烧的燃烧区域,以及近期熄灭的过火区)、火线(fire fronts;有焰燃烧区域)和烟雾(smoke)的响应。研究人员提出:(i)狼是选择还是回避活跃火灾、火线或烟雾,或是否因这些干扰而改变其移动速率?(ii)活跃火灾、火线或烟雾是否改变狼对栖息地的选择?狼选择活跃火灾附近区域,尤其是持续时间更长的活跃火灾附近区域,但回避火线,可能是在风险回避与火灾相关捕食机会之间进行权衡。此外,狼改变栖息地利用方式以抵消火灾相关风险,包括在烟雾更浓的条件下移动更快,并在活跃火灾附近和烟雾区域选择水域(water)和多边形人为干扰(polygonal anthropogenic disturbances)。研究人员关于野火期间捕食者行为的新发现突出了捕食机会与风险回避之间的细微关系,对火灾严重程度、频率和规模不断增加的易火地区中的捕食者-猎物动态(predator–prey dynamics)具有重要意义。
论文解读:狼对活跃野火、火线和烟雾的行为响应及风险—收益权衡

研究背景方面,野火是易火生态系统的关键自然干扰,但全球火动态(fire regimes)因气候变化和人类土地利用而加剧,火规模、严重度和频率增加,对野生动物影响日益显著。已有大量研究比较动物在火前与火后条件下的分布、栖息地选择、移动、活动、互作、丰度和多样性,但对火灾事件本身期间动物如何反应仍存在明显知识空白。火灾直接威胁动物生存, flames、热量和烟雾吸入可导致严重烧伤、呼吸损伤、高热或死亡,烟雾颗粒和化学刺激物还可造成急性或慢性呼吸与心血管影响。许多物种会因烟雾等火刺激触发逃离或寻找避难所行为,一些捕食者却可利用火灾捕猎逃离或暴露的猎物。狼(Canis lupus)是温带和北方森林(boreal forest)的顶级捕食者,生活在易火景观中;Ballard et al. 记录两个狼群不成比例地使用新烧区域,Lino et al. 发现雌狼将幼崽移离巢穴附近火灾,且火致狼死亡报道很少。然而,狼对活跃火灾(active fires)、火线(fire fronts)和烟雾(smoke)的响应未知。研究人员旨在检验狼是否在火灾相关风险与潜在捕猎收益之间权衡,提出问题:狼是否选择或回避活跃火灾、火线或烟雾,或改变移动速率?这些干扰是否改变狼的栖息地选择?

研究人员在加拿大不列颠哥伦比亚东北部北方森林开展研究,使用整合步选择分析(integrated step selection analysis,iSSA)评估狼对燃烧野火的响应,得出狼选择活跃火灾附近、尤其持续时间更长和更大的火灾附近,但回避火线,并在烟雾更浓时移动更快;狼还改变栖息地利用以抵消火灾相关风险。该研究据研究人员所知首次明确检验大型捕食者对活跃火灾、火线和烟雾的行为改变,揭示捕食机会与风险回避之间的细微关系,对火动态加剧地区的捕食者-猎物动态(predator–prey dynamics)具有重要意义。

关键技术方法方面(不超过250字):研究地点为加拿大不列颠哥伦比亚东北部、Fort Nelson First Nation传统领地,2023和2024年发生大面积火烧。样本队列来源为29只狼、来自16个狼群,2小时定位,2023年14,469个位置,2024年30,047个位置。活跃火灾和火线用可见红外成像辐射仪套件(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite,VIIRS;375 m)和中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS;1 km)每日两次火点检测,经火灾信息资源管理系统(Fire Information for Resource Management System,FIRMS)获得,并结合BC Wildfire Service火烧多边形;活跃火灾用alpha shapes构建,火线用1–7天检测,最优为3天。烟雾用Sentinel-5P吸收性气溶胶指数(absorbing aerosol index)。用iSSA生成10个随机步,amt包建模,glmmTMB拟合混合效应Poisson模型,以Akaike信息准则(Akaike's information criterion,AIC)选择模型,个体ID嵌套狼群ID作随机效应。

结果部分,研究人员监测29只狼(雌13、雄16)来自16个狼群,最优模型为包含火灾与栖息地交互的“Fire X Habitat”模型。狼移动表现为较长步长和方向持续性。

