栖息地异质性与季节性动态对埃塞俄比亚南部马泽国家公园中型哺乳动物群落结构的影响

《Scientific African》：Habitat heterogeneity and seasonal dynamics influence medium-sized mammal community structure in Maze National Park, southern Ethiopia

　　

栖息地异质性和季节性降雨变化与热带稀树草原生态系统中哺乳动物群落结构的变化相关。然而，关于栖息地复杂性和季节性资源波动如何影响中型哺乳动物群落的定量信息，在埃塞俄比亚许多保护区仍然有限。本研究调查了栖息地异质性和季节性变化对埃塞俄比亚南部马泽国家公园中型哺乳动物多样性、丰度和分布的影响。研究人员在雨季和旱季，对草地、林地、河岸林和灌丛地四种栖息地类型进行了分层样线调查。共记录到1,443个个体，隶属4目7科10种。雨季哺乳动物丰度显著高于旱季（χ2 = 28.56，df = 1，p < 0.001）。草地和林地栖息地支持了最高的物种丰富度和多样性，而灌丛地的多样性值相对较低。物种多样性和丰度在不同栖息地类型间存在显著差异，表明结构异质性栖息地在支持哺乳动物群落方面具有重要性。如绿猴（Chlorocebus aethiops）等广适性物种在各栖息地广泛分布，而栖息地特化种和夜行性物种的出现频率较低。哺乳动物丰度在雨季和旱季之间存在差异，雨季记录的总丰度更高。丰度在不同栖息地类型间也存在差异，其中草地记录的个体数量最高。卡方分析表明，总体上以及四种栖息地类型内部的季节性丰度差异均显著。这些发现表明栖息地类型、季节与观测到的哺乳动物丰度之间存在关联；然而，在解释时应考虑到不同栖息地和季节间潜在的可检测性差异。研究结果凸显了栖息地镶嵌体和季节性资源动态在维持热带稀树草原生态系统哺乳动物多样性中的生态重要性。因此，马泽国家公园的保护策略应优先考虑栖息地连通性、多季节生态监测以及保护结构多样的栖息地，以在不断增长的人为压力下维持哺乳动物生物多样性。

论文解读

研究背景与问题

哺乳动物群落在维持热带稀树草原生态系统的结构、营养动态、植被组成和养分循环中发挥着基础性作用。在非洲稀树草原，哺乳动物的多样性和分布深受栖息地异质性和资源季节性波动的影响。栖息地异质性被认为是陆地生态系统生物多样性的主要驱动因素之一，结构复杂的栖息地能够提供多样化的生态位、食物资源和庇护机会，从而促进物种共存并减少竞争排斥。同时，季节性降雨通过影响初级生产力、水资源可用性和栖息地质量，进一步塑造了哺乳动物群落的动态变化。

埃塞俄比亚位于非洲之角，是该区域哺乳动物多样性和特有性的重要中心。然而，该地区哺乳动物种群日益受到农业扩张、栖息地破碎化、过度放牧和自然资源开发等人为压力的威胁。马泽国家公园作为埃塞俄比亚南部重要的生物多样性据点，支持着多种哺乳动物群落的生存，包括特有且濒危的斯韦恩狷羚（Alcelaphus buselaphus swaynei）。尽管此前研究已记录了公园内多种哺乳动物的存在，但关于栖息地变异和季节性动态如何共同影响中型哺乳动物群落的综合评估仍然匮乏。因此，本研究旨在评估栖息地异质性和季节性动态对马泽国家公园中型哺乳动物多样性、丰度和空间分布的影响。

研究内容与结论

研究人员在埃塞俄比亚南部马泽国家公园开展了这项研究。该公园位于奥莫河流域，面积202 km2，海拔900–1,200米，具有典型的热带半干旱气候，雨季为6–8月，旱季为12–3月。公园内包含草地、林地、河岸林和灌丛地四种主要栖息地类型。研究采用分层样线调查法，在四种栖息地类型中按面积比例设置了20条样线，在旱季（1–3月）和雨季（6–8月）每月重复调查。调查结合直接观察和间接证据（足迹、粪便、洞穴、取食痕迹和脱落刺毛），但仅将直接观察数据纳入定量分析。研究共记录到1,443个个体，隶属4目7科10种中型哺乳动物。

研究得出以下主要结论：哺乳动物丰度在雨季显著高于旱季（χ2 = 28.56，df = 1，p < 0.001）；草地和林地栖息地支持了最高的物种丰富度和多样性，而灌丛地多样性值相对较低；绿猴（Chlorocebus aethiops）是两季中最丰富且分布最广的优势种，占旱季观测记录的38.80%和雨季的38.82%；非洲灵猫（Civettictis civetta）和白尾獴（Ichneumia albicauda）是记录频率最低的物种。草地栖息地在两季中均记录了最高的个体数量和物种丰富度（旱季337只，雨季339只），其次为林地（194和198只）、河岸林（113和119只）和灌丛地（67和76只）。各栖息地类型内部的季节性丰度差异均显著。物种多样性方面，草地物种丰富度最高（S = 10），灌丛地香农多样性指数最高（H′ = 1.749），林地物种丰富度最低（S = 3）。季节性多样性差异较小，旱季香农多样性为1.783，雨季为1.770。辛普森相似性指数显示草地相似性最高（SI = 0.85），林地最低（SI = 0.48）。

