立陶宛野生哺乳动物路杀物种丰富度与多样性的长期变化(2002–2025)

《Diversity》:Long-Term Changes in Richness and Diversity of Wild Mammal Roadkill

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月28日 来源:Diversity 2.1

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  中文摘要翻译 研究人员通过分析立陶宛2002年至2025年间官方记录的野生动物–车辆碰撞数据,评估了野生哺乳动物路杀物种丰富度与多样性的时间变化。研究人员基于物种频次矩阵计算了年度分类单元丰富度、对丰度敏感的多样性以及群落组成。为校正年度样本量的显著差异,研究

  
中文摘要翻译 研究人员通过分析立陶宛2002年至2025年间官方记录的野生动物–车辆碰撞数据,评估了野生哺乳动物路杀物种丰富度与多样性的时间变化。研究人员基于物种频次矩阵计算了年度分类单元丰富度、对丰度敏感的多样性以及群落组成。为校正年度样本量的显著差异,研究人员采用基于个体的稀疏法(individual-based rarefaction)将多样性标准化至218个登记个体,并运用希尔数(Hill numbers,q = 0、1和2)进行量化。观测到的丰富度从2002年的7个分类单元增加至2023年的18个,登记个体数量亦显著上升,尤其在2013年之后增幅明显。稀疏化后的丰富度同样呈现显著的积极时间趋势,表明记录丰富度的上升并非仅由样本量扩大所致。相比之下,稀疏化后的香农多样性(Shannon diversity)和逆辛普森多样性(inverse Simpson diversity)呈下降趋势,表明少数丰度较高的分类单元的主导地位日益增强。狍(Capreolus capreolus)记录的比例从2002–2009年的72.1%上升至2018–2025年的83.7%,对时间尺度上的群落重构贡献显著。这些结果揭示了记录的野生哺乳动物路杀集合在长期内的变化,同时强调了在解读行政路杀数据时需考虑报告与检测过程的影响。

论文解读

一、研究背景与问题

道路是陆生脊椎动物的重要致死来源,能够通过选择性移除不同体型、运动行为、栖息地利用和季节性活动特征的物种而改变野生动物群落。路杀记录不仅是死亡率指标,在物种层面收集时还能揭示物种丰富度和群落组成在景观与时间尺度上的格局,尤其在长期监测中具有独特价值。然而,路杀多样性并非野生动物群落的直接度量,观测到的集合同时反映生态过程和观测相关因素,包括年均日交通量(AADT)、限速、道路设计、周边土地利用、物种丰度与运动特征,以及尸体存留时间、食腐动物清除、天气、调查频率和观察者行为等检测相关因素。行政/警方碰撞记录作为一种特殊的野生动物–车辆碰撞(WVC)数据类型,来源于警方、道路管理部门或养护人员的常规报告,而非系统的生态调查或公民科学观测。此类记录虽能提供广泛的空间覆盖和相对标准化的信息,但可能低估总的野生动物死亡率,其可靠性亦受报告实践、空间精度和物种鉴定误差的影响。
在立陶宛,专业生物记录与官方警方数据的全国性比较显示,专业监测识别出的哺乳动物物种数显著更多:全国范围内为29种对17种,在A14公路的密切监测路段上为18种对8种。官方记录严重偏向大型有蹄类动物,而专业调查捕获了更广泛的物种范围。此前立陶宛城市区域2007至2022年的研究记录了40种哺乳动物,揭示了野生与家养动物比例的显著时间变化以及狍主导地位的增强,但尚无研究使用2022年以后的数据。在此背景下,本研究利用立陶宛警方碰撞登记系统中2002至2025年共24年的66,717条脊椎动物路杀记录,重点考察哺乳动物路杀多样性、物种丰富度和群落组成的时间变化,并区分记录多样性变化与野生动物种群或道路暴露变化之间的差异。

二、研究设计与方法

研究人员使用立陶宛警方登记的野生动物–车辆碰撞记录作为唯一数据来源,未补充系统尸体搜索、专业生物调查、公民科学观测、狩猎记录等独立数据。所有记录经分类学标准化处理,物种级鉴定不可用时保留属级和科级记录。碰撞位置通过坐标直接地理配准(占42.86%)、基于道路编号和距离的线性参考(占54.06%)以及地址地理编码(占0.54%)确定。分析基于年度分类单元×年份频次矩阵,计算年度登记个体数、分类单元丰富度、相对频率和优势度,采用线性回归评估时间趋势。多样性采用希尔数框架量化q = 0(分类单元丰富度)、q = 1(指数香农多样性)和q = 2(逆辛普森多样性),并通过基于个体的稀疏法标准化至218个个体的共同样本量(对应2002年最小年度样本量),计算95%置信区间。三个时间段(2002–2009、2010–2017、2018–2025)的比例组成差异采用χ2独立性检验和标准化残差分析,效应量以Cramér's V衡量。群落组成采用布雷–柯蒂斯相异度(Bray–Curtis dissimilarities),时间段的差异通过置换多元方差分析(PERMANOVA,9999次置换)检验,多元离散度同质性以PERMDISP评估。分析在R和PAST 5.3软件中完成,分别使用vegan和iNEXT包。

