《Journal for Nature Conservation》：From remnant meadows to open-habitat mosaics: Modelling dry grassland potential for threatened species conservation across boreal landscapes
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## 专业术语翻译（摘要部分）
传统的半自然干草甸是生物多样性热点，但目前主要作为小型残余斑块存在于干旱开阔生境马赛克中，该马赛克还包括人为类似物及许多受威胁物种利用的自然开阔生境。因此，保护和恢复规划需要跨越这一更广泛生境马赛克获取干旱草原潜力的空间信息。
## 专业术语翻译（摘要部分）
传统的半自然干草甸是生物多样性热点，但目前主要作为小型残余斑块存在于干旱开阔生境马赛克中，该马赛克还包括人为类似物及许多受威胁物种利用的自然开阔生境。因此，保护和恢复规划需要跨越这一更广泛生境马赛克获取干旱草原潜力的空间信息。本研究检验了基于已测绘干草甸和受威胁或近危干草甸相关维管植物及昆虫独立拟合的模型，是否能识别出相似的干旱草原潜力空间格局。研究还探讨了在共生化（synanthropic）系统的存在-背景（presence-background）建模中，可及性相关预测因子应如何解释。研究人员分别对芬兰的内陆、沿海和群岛区域拟合了存在-背景模型。观测偏差通过物种级降采样、空间稀疏化和数据集特定背景采样加以处理。通过比较模型一致性、预测因子响应和植被类型关联，评估了预测的干旱草原潜力是否反映共享的生态信号、类群特异性栖息地利用或残余采样结构。栖息地模型和物种模型在区域内表现出广泛的空间一致性，其中干草甸与维管植物之间的一致性通常最强。模型还揭示了干旱开阔生境马赛克的区域差异以及持续人类土地利用的重要性差异。可及性相关预测因子，尤其是距有人居住建筑物的距离，似乎同时捕捉了采样相关效应和与环境条件及土地利用历史相关的共享生态信号。比较独立拟合的栖息地模型和物种模型有助于在共生化系统中区分生态信号与残余采样结构。所得20-m分辨率地图为定向调查、恢复规划、连通性分析和保护状况评估提供了空间信息。
## 论文解读文章
### 研究背景与研究问题
半自然干草甸是全球物种最丰富的生境类型之一，但自19世纪以来，由于农业集约化、弃耕和养分积累，其在欧洲大部分地区已严重衰退（Eriksson and Cousins, 2014; Stoate et al., 2009; Prangel et al., 2023）。在芬兰，半自然干草甸自1800年代以来面积减少了高达99.5%，残余斑块多为小而孤立的碎片，导致物种局部种群变小、扩散机会减少，增加了局部灭绝风险（Lehtomaa et al., 2018a）。在芬兰红色名录评估中，以半自然干草甸及类似干旱开阔生境为主要栖息地的物种约占所有受威胁或近危物种的十分之一（Hyv?rinen et al., 2019）。然而，许多受威胁物种并非严格局限于符合半自然干草甸调查标准的位点，而是分布于更广的生境马赛克中，包括半自然石楠荒原、现代人为类似物（如庭院、花园和路旁），以及由环境条件维持的干旱开阔生境。因此，在进行空间保护和恢复规划时，捕获这一更广泛的生境马赛克至关重要。
与此同时，栖息地和物种记录通常不完整且存在空间偏差：调查力度因区域和生境类型而异，受观察者可及性影响，在主要分类群之间不均等，并进一步偏向具有吸引力或易于检测的物种（Daru et al., 2018; Díaz-Calafat et al., 2024）。基于存在-数据（presence-only）的物种和栖息地分布模型可用于推断生境潜力和物种出现，但对非随机采样敏感（Phillips et al., 2009）。在共生化（synanthropic）和半自然系统中，可及性相关预测因子可能同时指示采样努力和真实的生态梯度，因此基于一般性可及性代理的偏差校正可能过度校正偏差。基于目标类群（target-group）的背景也可能包含生态信号，若目标类群确实集中于可及的人为改造生境中。
本研究旨在评估一个称为“干旱草原潜力”（dry grassland potential）的概念——即某地点提供与物种丰富的半自然干草甸及其他干旱开阔生境相关的更广泛环境条件和土地利用历史的相对可能性。通过比较独立拟合的栖息地模型（基于已测绘干草甸）和物种模型（基于受威胁/近危维管植物和昆虫），研究检验它们是否收敛于共享的生态信号，或因类群特异性差异或残余采样偏差而有所不同。
### 研究方法概述
研究覆盖芬兰本土及其沿海岛屿（59.8–70.1°N, 21.0–31.6°E），排除奥兰群岛（因缺乏可比栖息地调查数据），按土地利用历史、环境条件和预测因子可用性划分为内陆、沿海和群岛三个区域（面积分别为293,363 km2、3,954 km2、4,121 km2）。
栖息地模型基于SAKTI数据库中已测绘的干草甸植被类型多边形（381个多边形，总面积137.5 ha，中位面积0.1 ha），将多边形质心作为栖息地出现点。物种选择基于芬兰红色名录中主要栖息地类别为“半自然干草甸”且被列为受威胁或近危的物种，共452种，其中昆虫约占?、维管植物约占?。物种记录来自芬兰生物多样性信息中心（FinBIF, 2024），时段为2000–2023年，限定专家调查记录且位置精度≤1 m，最终获得昆虫记录10,940条（214种）、维管植物记录5,902条（36种）。
