《Ecological Applications》:Space-use by feral cattle and horses shapes vegetation structure in a trophic rewilding area
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本研究通过GPS追踪与遥感技术,揭示了丹麦120公顷再野化区内野生牛(Bos taurus)和马(Equus ferus caballus)的空间利用偏好如何驱动植被结构变化。研究发现:1)动物偏好由植被密度(LiDAR)和景观连通性(地形阻力)共同决定;2)人工设施(如庇护所)对空间利用有超预期吸引力;3)动物活动显著抑制开放/半开放区域植被密化(NDVI负相关),并增强植被对干旱的敏感性及恢复力;4)物种间季节性空间利用分化(如冬季牛偏好短植被、马偏好高植被)凸显功能多样性对生态异质性的价值。成果为温带欧洲通过营养级再野化调控植被演替提供了关键实证。
动物空间利用
通过GPS项圈追踪(2017-2021年)和状态空间模型结合步选择函数(SSF)分析发现,牛和马的空间利用偏好高度相关(Spearman's ρ=0.87-0.95),但实际利用区域重叠有限(ρ=0.41)。植被密度(LiDAR点云密度)和景观连通性(基于地形能耗的移动阻力)是两大核心预测因子。牛表现出更强的季节性与状态依赖性偏好:冬季将觅食区域收缩至特定草地斑块,而马全年广泛利用空间。在资源稀缺期,二者空间利用策略显著分化——马增加木本植物摄取并扩大探索范围,牛则聚焦常绿灌木(如悬钩子属Rubus),印证了功能互补性假说(H1c)。
植被特征与地形影响
植被高度类别(低矮<0.5米、中等0.5-7米、高大>7米)对整体偏好预测力有限,但细分显示:牛在冬季偏好短植被,马则全年倾向高大植被。归一化植被指数(NDVI)仅与牛偏好正相关(尤其在冬季),而植被密度对两物种均有强吸引力,表明半开放灌丛(如金雀花Cytisus scoparius)可能平衡了庇护、觅食与移动阻力。地形连通性对较重体型的牛影响更显著,凸显地貌多样性在保护地规划中的重要性(H1d)。
人工基础设施的意外吸引力
与假设(H1f)相反,人工庇护所是空间利用的最强预测因子(马尤为突出),其吸引力甚至超过自然替代物。牛在休息状态时对庇护所依赖更强,而马全年受其吸引。人工水源和矿物盐块也有显著影响,但强度较低。这一发现警示再野化项目中需审慎规划人工设施布局。
植被变化与动物利用的关联
2018年泛欧干旱事件成为关键自然实验:低矮植被NDVI下降0.12单位,但次年快速恢复;高大植被则持续增长(+0.07单位)。动物空间利用与NDVI变化呈显著负相关(2017-2022年整体),尤其在中等高度植被区(灌丛)。模型显示,加入牛的空间利用数据可将NDVI变化解释偏差提升2%-4%(干旱期达43%),表明其抑制植被密化作用强于马。干旱期间,高利用区植被NDVI降幅更大但恢复更快,体现动物压力下的"高敏感-高韧性"特征。
景观尺度异质性未如预期增长
尽管动物活动维持了局部开放斑块,但景观整体NDVI异质性在再野化后未升反降,可能与灌丛加速扩张(如金雀花)及禾草-杂类草转化有关。2020年种群数量减少2/3后,植被普遍"绿度"增加,但与空间利用强度无明确关联,暗示生物与非生物因子(如干旱、土壤)共同调控植被动态。
研究局限与启示
仅4个GPS项圈(每物种2个)可能限制行为代表性;NDVI对冠层下层结构变化不敏感;人工设施单一性可能放大其影响。未来需结合主动遥感(如重复ALS)量化三维植被变化。研究证实,温带再野化中大型食草动物可通过空间利用自主塑造植被 mosaics,为应对气候变暖与极端事件下的生物多样性保护提供新路径。