《Ecosphere》:Habitat selection of Meriones hurrianae in the Thar Desert: Integrating land cover, shrubs, and predators
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理解本地物种栖息地选择的生态与人为驱动因素对生物多样性保护至关重要,尤其在经历快速土地利用变化的干旱生态系统中。研究人员调查了塔尔沙漠中印度地鼠(Indian desert gerbil)的洞穴密度与出现情况。混合数据因子分析(factor analysis
理解本地物种栖息地选择的生态与人为驱动因素对生物多样性保护至关重要,尤其在经历快速土地利用变化的干旱生态系统中。研究人员调查了塔尔沙漠中印度地鼠(Indian desert gerbil)的洞穴密度与出现情况。混合数据因子分析(factor analysis of mixed data,FAMD)与赤池信息准则(Akaike information criterion,AIC)表明,该啮齿动物的栖息地利用由土地覆被、提供食物与庇护的本地灌木可用性以及捕食者存在共同塑造。放牧活动与洞穴密度呈正相关,但对地鼠出现无显著影响。零膨胀泊松(zero-inflated Poisson,ZIP)模型与资源选择函数(resource selection function,RSF)显示,地鼠强烈关联混合植被土地覆被、灌木林地与生有原生植被的农业用地。与预期相反,捕食者存在与洞穴密度及地鼠出现均呈正相关,这很可能反映地鼠作为沙漠捕食者关键猎物的重要性,以及本地动物区系在残存可行栖息斑块中的空间受限。上述发现强调在转型景观中优先保护破碎栖息地与原生植被。该研究认定印度地鼠为退化塔尔沙漠景观中适宜栖息地的潜在指示物种,并凸显选择与建模恰当地面协变量以识别干地生态系统中塑造物种分布的关键生态互作的意义。
研究背景与问题提出
塔尔沙漠约占印度干旱土地的60%,支撑着丰富的旱生适应动物区系,其中啮齿类在多样性与数量上占优势。印度地鼠是该沙漠最丰富的啮齿物种,作为初级消费者与关键猎物在种子传播、土壤通气等方面提供生态系统服务。过去数十年,西部拉贾斯坦约70%土地转为农田,牲畜数量大幅增长,导致栖息地退化与破碎化,多种本地物种衰退。既有研究多关注种群丰度与洞穴特征随放牧梯度的变化,忽视原生植被可用性与捕食者存在等生物与非生物变量,且缺乏定量栖息地适宜性模型。因此,以印度地鼠为焦点种,量化其对土地利用/土地覆被(LU/LC)变化的响应具有明确保护意义。
研究概述与发表信息
研究人员于2021—2023年季风与后季风季在印度拉贾斯坦斋萨尔梅尔区约650 km2塔尔沙漠样带开展野外调查,结合零膨胀泊松(ZIP)模型与资源选择函数(RSF)分析洞穴密度与出现概率,论文发表于《Ecosphere》。核心结论是:地鼠栖息地利用由土地覆被、提供食物与庇护的本地灌木(FSPS)及捕食者存在共同结构;最强关联生境为混合植被(MV)、生有原生植被的农业用地(ALV)与灌木林地(SL);放牧提升洞穴密度但不决定占据;捕食者存在与地鼠分布正相关,反映捕食者跟踪猎物及残存斑块的空间压缩;该鼠可作为退化景观中适宜栖息地的指示物种。
主要技术方法概括
研究人员在约650 km2研究区用4×4 km渔网网格生成采样多边形,按面积布设500 m样线并在每样线分5点设20×20 m样方,于2021年(排除2022—2023年暴雨淹洞年份)记录洞穴开口数、LU/LC、FSPS、捕食者痕迹与放牧证据。变量筛选采用混合数据因子分析(FAMD)处理连续与分类变量共线;洞穴计数因零值过多用ZIP模型(pscl包)分结构零与泊松计数两部分拟合;出现概率用基于逻辑回归的RSF,经逐步AIC选模,按70%训练/30%测试计算灵敏度、特异度与ROC曲线下面积(AUC)。样本队列为717个调查样方中的2021年子集。
研究结果
估计地鼠洞穴丰度:FAMD显示LU与LC高度共线,故分建“LC+FSPS+捕食者+放牧”模型。ZIP结果表明MV中洞穴密度最高,依次为SL、ALV;BLV、AL、GL较低。有FSPS、捕食者、放牧并存时MV密度达17.89±5.87,无此三者时BLV仅2.96±2.28。放牧在ZIP中对洞穴计数显著为正(β=0.16, p<0.001)。
估计地鼠出现概率:RSF从117个候选模中选ΔAIC<2的两模,优选不含放牧的简模(AUC=0.73,灵敏度0.64,特异度0.74)。ALV出现概率最高,次为MV、SL;BLV最低。FSPS(β≈1.39, p<0.001)与捕食者(β=0.83, p=0.003)显著正关联出现;放牧系数不显著(β=-0.14, p=0.577)。
精度与预测力:两RSF模性能相近,简模因简约性被采纳,表明LC、FSPS与捕食者足以解释分布。
讨论部分总结
生境偏好上,MV(原生灌木+草籽镶嵌)、ALV(作物+保留植被)、SL(灌木庇护)耦合觅食与避难,与澳洲沙漠鼠类利用火烧后斑驳景观一致。AL虽洞穴密度低于FCV与GL,但出现概率较高,因作物近源减 foraging 距离;GL灌木少促多洞口避险。FSPS如Capparis decidua、Haloxylon salicornicum、Ziziphus nummularia提供热缓冲、庇护与营养,对地鼠至关重要。放牧通过削减多年生草密织根系减轻土壤紧实,疏松砂土利掘洞,故提洞穴密度但不改占据与否,同时增捕食风险形成行为权衡。捕食者正关联违背传统负向预期,解释为捕食者聚集跟踪高地鼠密度斑块,以及LU转化使捕食者与猎物同被压缩进残存refugia;本研究捕食者仅直遇记录或低估。
结论部分翻译
调查显示近半样方为无保护牧场(UPA),仅约13%在保护区(PA),耕地与前耕地超35%,自然草地仅占12.5%且多位于围栏PA内,印证印度天然旱生栖息持续萎缩。整合实证与建模表明,印度地鼠优先占据有FSPS的适宜生境,此类灌木因深非纤维根系利其掘洞并营造微气候。地鼠出现与捕食者正关联同时捕捉营养互作与人为压力下本地种向有限适宜斑块集中。结果认定该鼠为破碎塔尔沙漠中适宜栖息斑块的指示物种,具告知旱生啮齿对LU变化响应的潜力。鉴于其生态角色,该啮齿类应作为沙漠营养动态关键组分与生物扰动因子获保护关注;优先研究需景观尺度普查其在印分布与种群现状以指导规划,政策上应优先发展保护印度残余天然旱生栖息的LU框架。