《Movement Ecology》:Multi-scale analysis of spatial drivers in wild boar space use at a biweekly scale across landscape patterns and step selection
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背景:野猪(Sus scrofa)种群在欧洲迅速扩张,导致农业损害增加和传染病传播风险升高。理解环境条件、种群密度和人类活动如何在不同空间尺度上塑造运动,对于有效管理和疾病控制至关重要,特别是因为动物具有传染性但无症状的时间窗口与传播过程相关的短期运动动态密切
背景:野猪(Sus scrofa)种群在欧洲迅速扩张,导致农业损害增加和传染病传播风险升高。理解环境条件、种群密度和人类活动如何在不同空间尺度上塑造运动,对于有效管理和疾病控制至关重要,特别是因为动物具有传染性但无症状的时间窗口与传播过程相关的短期运动动态密切吻合。
方法:研究人员分析了2004–2021年瑞典99头成年野猪(16头雄性,83头雌性)的GPS追踪数据,以量化两个互补尺度的运动。双周(14天)空间利用通过自相关核密度估计(AKDE;95%利用分布)估计,并使用空间杜宾模型(spatial Durbin model)建模,以考虑局部和邻近景观效应。为了识别这些模式背后的行为机制,研究人员应用了集成步选择分析(iSSA),在条件逻辑回归框架内比较观察到的和可用的运动步长。关键预测因子包括土地覆盖组成、野猪密度、允许猎犬季节和性别。
结果:双周空间利用随着野猪密度增加以及森林和开阔地比例增加而减少,表明在资源丰富或高密度环境中空间收缩。耕地没有明显的局部效应,但通过邻近区域减少了空间利用,突出了景观背景的重要性。杜宾模型揭示了显著的空间依赖性,表明邻近条件有助于塑造局部空间利用。在运动尺度上,iSSA表明较高的密度和狩猎条件与缩短的步长和改变的运动行为相关,而个体始终选择森林覆盖而非更开阔的栖息地。雄性表现出比雌性更高的运动率和更大的空间利用。重要的是,在双周尺度上观察到的空间利用减少与密度和干扰驱动的运动行为变化一致,表明空间收缩源于局部运动决策。
结论:通过整合杜宾模型和iSSA,本研究将细尺度运动行为与更广泛的空间利用模式联系起来。野猪根据密度、栖息地条件和人为干扰调整其运动和空间利用,邻近景观条件对这些动态有贡献。使用双周时间尺度捕捉已建立范围内的即时行为调整,为理解空间利用的时间变化和优化局部野生动物控制提供了相关框架。这种多尺度方法提高了对野生动物运动过程的推断,并支持空间定向管理策略。
欧洲野猪(Sus scrofa)种群因高度适应性和人为食物资源增加而快速扩张,给农业造成显著损害并加剧传染病传播风险,尤其是非洲猪瘟(ASF)的扩散。由于野猪在出现临床症状前数天即具有传染性,其短期空间动态与疾病传播窗口高度相关,因此理解环境条件、种群密度和人类活动如何在不同空间尺度塑造运动,对管理和疾病控制至关重要。然而,已有研究大多分别关注大尺度家域或细尺度栖息地选择,很少将两者整合,也较少考虑邻近景观对局部空间利用的间接效应。为此,研究人员在瑞典南部和中部开展了一项多尺度研究,相关成果发表在《Movement Ecology》。
该研究利用2004–2021年99头成年野猪(16头雄性,83头雌性)的GPS追踪数据,在景观尺度上估计每个个体14天(双周)的空间利用面积,并通过空间杜宾模型(spatial Durbin model)评估局地和邻近环境因子的作用;在移动尺度上应用集成步选择分析(iSSA)揭示潜在行为机制。结果表明,双周空间利用随野猪密度及森林和开阔地比例增加而收缩;耕地虽无显著局部效应,但邻近耕地比例增加会减少空间利用。雄性空间利用大于雌性。iSSA显示,高密度和猎犬干扰条件会缩短步长并改变运动行为,且个体始终偏好森林栖息地,说明空间收缩源于局部运动决策。该研究将细尺度运动行为与大尺度空间模式相连接,为疾病监测和空间靶向管理提供了新框架。
在技术方法上,研究人员使用瑞典南部和中部2004–2021年GPS追踪的99头成年野猪数据,在R环境中采用自相关核密度估计(AKDE)计算14天95%利用分布面积;通过距离阈值比较确定7 km为最优空间权重矩阵,拟合空间杜宾模型,并进行1000次蒙特卡洛模拟分解直接、间接和总效应;同时应用集成步选择分析(iSSA),在条件逻辑回归中比较观察步与随机可用步,共保留36,430个步。协变量包括土地覆盖组成、野猪密度(以狩猎袋统计为代理)、允许猎犬季节和性别。方法部分未涉及实验试剂或质粒操作。
**距离阈值选择(Distance threshold selection)**:通过比较1–20 km候选距离阈值,研究人员发现7 km阈值具有最低AIC值(OLS:16,201.2;杜宾模型:16,135.5),残差Moran's I不显著,空间自回归系数ρ最大(0.233),且网络连通性良好,因此确定7 km为最优空间尺度。
**杜宾模型估计效应(Estimated effects from the Durbin model)**:模型证实空间利用面积存在显著空间依赖性(ρ = 0.233)。森林和开阔地比例升高对双周空间利用有显著负直接效应;耕地直接效应不显著,但邻近耕地比例产生显著负间接效应,使总效应显著。野猪密度增加导致空间利用显著收缩。允许猎犬季节及其与密度的交互项均无显著影响。雄性空间利用面积显著大于雌性,且邻近雄性个体的存在对雄性空间利用有接近显著的间接正效应(p = 0.075)。
**运动动态与栖息地选择(Movement dynamics and habitat selection)**:iSSA表明,野猪对森林表现出显著正向选择,而对耕地、开阔地等覆盖类型选择较低。步长与性别、密度和猎犬季节的交互效应显著但效应量很小:雄性步长更大;密度增加和允许猎犬期间步长缩短;在允许猎犬季节中,密度对步长的负效应略有增强。
讨论部分强调,野猪空间利用主要由局部栖息条件和种群密度塑造,邻近景观贡献相对有限但仍显著。森林资源丰富使个体在较小范围内满足需求;耕地通过周边资源可获得性影响空间收缩;开阔地因暴露风险产生强烈的局部收缩效应。高密度条件下空间利用面积减小,但细尺度步长增加,说明个体在更小范围内活动更活跃。猎犬干扰主要影响移动行为而非总体空间利用。性别差异符合雄性因交配策略和更大能量需求而扩展家域的特征。研究局限包括狩猎袋数据仅为年度分辨率、补充投喂信息未充分记录、雌雄样本量不平衡以及未包含扩散个体。结论指出,通过整合空间杜宾模型与iSSA,该研究揭示了野猪空间利用是由局部运动决策和邻近景观条件共同涌现的多尺度过程,这一框架可提升对野生动物运动过程的推断能力,并支持空间定向的疾病监测与管理策略。