三、研究结果

3.1 物种特异性时间动态
四种代表性哺乳动物的路杀登记数量呈现不同时间格局。马鹿(Cervus elaphus)从研究初期每年不足10只增至2021年后每年超过100只,2024年达156只、2025年达170只。欧洲野兔(L. europaeus)轨迹波动较大,2009–2012年处于低水平后回升,2024年达118只、2025年达113只。貉(N. procyonoides)在2014年后显著增加,2023年记录45只,2024和2025年均达57只。狗獾(M. meles)登记数量高度集中于研究后期,2023年62只、2024年80只、2025年100只。狍(C. capreolus)在整个研究期间为记录最多的物种,2013年后年记录显著增加,2023–2024年超过5000只,2025年超过6000只。驼鹿(A. alces)和野猪(S. scrofa)总体呈上升趋势但年际波动较大。多个物种在早期年份登记极少或为零,后期记录增多,包括貉、黇鹿(D. dama)、狼(C. lupus)、艾鼬(M. putorius)、浣熊(P. lotor)和猞猁(L. lynx)。整个研究期少于10条记录的物种包括Martes属(5条)、水獭(L. lutra,7条)、美洲水貂(N. vison,1条)和欧亚红松鼠(S. vulgaris,1条)。
3.2 路杀野生哺乳动物丰富度与多样性的时间动态
观测到的年度丰富度从2002年的7个分类单元增至2025年的17个,2023年达到最大值18个,呈现显著正向时间趋势(斜率 = 0.452分类单元/年,R2 = 0.876,p < 0.001)。登记个体数从早期每年不足300条增至2023–2025年超过6000条,2013年后增长尤为显著。与丰富度增加相反,辛普森优势度从2002年的0.499升至2025年的0.720,2020年峰值达0.741;香农多样性从1.076降至0.740,2020年最低为0.662。基于个体稀疏化至218条记录的标准化分析显示,稀疏化丰富度仍呈显著上升趋势(斜率 = 0.103分类单元/年,R2 = 0.678,p < 0.001),从2002年的7.0增至2025年的8.9,表明丰富度增加不能仅归因于样本量扩大。然而,稀疏化香农多样性显著下降(斜率 = ?0.037/年,R2 = 0.752,p < 0.001),从2.93降至2.06;稀疏化逆辛普森多样性下降更为明显(斜率 = ?0.028/年,R2 = 0.828,p < 0.001),从2.00降至1.40。最低的q = 1和q = 2值出现在2020年(分别为1.89和1.35),随后略有恢复。
3.3 群落组成的时间变化
狍在所有警方登记野生哺乳动物碰撞记录中的比例从2002–2009年的72.1%升至2010–2017年的76.2%,再升至2018–2025年的83.7%。同期野猪比例从12.9%降至8.5%再降至3.2%;驼鹿比例从7.4%升至9.8%后降至5.5%;马鹿比例逐步上升,欧洲野兔比例下降。三个时期的主导分类单元比例组成差异显著(χ2 = 1610.72,df = 10,p < 0.001;Cramér's V = 0.120),标准化残差显示最大偏差来自最终时期狍的增多和野猪的减少。基于全部19个野生哺乳动物分类单元的布雷–柯蒂斯PERMANOVA显示三个时期群落组成差异显著(伪F2,21 = 35,597,R2 = 0.774,p = 0.0001),但PERMDISP显示多元离散度在时期间存在显著差异(F2,21 = 4.45,p = 0.043),2018–2025时期的组成离散度低于前两个时期。

四、讨论与结论

研究结果部分支持假设H1:观测丰富度和标准化丰富度均增加,表明记录的路杀集合发生了时间变化,但不一定反映景观尺度的哺乳动物丰富度变化。假设H2得到明确支持:丰度敏感多样性和均匀度在标准化前后均下降,优势度上升,q = 0增加而q = 1和q = 2下降表明新记录分类单元通常不常见,而少数丰度较高的分类单元日益主导集合,丰富度增加并未带来更高的整体多样性或均匀度。假设H3得到支持:时间尺度上的群落重构不成比例地与少数广布种的变化相关。狍在立陶宛数据集中的主导地位具有区域和监测情境依赖性,不应被解读为物种脆弱性的普遍模式。警方登记的路杀数据应被视作行政监测记录而非标准化生态采样数据,其变化可能反映报告强度、制度程序、交通暴露、尸体存留和物种特异性可检测性。稀疏化能减少样本量不等的影响,但无法校正检测或报告概率的变化。未来研究应将警方记录与年均日交通量、种群或占用估计、标准化尸体调查以及检测和尸体存留数据相结合,以进一步量化报告偏差并区分观测变化与野生动物暴露、死亡率和种群状态的变化。
研究结论:立陶宛24年警方登记数据集揭示了道路上死亡的野生哺乳动物记录集合随时间的显著变化。分类单元丰富度从2002年的7个增至2023年的18个,标准化后仍显著较高。相比之下,丰度敏感多样性下降、优势度上升,主要由狍代表性增强驱动。群落组成亦发生显著变化,尤其体现在狍的增多和野猪的减少。这些发现证明了长期警方记录在检测记录路杀集合变化方面的价值,但也强调报告和检测过程限制了其作为野生动物种群趋势直接指标的使用。从实践角度看,识别登记野生动物–车辆碰撞的空间分布有助于确定需要进一步评估和潜在针对性缓解的路段,但需考虑报告力度和物种可检测性的空间差异。将行政记录与标准化实地调查和持续监测相结合,有助于验证碰撞热点、指导缓解措施的选择并评估其长期有效性。
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