基于加拿大西部山地户外游憩干扰与敏感物种栖息地空间重叠的评估及灰熊(Ursos arctos)响应研究

《Biological Conservation》:Managing recreation and wildlife: Assessing humandisturbance on sensitive species in western Canada

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月05日 来源:Biological Conservation 5.1

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  户外游憩(outdoor recreation)正蓬勃发展,越来越多的人在自然空间中开展游憩活动,参与的活动类型也比以往更加多样。户外游憩经济对美国国内生产总值的贡献达4540亿美元,2021年同比增长19%,而美国整体经济年增长率仅为6%。除经济指标显示快速

  
户外游憩(outdoor recreation)正蓬勃发展,越来越多的人在自然空间中开展游憩活动,参与的活动类型也比以往更加多样。户外游憩经济对美国国内生产总值的贡献达4540亿美元,2021年同比增长19%,而美国整体经济年增长率仅为6%。除经济指标显示快速增长与自然型户外游憩的重要性外,在自然环境中度过时间可直接并积极地影响人类的生理、心理、社会与情感健康。COVID-19疫情凸显了人们户外活动并与自然建立联系的需求,也凸显了纠正由此产生的生态影响的需求。户外游憩是公认的野生动物威胁。对149个国家2000个保护区的综述显示,游憩活动对野生动物的干扰是第二常见的威胁。在北美,户外游憩是受威胁物种的第四大威胁。游憩活动对野生动物的威胁既包括直接影响,例如游憩者与灰熊(Ursos arctos)发生致死性冲突后造成的人为死亡,也包括间接影响,例如游憩者引起的移动速率下降,或避开游憩热点,从而限制资源获取,并可能对物种适合度与种群动态产生影响。对于受威胁的南方山地驯鹿(Rangifer tarandus caribou),研究发现,在COVID相关的直升机辅助荒野滑雪(即直升机滑雪)暂停期间,滑雪人日数较上一冬季下降84%,驯鹿家域面积随之增加80–120%。游憩的累积效应已被证明会降低驯鹿的存活率、种群生存力与持续性。已有研究发现,野生动物对游憩的响应具有情境特异性,并随物种、季节、地点、游憩类型以及时间和空间尺度而变化。令人惊讶的是,一些野生动物甚至对极低水平的游憩也会产生响应。例如,狼獾(Gulo gulo)在美国为受威胁物种、在加拿大为特别关注物种,在加拿大西部每两周仅有3组冬季游憩者时即表现出行为改变。对于灰熊,游憩的"影响区域"延伸至距步道1.8 km处。游憩类型也是影响野生动物对干扰响应的重要因素。斯堪的纳维亚滑雪者与雪地摩托者的实验方法显示,驯鹿(Rangifer tarandus tarandus)对非机动活动的移动持续时间和距离长于对机动活动的响应。在加拿大西部,与徒步和骑马等非机动活动相比,山地自行车和机动车辆(如越野车)的使用引起了一系列陆生物种更强的回避响应。分布范围广、繁殖缓慢且密度低的物种,如驯鹿、狼獾和灰熊,具有重要的文化与生态价值。各级政府负有保护野生动物和/或其栖息地的法律义务。游憩与土地利用规划对于缓解人类对野生动物和生态系统的累积影响至关重要,并在预防和应对使用者冲突与紧急情况(如搜救)方面发挥重要作用。然而,关于游憩在景观上发生的地点、时间、方式及数量,仍存在知识缺口。游憩数据与研究往往局限于较小的时空范围、单一活动以及保护区内部。历史上,游憩数据由集中化的政府数据库管理,并通过传统监测方法(如红外计数器或许可数量)收集,以确定活动强度(如计数)和类型。然而,地理参照和用户创建内容(即自愿地理信息;VGI)的出现,来自社交媒体(如Twitter)和健身应用(如Strava)的数据已成为补充传统数据来源的新的灵活数据源。用户创建的VGI数据可在跨越管辖边界的精细时空范围与分辨率上获取。虽然VGI数据填补了空白,但来源的激增也导致游憩数据的分散化,给希望利用这一丰富空间明确观测数据来源的研究人员带来挑战。此外,VGI数据很少用于对大规模景观管理与规划有意义的空间尺度,部分原因是缺乏获取途径、识别最相关数据集所需的资源以及数据处理。本研究聚焦于加拿大西部山区,该地区是敏感且具有重要文化意义的哺乳动物的家园,也是全季节机动与非机动户外游憩的中心,并且是全国向人类提供自然惠益的热点。研究人员在两个空间尺度上探讨了三个研究问题:1)对于整个研究区,使用已发表数据(狼獾、驯鹿)与新贡献数据(灰熊)的混合,重要的游憩区与野生动物栖息地在季节上何处共现;2)这些共现区域在不同空间尺度上如何不同?对于研究区的一个子集,研究人员提出第3个问题:3)以灰熊为焦点物种,种群水平对不同游憩代理指标的响应是什么?研究人员还创建了一个在线交互式地图查看器,提供免费且无技术障碍的访问。总体而言,本研究通过突出游憩与野生动物在大空间范围上重叠的区域,填补了知识缺口。