为处理观测偏差，研究人员采用了三种策略：①物种级降采样，将每个物种的记录数限制为最多50条；②空间稀疏化，使同一数据集中保留的出现点间最小距离为1 km；③数据集特定背景采样，栖息地模型额外包含保护区背景点，物种模型额外包含城市人口中心背景点，并组合随机成分与代表性采样环境的额外采样。模型使用Maxent v3.4.3（Phillips et al., 2006; Phillips and Dudík, 2008）分别拟合，采用恒定模型设置以最大化预测面间的可比性，进行5折交叉验证，预测输出使用cloglog转换（0–1），解释为相对于背景环境的相对干旱草原潜力。预测变量包括距最近有人居住建筑物距离、距最近集约管理农田距离（栖息地模型）或距集约管理农田边缘有符号距离（物种模型）、距最近道路中心线距离、土壤类型、水下深度（Depth-To-Water, DTW；内陆模型）、冠层盖度、坡向、生长日度（Growing Degree Days, GDDs）、海拔、100 m和1 km范围内陆地面积、岛屿面积及群岛分区（群岛模型），所有栅格统一至20×20 m分辨率。
### 研究结果
**模型判别能力（AUC）**：9个区域模型的交叉验证测试AUC范围为0.744至0.874，表明模型具有中等至良好的判别能力。内陆模型判别性能最高（平均AUC：干草甸0.885、植物0.838、昆虫0.810），沿海次之（0.874、0.816、0.763），群岛最低（0.836、0.778、0.744）。
**保留预测因子及响应模式**：冠层盖度在全部9个模型中被保留，是唯一在所有模型中保留的变量；土壤类型（8/9）、集约管理农田相关变量（8/9）和距最近有人居住建筑物距离（6/9）也频繁保留。内陆模型共享4个预测因子，而沿海和群岛模型各仅共享2个。距有人居住建筑物距离的响应在不同区域和模型间存在差异：所有内陆模型、所有维管植物模型及沿海昆虫模型中预测值在建筑物附近最高，但该变量未在沿海栖息地模型及群岛栖息地和昆虫模型中保留。农田相关变量也呈现部分对比性响应模式：干草甸模型在集约管理农田内部预测值最低，维管植物模型在田边附近峰值并朝向农田内部下降，昆虫模型的较高值延伸至农田内部更深处。
**模型间空间一致性**：Schoener's D显示内陆模型间空间一致性较高（0.66–0.75），沿海（0.56–0.65）和群岛区域为中等至较高。在前10%预测区域中，至少两个模型的重叠在内陆最高，由内陆向沿海和群岛递减；三个模型共同重叠的区域从内陆的23%降至沿海的10%和群岛的6%。所有区域中，干草甸栖息地模型与维管植物模型之间的成对重叠最强。出现点在前10%预测区域的分布中，所有数据集在内陆均显著富集于三个模型重叠的区域，沿海和群岛则呈现相同趋势但较弱或显著性较低。
**植被类型比较**：内陆模型中，预测值不仅对训练使用的干草甸类型高，还扩展至半自然岩石干草甸、石楠荒原、部分半自然中生草甸、现代人为开阔植被以及干燥向阳的蛇丘坡面森林类型；北部自然开阔植被类型（如荒原和亚高山石楠）在栖息地模型与物种模型间预测一致性较低。沿海模型中，半自然生境类型与常见自然开阔沿海生境（如岩石露头、石质/砾质/沙质岸线环境）的预测值中位数和四分位距广泛重叠。群岛模型中，各模型对干草甸和石楠的预测值普遍偏高，但干草甸栖息地模型对岩石干草甸赋予相对较低的值，半自然与自然开阔/半开阔群岛生境的区分在模型间仍然有限。
### 讨论与结论总结
讨论集中于可及性相关预测因子（尤其距建筑物距离）的解释。研究人员指出，在干草甸系统中，靠近建筑地区可以因果性地生成生态适宜性信号：干燥、排水良好且向阳的位点同时有利于传统聚落和干草甸植被，聚落相关的土地利用（放牧、割草、庭院管理）也创造和维持了干草甸类似条件。因此，建筑物距离可能结合了共享的土壤偏好、土地遗留和记录密集度，而非纯粹的采样偏差变量。维管植物模型对建筑物距离的系统性最强响应可能反映出植物与其主要栖息地间更强的空间联系以及记录定位偏差，但干草甸栖息地模型与植物模型间的密切一致性支持其真实的生态成分。昆虫模型对可及性相关变量的较弱响应则可能反映了成虫移动性、陷阱放置和采样实践所引入的更广泛空间梯度。在群岛背景下，模型响应不能仅以可及性效应解释；外群岛分区中物种模型的高估表明，即使当前管理有限，环境条件仍可维持干草甸并提供适合干草甸相关物种的生境。
模型间分歧部分源于分类系统的差异：植被类型分类中“半自然干草甸”的定义远窄于物种保护状况评估中使用的“半自然干草甸”主要栖息地类别。此外，昆虫受威胁分类多由分布范围受限（IUCN标准B）驱动，而维管植物则同样频繁关联于观测或推断的衰退（标准A），这可能引入评估边界效应。方法上的局限在于所用预测变量无法一致区分物种丰富的半自然植被与表面相似但生物多样性贫乏的开阔地（如人工草坪、裸露露头）。结论指出，尽管存在数据源和背景采样的差异，各独立拟合的模型间广泛一致性表明预测捕捉了由环境梯度、土地利用历史和当前管理塑造的干旱草原潜力的真实空间格局。20-m分辨率输出地图可用于指导实地调查、恢复和管理机会的识别、连通性分析以及物种保护状况评估。在共生化系统中，可及性相关预测因子可同时包含生态信号和采样努力，而比较独立拟合的物种和栖息地模型，是在此类系统中区分生态信号与残余采样偏差的有效途径。