关键技术方法

本研究采用的主要技术方法包括：分层样线调查法，按栖息地面积比例在草地（8条）、林地（5条）、河岸林（4条）和灌丛地（3条）共设置20条样线；直接观察与间接证据相结合的物种记录方法，但仅直接观察数据纳入定量分析；样线尺寸根据栖息地结构调整（草地和灌丛地1.5 km × 200 m，林地2 km × 500 m，河岸林1 km × 100 m）；在06:00–10:00和16:00–18:00的哺乳动物活动高峰期进行调查；使用香农-维纳多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J′）和辛普森相似性指数（SI）进行群落分析；采用卡方检验（χ2）评估季节和栖息地间的丰度差异；所有统计分析使用R软件（版本4.3.2）完成。研究团队与40名经过培训的公园巡逻员合作开展野外调查。

研究结果分述

栖息地异质性对物种多样性的影响： 物种丰富度在不同栖息地类型间存在差异。草地记录了最多的物种数（10种），其次为林地（8种）、河岸林（7种）和灌丛地（6种）。香农多样性在雨季的草地中最高，在旱季的灌丛地中最低。草地和林地的物种均匀度高于河岸林和灌丛地。

哺乳动物丰度的季节性变化： 旱季共记录711个个体，雨季记录732个个体。卡方检验表明季节性丰度差异显著（χ2 = 28.56，df = 1，p < 0.001）。雨季的相对丰度指数略高于旱季。绿猴是两季中最丰富的物种，其次为普通小羚羊（Sylvicapra grimmia）和黑白疣猴（Colobus guereza）。

季节性和栖息地基础的丰度格局： 草地两季均记录了最高个体数（旱季337只，雨季339只），其次为林地（194和198只）、河岸林（113和119只）和灌丛地（67和76只）。各栖息地内部的季节性差异均显著：草地（χ2 = 52，df = 1，p < 0.05）、林地（χ2 = 49，df = 1，p < 0.01）、河岸林（χ2 = 41，df = 1，p < 0.01）和灌丛地（χ2 = 28，df = 1，p < 0.05）。

物种相对丰度： 绿猴是两季中的优势种，占旱季观测的38.80%和雨季的38.82%。普通小羚羊占16.59%（旱季）和17.35%（雨季），黑白疣猴占13.64%和13.39%，黑背胡狼（Canis mesomelas）约占11%。非洲灵猫和白尾獴是最少记录的物种，各占不足1%。

栖息地基础的相对丰度： 草地记录了最多的栖息地特有物种数（n = 10），其次为灌丛地（n = 7）、河岸林（n = 5）和林地（n = 3）。草地占总记录个体的46.85%，其次为林地（27.16%）、河岸林（16.07%）和灌丛地（9.91%）。

各栖息地的物种多样性和均匀度： 草地具有最高的物种丰富度（S = 10）和总丰度，而林地物种丰富度最低（S = 3）。灌丛地记录了最高的香农多样性和均匀度（H′ = 1.749，J′ = 0.899），草地次之（H′ = 1.590，J′ = 0.690）。

季节性多样性和均匀度： 旱季香农多样性为1.783，雨季为1.770；旱季均匀度为0.774，雨季为0.769。总体上，雨季的多样性和均匀度略高于旱季。

栖息地间的物种相似性： 辛普森相似性指数显示草地相似性最高（SI = 0.85），其次为灌丛地（0.75）和河岸林（0.70），林地最低（0.48）。约69%的记录物种在各栖息地类型间共享。

讨论与结论

讨论部分指出，草地和林地支持了较高的物种丰富度和丰度，这与栖息地异质性促进哺乳动物多样性的生态学理论一致。绿猴的广泛分布反映了其生态灵活性和广食性特征。夜行性或隐蔽性物种（如非洲灵猫、白尾獴和冠豪猪）的低记录频率可能部分反映了日间样线调查的检测局限性，而非真实的丰度差异。研究强调，由于未直接测量资源可用性和检测概率，结果应视为关联性描述而非因果证据。多季节监测对于全面了解哺乳动物群落动态至关重要。

研究结论指出，马泽国家公园的中型哺乳动物群落结构在不同栖息地类型和季节间存在差异。草地具有最高的物种丰富度和丰度，林地也支持了相对较高的丰度。雨季的总体哺乳动物丰度高于旱季。绿猴是最丰富和分布最广的物种，而非洲灵猫、白尾獴和冠豪猪记录频率较低。研究结果为公园提供了中型哺乳动物群落的基础生态信息，支持了保护多样化栖息地类型和开展多季节监测的价值。建议未来采用相机陷阱、夜间调查、占用模型和距离采样等补充方法，以改善对夜行性和隐蔽性物种的检测，并为公园的循证保护管理提供支持。