平衡食物、热与捕食风险:非洲有蹄类的季节性与昼夜运动策略

《Ecology and Evolution》:Balancing Food, Heat and Predation Risk: Seasonal and Diel Movement Strategies of African Herbivores

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月18日 来源:Ecology and Evolution 2.6

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  理解大型有蹄类动物如何调整其运动模式以响应季节性环境变化,对于野生动物管理具有重要意义。研究人员调查了具有不同体型、消化系统和食性特化的同域非洲有蹄类动物如何在不同季节和昼夜周期中调整其运动。利用2014年至2016年间在博茨瓦纳奥卡万戈三角洲(Okavang

  
理解大型有蹄类动物如何调整其运动模式以响应季节性环境变化,对于野生动物管理具有重要意义。研究人员调查了具有不同体型、消化系统和食性特化的同域非洲有蹄类动物如何在不同季节和昼夜周期中调整其运动。利用2014年至2016年间在博茨瓦纳奥卡万戈三角洲(Okavango Delta)采集的16头平原斑马(Equus quagga;后肠发酵者)和8头狷羚(Damaliscus lunatus;反刍动物)的高分辨率GPS数据,研究人员量化了24小时活动范围大小、24小时位移距离,以及跨4小时时间块的位移距离和弯曲度(tortuosity),并评估了这些运动对季节、每日最高气温和植被绿度的响应。在雨季和早期洪水季节,斑马的24小时活动范围是狷羚的两倍,但在晚期洪水季节,24小时活动范围趋同。在早期洪水季节,斑马24小时内的移动距离是狷羚的两倍,而在雨季和晚期洪水季节,移动距离相似。在更细的时间尺度上,两个物种均表现出显著但随季节变化的昼夜运动模式。斑马的运动路径通常比狷羚更不弯曲,尽管种间差异在晚期洪水季节和正午时分有所减小。运动模式也随环境条件而变化:每日最高气温的升高与斑马比狷羚更强的运动减少相关,而植被生产力增加则与更大的24小时活动范围和更高的弯曲度相关,其中后者在斑马中响应更强。总体而言,研究人员的发现表明,斑马和狷羚之间的运动差异强烈依赖于背景环境,而非跨季节恒定。晚期洪水季节的运动趋同表明,季节性条件可以减少在其它情况下显著的种间运动差异。这些发现增进了对大型有蹄类动物对季节性环境变化响应的理解,并可能有助于预测物种对未来气候变化的特异性响应。
论文解读:非洲有蹄类在食物、热与捕食风险间的季节性和昼夜运动策略

在半干旱的非洲稀树草原,降雨驱动的季节性变化同时改变植被生产力和地表水资源分布,导致有蹄类动物在不同季节经历“空间约束”与“空间释放”的交替。旱季时,水源和高质量饲草局限,动物被迫集中在永久水源附近,同时捕食风险升高;雨季时,资源广泛分布,动物可分散活动。不同物种因消化系统(后肠发酵 vs 反刍)、体型和食物专化程度不同,其利用季节性资源的能力也存在差异。此外,高温热约束和夜间捕食风险促使动物调整昼夜活动节律。然而,关于同域共存、性状对比鲜明的有蹄类如何在季节和昼夜两个时间尺度上协调食物获取、热调节和捕食风险,仍缺乏详细的量化研究。为此,研究人员选取平原斑马(Equus quagga;后肠发酵者,约300–350 kg,泛食性)和狷羚(Damaliscus lunatus;反刍动物,约120–140 kg,专食性短草)作为对比物种,在博茨瓦纳奥卡万戈三角洲开展了GPS追踪研究,以检验种间运动差异是否随环境条件变化。

研究人员于2014–2016年在奥卡万戈三角洲东南部(包括莫雷米野生动物保护区和NG33/NG34管理区)捕获16头成年雌性斑马和8头成年雌性狷羚,佩戴GPS项圈,每5分钟记录一个定位点。根据降雨和洪水动态划分雨季(11–4月)、早期洪水季节(5–7月)和晚期洪水季节(8–10月),并获取每日最高气温和MODIS增强植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)。利用线性混合效应模型(Linear Mixed-effects Model, LMM)分别对24小时活动范围(以100%最小凸多边形(Minimum Convex Polygon, MCP)计算)、24小时位移距离、4小时时间块位移距离和弯曲度指数(1?直线位移/累积位移)进行建模,以个体为随机截距,通过AICc选择最优模型,并用Tukey校正进行事后比较。

3.1 24 h Ranges(24小时活动范围):斑马在雨季和早期洪水季节的24小时活动范围约为狷羚的两倍,但晚期洪水季节两者无显著差异;斑马在晚期洪水季节活动范围显著缩小,狷羚则在早期洪水季节最小。活动范围随EVI升高而增大;随最高温升高,斑马活动范围下降幅度显著大于狷羚。

3.2 24 h Displacement Distance(24小时位移距离):雨季和晚期洪水季节斑马与狷羚的24小时位移距离无显著差异,但在早期洪水季节斑马位移距离是狷羚的两倍。斑马在晚期洪水季节位移最小,狷羚在早期洪水季节位移最小。最高温升高对斑马位移的抑制强于狷羚。

3.3 Four-Hourly Displacement Distance(4小时位移距离):两物种的4小时位移距离均呈现明显的昼夜节律,但模式随季节变化。狷羚在黎明活动最强,雨季和晚期洪水季节在黄昏有第二高峰;斑马在雨季和晚期洪水季节以黄昏活动最强,早期洪水季节以黎明最强。夜间活动较低。早期洪水季节斑马在多数时间块位移大于狷羚,晚期洪水季节差异局限于深夜。温度升高对斑马的负效应更强,EVI升高对斑马的正效应更强。

3.4 Tortuosity(弯曲度):狷羚运动路径比斑马更弯曲,尤其在雨季和早期洪水季节的晨昏及夜间;晚期洪水季节种间差异缩小,正午无差异。弯曲度随最高温和EVI升高而增加,但最高温对狷羚的作用更强,EVI对斑马的作用更强。

讨论与结论:本研究表明,斑马和狷羚的运动策略是环境依赖的,而非固定不变。雨季和早期洪水季节的资源丰富期,斑马利用更大的空间范围并移动更远,符合其通过高摄入量补偿低消化效率的后肠发酵策略;狷羚则依赖高质量草斑块,活动范围小且路径更弯曲。晚期洪水季节,洪水消退使优质牧草和稳定水源集中于永久河道,资源空间格局压缩,两物种的活动范围、位移和弯曲度差异均显著减小,出现运动策略趋同。温度响应方面,斑马对高温更敏感,但其热敏感性不能仅由消化类型或体型预测,表明热调节机制存在物种特异性。昼夜活动节律上,两物种均减少正午和夜间活动,而在凉爽的黎明和黄昏增加活动,这可能反映了热约束、食物获取和捕食风险之间的权衡(但捕食风险未直接量化)。研究人员指出,未来研究应结合更细致的地表水动态、栖息地特征和生理测量,以更好区分机制。研究结论:总体而言,斑马和狷羚之间的运动差异强烈依赖于环境背景而非跨季节恒定;晚期洪水季节的运动趋同表明季节性资源约束可削弱显著的种间差异。这些发现加深了对大型有蹄类应对季节性环境变化的行为可塑性理解,有助于预测不同物种对未来气候变暖和干旱化加剧的响应,为野生动物保护和管理提供科学依据。
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