3.1 狼对活跃火灾、火线和烟雾的响应:通过iSSA,狼选择更靠近活跃火灾的区域(β=-0.184±0.033),且对持续时间更长(β=-0.08±0.025)或更大(β=-0.042±0.024)的活跃火灾选择更强;当靠近活跃火灾时狼移动更快(β=-0.012±0.006)。狼回避火线附近区域(3天间隔,β=0.377±0.131),降雨不影响火线选择;靠近火线时狼有更快移动趋势(β=-0.028±0.015)。狼不选择也不回避烟雾(β=-0.022±0.063),但在烟雾更浓条件下移动更快(β=0.013±0.006)。火线回避在靠近活跃火灾或在烟雾更浓时减弱;烟雾不影响狼对活跃火灾的选择。

3.2 火灾对狼栖息地特征选择的影响:含火灾-栖息地交互的模型比不含交互模型更受支持。狼选择靠近宽线性特征(β=-0.184±0.019)和窄线性特征(β=-0.046±0.014)。窄线性特征选择在活跃火灾附近下降,但不随火线距离或烟雾变化;宽线性特征选择在靠近火线时下降,但不受活跃火灾距离或烟雾影响。狼选择多边形干扰附近区域(β=-0.089±0.018),且在活跃火灾附近和烟雾更浓时选择更强;火线距离不影响该选择。狼选择较高比例开放湿地(β=0.153±0.024),回避树栖湿地(β=-0.128±0.026);开放湿地选择在远离活跃火灾和火线时更强;树栖泥炭地选择在远离火线时更强,但不受活跃火灾距离影响;烟雾不影响开放和树栖湿地选择。狼选择靠近水(β=-0.403±0.019),在活跃火灾附近、火线附近和烟雾更浓时选择更强。狼选择较低海拔(β=-1.01±0.224),对较高海拔选择下降在靠近活跃火灾时减弱;火线距离和烟雾不影响海拔选择。狼对历史火烧有弱选择趋势,且其对历史火烧距离的选择随与活跃火灾和火线距离变化,烟雾无影响。

讨论部分总结:讨论认为,狼选择活跃火灾附近可能是在利用火灾相关捕猎机会,同时通过回避火线、在烟雾更浓时加快移动来降低风险。火灾可清除植被、限制或引导猎物移动、使猎物集中于未燃避难区或增加猎物脆弱性,从而提高捕猎效率;火线代表最具危险性的火灾组分,而活跃火灾多边形还包括阴燃和近期熄灭区域,风险较低,狼对持续时间更长火灾选择更强可能反映风险随时间下降。烟雾未引发明显选择或回避,但改变移动速率,可能涉及猎物气味、可见性或呼吸压力。栖息地选择呈情境依赖:靠近火或烟雾时狼更强选择水作为逃避栖息地;湿地未增强选择,可能因干旱降低泥炭湿地作为火避难所的效果。宽线性特征继续支持移动,但靠近火线时选择下降;多边形干扰在火附近和烟雾中选择更强;历史火烧可能提供一定风险规避益处。局限包括卫星不能连续监测火灾、云烟遮挡、泥炭火检测较差、烟雾指数难以反映精细烟雾动态,且研究未直接检验风险规避和捕猎机会,也无火致死亡记录。

结论翻译:据研究人员所知,本研究首次明确检验大型捕食者如何改变行为以响应活跃火灾、火线和烟雾。由于狼选择活跃火灾,研究人员将此行为解释为由火灾改变猎物行为或脆弱性驱动的机会性捕猎。尽管需要进一步研究检验这一解释,但研究人员的发现表明狼在火灾事件期间获益。如果狼利用活跃火灾捕猎,火灾可能提高对猎物种群(如caribou)的捕食率。火灾介导的短期猎物脆弱性增加可能与其他限制因素和长期火灾效应(如caribou地衣可利用性降低)相互作用,进一步加剧种群下降,尤其是在捕食已经是下降的主要近因机制的地方。保护规划应考虑火灾在捕食者-猎物动态中的作用,尤其是在受威胁猎物种群与加剧的火动态重叠的地方,并将火灾介导的捕食者空间利用和猎物脆弱性变化纳入管理策略。鉴于全球火动态加剧,野火将日益塑造捕食者-猎物动态,加剧对受威胁猎物的压力,并需要更好地理解物种对火灾的响应以实现有效管理。
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