两栖蟾蜍种群路杀的存活力分析及影响路杀的精细尺度变量重要性

《The Journal of Wildlife Management》:Viability analysis and the importance of fine-scale variables influencing roadkills of a toad population

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月01日 来源:The Journal of Wildlife Management 1.9

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  两栖动物是全球受威胁最严重的脊椎动物类群之一,路杀是导致种群衰退与隔离的主要因素。研究人员以西班牙马德里中部伊比利亚半岛一条区域公路为案例,调查了影响路杀率的精细尺度时间变量,并开展种群存活力分析(PVA)以评估路杀对长期种群持续性的影响。研究对象为铲足蟾(E

  
两栖动物是全球受威胁最严重的脊椎动物类群之一,路杀是导致种群衰退与隔离的主要因素。研究人员以西班牙马德里中部伊比利亚半岛一条区域公路为案例,调查了影响路杀率的精细尺度时间变量,并开展种群存活力分析(PVA)以评估路杀对长期种群持续性的影响。研究对象为铲足蟾(Epidalea calamita)。2021年繁殖季(1月下旬至5月下旬),研究人员开展16次采样,记录公路沿线蟾蜍尸体,并在公路700米缓冲带(该物种季节最大扩散距离)内每次同步普查繁殖种群。研究人员通过搜寻者效率与尸体存留实验校正死亡率估计。基于假设驱动,研究人员构建两组预测变量模型:第一组纳入所有尸体,时间变量取相邻调查间均值;第二组基于新鲜尸体(死亡24小时内)及同窗口时间变量。第一组模型中,路堤(embankment)存在与死亡率降低相关,且随季节推进死亡率下降,提示繁殖后蟾蜍位移减少。第二组模型中,邻近相对丰度越高死亡率越高,池塘数量(可能未被占据)无显著影响,表明种群规模比池塘数等间接代理变量更能预测路杀率。尽管路杀率高(占种群12%),PVA显示即便在1.5倍和2倍现行死亡率情景下,铲足蟾长期持续性不受威胁。但气候变暖对暂时性池塘特化种的不利影响可能改变该结论。因此研究人员建议在公路切割高密度栖息地路段实施安全通道(如护栏导流至涵洞)。
研究背景与立项依据
两栖动物全球受威胁比例达41%,线性基础设施通过生境丧失、破碎化、屏障效应及车辆碰撞直接导致死亡,其中地中海气候区因降雨驱动的爆发性繁殖迁移,路杀峰值尤为突出。传统路杀研究多采用每周2—3次或月度低频采样,依赖池塘密度、距水源距离等静态代理变量,难以匹配两栖类活动在日尺度上的锐变,且忽视尸体快速消失(>50%在24小时内)带来的低估偏差。种群存活力分析(PVA)虽能模拟不同路杀率下的灭绝风险,但对初始死亡率估计极敏感。铲足蟾(Epidalea calamita)作为伊比利亚半岛暂时性水体中的r-策略爆发性繁殖者,是西班牙路杀第二高的两栖种,其是否因路杀面临长期崩溃尚缺定量评估。为此,研究人员在马德里M-419公路开展单繁殖季精细尺度研究,同步普查活体丰度与路杀尸体,校正检测偏差后建模并运行PVA。
主要技术方法概述
研究人员沿M-419公路选取3段各1公里、间距700米的路段(覆盖铲足蟾单季最大扩散距),每段分20个50米子段,形成60个伪重复采样单元。2021年1月23日至5月20日共16个夜次,步行普查路杀尸体并GPS定位,区分新鲜(<24小时)与陈旧尸体,同步在公路700米缓冲内57个水体由两人联合计数活体蟾蜍。校正方面:开展3次尸体存留实验(共97具尸)得日均存留曲线,另设搜寻者效率实验得96.55%修正系数;死亡率估计公式为观测数/(搜寻效率×日均存留率)。预测变量含50米与700米缓冲池塘数、路堤坡度、涵洞有无、交通量、PCA压缩的气象变量(PC1、PC2)及日丰度指数。统计采用glmmTMB负二项GLMM(子段为随机效应),分“累积尸体模型”与“新鲜尸体模型”两组各5个先验候选模型,以AICc选优。种群基数经N-mixture模型(负二项、按月协变量)估雄性数,按1:1.16性比推雌性,结合60%自然成体年死亡率+12%路杀率=72%总成体死亡率,卵死亡率分随机10—80%与固定80%两情景,用popbio包跑5000次×50年随机PVA,路杀率倍增至1.5×与2×。
研究结果
累积尸体模型结果显示,最优模型为气象+道路变量组合:日期(β=-0.57,P=0.003)负向,即随繁殖季推进路杀下降;路堤坡度(β=-0.35,P=0.004)负向,陡坡限制上岸降低死亡。池塘数、PC1/PC2不显著。
新鲜尸体模型最优为生物+气象组合:700米缓冲蟾蜍丰度指数(β=0.244,P=0.006)正向预测新鲜路杀;PC2(主要载荷降雨与湿度)(β=-0.843,P<0.001)负向;50米丰度不显著,池塘数不显著。说明日尺度活体丰度优于静态池塘代理。
种群存活力分析表明,N-mixture估雄性4679头(95%CI 3261—6715),雌性4034头,总计8713头(6072—12504)。校正后路杀率12%。在卵死亡10—80%随机情景与固定80%情景下,当前及1.5×、2×路杀率的所有PVA中,50年灭绝概率均为0%,成体数趋于环境容纳量,反映r-策略高繁殖力缓冲了路杀压力。
讨论与结论翻译
讨论指出,96.55%搜寻效率高于车速调查文献值,但24小时内近1/4尸体消失印证日采样+存留校正的必要。季节后期路杀下降与繁殖活动终止吻合;路堤负效应与陡坡抑制两栖位移一致。新鲜模型中700米日丰度胜出池塘密度,因部分池塘不适居,且爆发性繁殖致丰度夜变剧烈。PC2负向虽反直觉(雨湿促活动),但池塘内繁殖计数所捕丰度信号强于单纯降雨。PVA韧性来自早熟、高卵量(均巢2221卵)、短距扩散及路侧服务路形成多临时池塘。局限含单季单地、未计变态后幼体路杀、性比外推可能低估、非繁殖季未采样。
结论部分:尽管当前及倍增路杀率未危及该种群50年持续,但预防原则下仍建议路侧700米内高密度蟾群段布设安全通道,涵洞须配导流护栏;精细尺度相对丰度普查优于仅凭池塘数;临时水体远移路外有益;地中海气候变暖降雨减将成未来主威胁,需延续长期路杀监测。
(注:全文依原文浓缩,未引入外部推测,专业术语首现加注英文缩写,上下标以呈现,作者名Caballero-Díaz、Iglesias-Donoso、Barrientos等保留原文拼法,发表于The Journal of Wildlife Management。)
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