《Global Change Biology》:Jaguar Range-Wide Connectivity: Prioritising Core Areas and Corridors Between and Within Protected Areas and Indigenous Lands
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人为栖息地改造已导致许多物种种群数量下降和日益孤立,尤其是顶级捕食者,其小而破碎的种群往往扩散受限且遗传多样性降低。例如,美洲豹(Panthera onca)已丧失约一半的历史分布区,且亚马逊生物群落以外的大多数种群规模小、孤立且受到高度威胁。在此,研究人员通
人为栖息地改造已导致许多物种种群数量下降和日益孤立,尤其是顶级捕食者,其小而破碎的种群往往扩散受限且遗传多样性降低。例如,美洲豹(Panthera onca)已丧失约一半的历史分布区,且亚马逊生物群落以外的大多数种群规模小、孤立且受到高度威胁。在此,研究人员通过识别核心区域和扩散廊道(包括保护区和原住民土地(以下简称PA)之间的联系)并对其进行排序,评估了该物种全分布区的种群连通性。研究人员采用了累积抗性核与因子最小成本路径(fLCP)两种互补方法:基于核心区的连通性和基于保护区的连通性。研究确定了307个美洲豹活动核心区域,覆盖约775万km2(占当前分布区的55%),其中约一半位于保护区内。最大且排名最高的核心区域横跨约650万km2,涵盖四个生物群落(亚马逊、亚诺斯、查科和潘塔纳尔)。研究确定了176条连接核心区域的扩散廊道,但连通性并未覆盖整个分布区。北方种群(墨西哥和中美洲)存在多个连通性缺口,而南美洲则呈现一个大型且高度互联的网络,连接亚马逊、亚诺斯、查科、潘塔纳尔、塞拉多、卡廷加、伊贝拉和大西洋森林的绿色廊道。相比之下,沿海大西洋森林斑块在很大程度上显得孤立。基于保护区的分析预测了905个保护区之间存在507条潜在廊道,包括核心区模型未显示的潜在连接,尤其是在中美洲以及达里恩隘口、亚马逊和沿海大西洋森林之间。基于核心区的方法对当前连通性提供了更符合生物学实际的表征,而基于保护区的方法则通过识别长期连通性保护的务实机会对其加以补充。这些方法共同识别出优先区域和不确定区域,为在加速全球变化背景下指导美洲豹保护和连通性规划提供了空间框架。
美洲豹(Panthera onca)作为顶级捕食者,其种群连通性对长期生存至关重要。然而,人为栖息地改造已导致该物种丧失约一半历史分布区,亚马逊生物群落以外的大多数种群规模小、孤立且高度受威胁。保护区与原住民土地(Protected Areas and Indigenous Lands, PAs)虽能保护大量适宜栖息地,但仅依赖PAs不足以维持大型捕食者的种群活力,因为PAs往往面积不足且被周边改造景观隔离。此前唯一覆盖全分布区的连通性模型基于专家知识,缺乏实证数据支持。因此,研究人员基于GPS遥测数据,构建了全分布区尺度的美洲豹种群连通性模型,以识别和排序核心区域与扩散廊道,为保护优先区划定提供科学依据。
研究人员利用172只GPS项圈美洲豹(86雌86雄,共231,017个定位点)的遥测数据,结合多尺度栖息地适宜性模型(点选择函数,Boyce指数=0.91,AUC=0.88),经负指数变换(系数c=16)生成抗性面,并对城市、道路、水体、海拔和河岸森林进行专家调整。采用累积抗性核(cumulative resistant kernels)和因子最小成本路径(factorial Least-Cost Paths, fLCP)两种互补方法,分别基于核心区和PAs设置源点,设定短距离(1,000,000成本单位)和长距离(7,500,000成本单位)扩散阈值,识别并排序核心区域、PAs及廊道。PAs数据来自UNEP-WCMC和IUCN等数据库,共905个面积大于100 km
2且与当前分布区相交的PAs。该研究发表于《Global Change Biology》。
3.1 核心区域排序:累积抗性核分析显示,共识别307个核心区域(北部70个,南部237个),覆盖约775万km
2(占当前分布区的55%),其中约一半位于PAs内。最大且排名最高的核心区域横跨亚诺斯、亚马逊、查科和潘塔纳尔四个生物群落,面积约650万km
2,涉及11个国家。玛雅森林排名第二,中美洲湿润森林、南部亚马逊和塞拉多-卡廷加过渡带并列第三。前五大核心区合计占预测核心区总面积的91.4%。
3.2 廊道排序:基于fLCP识别出176条连接核心区域的扩散廊道(北部45条,南部131条)。模型显示连通性并未覆盖整个分布区:墨西哥的四个核心区组互不连接,中美洲的玛雅森林、洪都拉斯-巴拿马集群和达里恩隘口三者相互隔离;南美洲则存在一个大型互联网络,连接亚马逊、亚诺斯、查科、潘塔纳尔、塞拉多、卡廷加、伊贝拉和大西洋森林绿色廊道,但沿海大西洋森林斑块(包括塞拉多马尔)仍孤立。
3.3 保护区及其廊道排序:基于PAs模型预测905个PAs之间存在507条潜在廊道(北部103条,南部404条)。与核心区模型不同,该模型显示中美洲连通性增强,出现从玛雅森林至巴拿马的廊道;南美洲新增了从达里恩隘口经哥伦比亚北部至委内瑞拉边境,再连接亚诺斯和亚马逊的潜在廊道,并延伸至塞拉多马尔。但塞拉多-卡廷加区域失去与主网络的连接,北部大西洋森林斑块仍孤立。
讨论指出,最大核心区是大陆连通性的骨干,但中部玻利维亚的连接受森林砍伐和火灾威胁。模型识别出多条替代廊道,如通过巴拉圭河和阿拉瓜亚河等,但这些区域栖息地转化严重。与以往研究相比,墨西哥和中美洲的连通性缺口与高人类足迹一致。PAs模型揭示了跨边境潜在连接,如美国-墨西哥边境走廊,但边境墙可能构成障碍。作者强调,核心区方法更符合生物学实际,而PAs方法提供务实机会,两者结合可识别不确定区域。
研究结论可翻译为:累积抗性核与fLCP的组合有效识别了美洲豹全分布区的关键连通区域。fLCP提供了PAs间具体直接连接的细节,累积核则突出了更广泛的核心栖息地,二者互补。模型揭示了南美洲一个横跨11国的中央核心区,构成大陆连通性的骨架,需要紧急协调保护。同时,许多边缘地区(如墨西哥海岸、中美洲、巴拉圭南部和巴西东南部)的连通性已严重受威胁,应作为恢复和再野化的优先区域。在国家层面,该优先排序框架可帮助确定高影响力行动,如保护连接主要种群集中区的狭窄廊道和跨国廊道,并将其纳入中美洲生物廊道等计划,以应对栖息地丧失和景观变化的加速。