研究背景方面,户外游憩活动快速增长,其对野生动物的干扰已成为全球保护区的第二常见威胁、北美受威胁物种的第四大威胁。游憩对野生动物既有直接影响(如人熊冲突导致的灰熊死亡),也有间接影响(如移动速率下降、回避游憩热点导致资源获取受限)。已有研究表明,野生动物对游憩的响应具有情境特异性,随物种、季节、地点、游憩类型和时空尺度而变化,且部分物种对极低水平游憩亦有响应。驯鹿、狼獾和灰熊等分布广、繁殖慢、密度低的物种具有重要文化与生态价值,各级政府负有保护义务。然而,游憩数据与研究多局限于小时空范围、单一活动和保护区内部,关于游憩在景观上何处、何时、如何及以何种数量发生仍存在知识缺口;自愿地理信息(VGI)数据虽填补了部分空白,但其分散化及在大尺度管理中的应用不足构成挑战。因此,研究人员在加拿大西部63,000 km2山区开展研究,以填补游憩与野生动物大尺度空间重叠的知识缺口。
研究人员在加拿大西部阿尔伯塔省与不列颠哥伦比亚省东部山区,整合已发表的驯鹿与狼獾栖息地模型及新构建的灰熊栖息地模型,与机动及非机动游憩强度模型进行空间重叠分析,并在灰熊案例研究中评估其对游憩的种群水平响应。结论显示:驯鹿、狼獾和灰熊在高游憩强度区域存在高度空间重叠;所有物种均回避次级道路,提示栖息地连通性可能受损、移动模式可能改变;灰熊选择回避高强度游憩区,且响应具有季节依赖性;大尺度游憩制图可识别冲突缓解与共存导向土地利用规划的优先区域;交互式地图查看器提供了无技术障碍的免费结果获取途径。其意义在于为多物种风险管理、游憩与土地利用规划及共存政策提供了大尺度空间依据。
关键技术方法方面:研究人员采用资源选择函数(RSF)与广义线性混合效应模型(GLMM)对驯鹿(基于56只个体GPS项圈数据)和灰熊(基于118只个体VHF与GPS项圈数据)进行季节性栖息地建模,采用距离加权平均整合四个已发表模型构建狼獾栖息地适宜性集成模型;采用整合物种分布模型(iSDM)结合Strava Metro、航空调查、步道计数器与步道相机数据预测游憩强度;通过加权相关分析与前30%阈值重叠面积计算评估共现;采用k折交叉验证与独立相机陷阱数据验证模型;数据来源为加拿大西部研究区,灰熊案例研究数据来自研究区东北部Ghost公共土地利用区。
研究结果方面:灰熊栖息地建模显示,雌雄两性及所有季节的顶级模型均包含森林、灌丛与草地、距水距离和步道密度等变量,灰熊对各项协变量呈现季节与性别特异性响应,雌性在春季和夏季回避高步道密度区域而在秋季选择此类区域,雄性则相反;两性均回避高密度次级道路而选择高密度初级道路;k折验证的Spearman秩相关值雄性春季、夏季、秋季分别为0.90、0.49、0.58,雌性分别为0.66、0.92、0.61,相机陷阱影像频率随RSF分箱升高而单调增加。野生动物—游憩共现分析显示,相关关系随物种与季节变化;驯鹿与狼獾栖息地同非机动游憩的相关性多为负;驯鹿与高强度游憩重叠比例在晚冬机动游憩时最高(33.51%),在产仔期非机动游憩时最低(1.72%);狼獾与高强度机动游憩重叠比例在晚冬最高(25.96%)、早冬最低(9.11%);灰熊最低重叠出现在夏季非机动游憩(8.59%);多物种共现中驯鹿与狼獾在晚冬高质量栖息地共现比例最高(33.30%),驯鹿与灰熊在春季最低(8.38%),多物种与高强度游憩重叠均低于8%。灰熊响应案例研究显示,各季节最佳模型均包含非机动游憩强度的二次项,灰熊选择中等强度游憩区域而回避高强度游憩区域,并回避高步道密度(夏、秋)及高初级道路密度(夏季)区域,k折验证Spearman秩相关值春季、夏季、秋季分别为0.18、0.86、?0.07。
讨论部分总结:几乎所有自然环境都受到人类影响,包括通过户外游憩。本研究在大空间尺度上识别了游憩与敏感物种栖息地共现的优先区域,为冲突缓解与共存导向的土地利用规划提供了依据;交互式地图查看器降低了成果获取的技术门槛。研究结论为:驯鹿、狼獾和灰熊在高游憩强度区域存在高度空间重叠;所有物种均回避次级道路,表明栖息地连通性可能受损且移动模式可能改变;灰熊选择回避高强度游憩区域,且响应具有季节依赖性;大尺度游憩制图可识别冲突缓解与共存导向土地利用规划的优先区域;研究人员创建了交互式地图查看器,提供免费且无技术障碍的结果获取途径。
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