植被恢复是否限制了食草动物的栖息地利用？十年来的证据揭示了潜在的生态不匹配现象 刘志伟、 程张峰、 郭睿、 雷倩、 关柳林、 宋晓、 赵珊珊、 徐爱春

《Biology》：Does Vegetation Recovery Limit the Habitat Use of Herbivore? Decadal Evidence of a Potential Ecological Mismatch Zhiwei Liu, Zhangfeng Cheng, Rui Guo, Qian Lei, Liulin Guan, Xiao Song, Shanshan Zhao and Aichun Xu

　　

在大规模森林生态恢复背景下，研究人员考察了梅花鹿十年（2015-2024）活动强度与植被（叶面积指数和归一化植被指数）、地形及人为因素之间的关系。研究发现梅花鹿的活动强度随时间持续增加。植被指数对梅花鹿活动的影响微弱且具有周期性，而地形和人为变量则表现出显著效应。研究结果表明，保护区内的植被恢复并不自动改善林栖草食动物的栖息地质量，并可能导致潜在的生态错配。

论文解读

研究背景与意义

在全球范围内，大规模的森林生态恢复计划（如中国的天然林保护工程）旨在提升森林覆盖率，这通常被认为会改善依赖森林的草食动物栖息地质量并促进种群增长。然而，在自然保护区尺度上，植被恢复是否真正有利于局部区域的草食动物种群仍存在争议。随着植被演替和林冠郁闭度的增加，林下光照减少可能抑制草本和灌木层的生长，从而减少有蹄类动物的觅食资源，导致植被特征与种群动态之间出现“生态错配”。此外，以往研究多依赖短期监测数据或单一的植被指数（如NDVI），难以全面表征森林结构变化对野生动物的影响。为此，研究人员以濒危物种华南梅花鹿（Cervus nippon kopschi）及其主要分布区——清凉峰生物圈保护区为研究对象，利用长达十年的红外相机监测数据，结合叶面积指数（LAI）与归一化植被指数（NDVI），深入探究了草食动物对植被恢复的响应机制。该研究为理解森林恢复背景下大型草食动物的生境利用提供了重要的实证依据，相关成果发表在《Biology》期刊。

关键技术方法

研究人员在清凉峰生物圈保护区内设置了107个1 km × 1 km的网格，部署了58台红外相机进行长期监测（2015-2024）。通过提取MODIS遥感数据（MCD15A3H和MOD13Q1产品）计算年度平均LAI和NDVI，并结合地形（海拔、坡度）、水文（距水源距离）及人为干扰（距居民点、道路距离）等环境变量。采用广义线性混合模型（GLMM）和广义线性模型（GLM）分析梅花鹿活动强度与环境因子的关系，并通过断点回归分析植被指数的时间变化趋势。

研究结果

1. 梅花鹿的时空格局

基于超过17万天的相机监测数据，时间序列分析显示，2015年至2024年间，华南梅花鹿的独立有效照片数和相对多度指数均呈现一致且显著的上升趋势。似然比检验（LRT）证实年份对活动强度有显著的正向影响。空间分布上，高密度区域随时间有所扩散。

2. 植被恢复的时空格局

网格尺度的单因素方差分析（ANOVA）表明，LAI和NDVI在年际间均存在显著差异。具体而言，LAI表现出较大的变异性且无稳定趋势；而NDVI的断点回归分析识别出约在2021年存在一个显著的时间断点，此前NDVI呈显著增加趋势，此后则显著下降。空间上，两种植被指数均呈现南高北低、西高东低的梯度格局，但变化趋势在空间上表现出不一致性。

3. 植被及其他环境变量的贡献

全时期模型平均结果显示，LAI和NDVI对梅花鹿活动强度的影响均为负向且不显著。相比之下，距居民点距离呈显著负效应，而距道路距离、海拔和年份呈显著正效应。特定年份分析显示，环境变量对梅花鹿活动的影响存在年际异质性：LAI在2015和2016年呈显著负效应，而NDVI在2019和2023年呈显著负效应。

讨论与结论

研究结果表明，尽管保护区实施了严格的生态保护政策，植被恢复进程呈现出明显的年际和空间异质性。虽然植被恢复并未直接导致梅花鹿种群增长的受限（种群数量仍在上升），但植被指数（LAI/NDVI）在多数模型中表现出负向但不显著的趋势，这暗示了潜在的生态错配可能处于初级阶段或存在滞后效应。此外，由于梅花鹿种群密度较低且缺乏大型肉食动物，密度制约因素可能掩盖了植被结构与种群动态的关系。地形和人为干扰因子（如海拔、道路、居民点）被确认为影响梅花鹿生境利用的关键驱动因子。研究建议，未来应加强对梅花鹿微生境的实地调查，结合长期监测数据，识别并缓解植被恢复与草食动物需求之间的错位，以实现区域可持续发展的适应性管理。