基于资源选择函数与连通性分析评估莫桑比克南部跨境保护区非洲草原象(Loxodonta africana)的生态连通性

时间:2026年5月21日
来源:Ecology and Evolution

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生物多样性丧失由栖息地退化和破碎化驱动,对全球生态系统构成严重威胁,亟需超越孤立保护区的保护策略。研究人员通过资源选择函数(Resource Selection Function, RSF)建模与连通性分析相结合的方法,评估了非洲草原象(Loxodonta a

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生物多样性丧失由栖息地退化和破碎化驱动,对全球生态系统构成严重威胁,亟需超越孤立保护区的保护策略。研究人员通过资源选择函数(Resource Selection Function, RSF)建模与连通性分析相结合的方法,评估了非洲草原象(Loxodonta africana)在莫桑比克的功能性连通性,重点聚焦于大林波波(Great Limpopo)和卢邦博(Lubombo)跨境保护区(Transfrontier Conservation Areas, TFCAs)。研究结果表明,该地区非洲草原象的栖息地范围显著延伸至国家公园(National Parks, NPs)边界之外,凸显了未受保护区域及其他类型保护区在维持功能性连通性中的关键作用。人类改造指数(Human Modification Index, HMI)是影响栖息地适宜性的最重要变量(变量重要性达72%),且许多关键连通性区域与城市近郊地带及当地社区用地相交叠,表明保护优先事项与人类土地利用之间存在强烈的空间重叠。这些发现强调有必要在该区域构建将人为压力纳入保护规划考量之中的生态网络,以确保生态廊道的有效性。综合与应用:研究确定了莫桑比克南部应优先进行廊道管理以维持景观尺度连通性的关键区域。结果证明,针对人兽共享空间并促进跨境合作的综合性保护策略至关重要。所识别的廊道为包容性治理、参与式土地利用规划及可持续管理提供了战略性切入点,以支持该社会生态复杂的跨境区域中长期象群移动与基因交流。
该研究发表于《Ecology and Evolution》,旨在应对全球生物多样性危机中栖息地破碎化与生态系统退化的核心挑战。当前保护地往往面积不足、彼此隔离或面临日益加剧的人为压力,难以单独确保种群的长期存续;同时,全球约仅10%的受保护土地通过完整栖息地实现结构性连接,多数国家的保护网络在规模、代表性和连通性方面均未达目标。尽管生态连通性已被纳入《保护迁徙物种公约》《生物多样性公约》及《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》等国际政策体系,但针对跨越行政边界的功能性连通性仍缺乏精细化的空间识别与管理工具。非洲草原象作为广域活动的伞护种与生态系统工程师,其种群维持与移动能力对多个类群具有级联效益;然而,其在莫桑比克的种群历经内战与盗猎后仍处于恢复阶段,密度远低于南非和津巴布韦的核心种群,且约76%的象群定期跨越国际边界在国家公园间移动,使得跨境连通性成为保育的紧迫议题。

研究人员以莫桑比克南部的大林波波跨境保护区(GLTFCA)和卢邦博跨境保护区(LTFCA)为研究区域,整合了2016至2025年间来自和平公园基金会(Peace Parks Foundation)、莫桑比克野生动物联盟(Mozambique Wildlife Alliance)、马普托国家公园(Maputo National Park)及戈纳雷宗保护信托(Gonarezhou Conservation Trust)四个机构的27头非洲草原象GPS遥感追踪数据,共计284,752个位点。研究采用资源选择函数(RSF)建模结合Circuitscape电路理论连通性分析,以栖息地利用概率作为景观通透性的代理指标,设定国家公园为焦点节点进行两两配对比分析,进而量化栖息地利用概率、绘制潜在功能性连通性格局,并识别优先管理区域。

研究结果显示:资源选择函数模型具有优良的预测性能(AUC-ROC = 0.8286,AUC-PR = 0.8003),所有预测变量均呈高度显著性(p < 0.001)。人类改造指数(HMI)的标准化系数为−2.77,变量重要性占比约72%,是影响栖息地利用的决定性因子;距水源距离(−0.50,13%)和归一化植被指数(NDVI, 0.34,9%)次之;坡度(−0.16,4%)和耕地(0.08,2%)影响相对较小。栖息地利用概率在国家公园内部普遍高于周边景观,但大量国家公园外区域同样显示出极高的利用概率值。连通性分析揭示:戈纳雷宗国家公园与津巴布韦国家公园之间存在宽阔连续的高流通量廊道;林波波国家公园与马普托国家公园之间的南部廊道表现出最高的连通性值,但存在单一显著瓶颈,克鲁格国家公园在其中发挥关键结构性连接作用;林波波国家公园与班亨国家公园之间呈现明确但局部化的潜在廊道;戈纳雷宗国家公园与林波波国家公园之间连通性极弱,仅为狭窄的间断性通道;戈纳雷宗国家公园与班亨国家公园之间连通性薄弱且呈碎片化;卢邦博跨境保护区与大林波波跨境保护区之间的关键连通区域分布于马图图伊内、纳马查、博阿内、马托拉、莫安巴和马辛格等行政区。整体而言,大林波波跨境保护区内部的连通性较其与卢邦博跨境保护区的连接更为破碎化,表明公园间距离与空间配置对功能性连通性具有关键影响。

讨论部分指出,人类压力在区域尺度上主导着非洲草原象的分布格局,这与以往研究一致;同时,水源附近的人象空间重叠加剧了资源竞争与冲突风险。国家公园内象群数量的增长虽为保育成就,但生态禁锢可能导致植被退化,而向低密度区域的扩散受限。研究强调应从核心地保护转向积极管理周边景观基质,通过生境恢复、障碍减缓和踏脚石生境保护来维持功能性连通性。尽管许多关键连通区域穿越高强度人为改造景观,表明若自然与半自然要素保持足够连接,重度改造景观仍可保留较高程度的功能性连通性,但这些廊道的脆弱性不容忽视,亟需整合早期预警系统与野生动物兼容性农业等冲突减缓策略。社区管理保护地、保护租赁及非政府组织-政府合作等实践案例显示,廊道实施的成功取决于法律明确性、包容性治理、跨部门协调和长期资金保障。该研究提供了空间明确的连续连通性表面,为保护规划决策提供了循证基础。研究局限性包括:27头个体的遥测数据样本量可能未能完整捕捉不同年龄组、性别和社会结构的移动变异性;种群水平建模方法可能掩盖个体差异;以利用概率作为通透性的代理存在简化假设;环境数据在时序一致性和空间分辨率方面存在不足。研究人员建议未来整合更高分辨率和时间匹配的环境数据层、扩展遥测数据集,并建立跨境机构数据共享框架,以增强连通性建模的预测能力与保护相关性。

研究结论翻译:功能性生态廊道依赖于强有力的政治承诺、有效的跨境合作、融入土地利用规划、当地社区的积极参与、可持续的长期资金以及持续的生态监测。尽管本研究聚焦于非洲草原象,但通过基于科学的保护规划应用这些原则,可以支持更广泛的生态过程并使多个物种受益。这种方法将增强大林波波跨境保护区和卢邦博跨境保护区作为真正相互连接的生态网络,保障长期生态系统功能,并促进非洲生物多样性最丰富地区之一的人兽共存。

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