[论文解读] Effects of free-ranging livestock on sympatric herbivores at fine spatiotemporal scales

Rongna Feng, Xinyue Lü+8 more|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 2018

Wildlife Ecology and Conservation参考文献 63被引用 11

一句话总结

本研究利用相机陷阱数据和先进的可占据模型，调查了中国东北虎豹国家公园内放养牛群对同域偶蹄类动物——野猪、狍鹿和赤鹿——在细尺度时空上的影响。研究发现，放牧牛群显著减少了与这三种偶蹄类动物的相遇频率，其中赤鹿表现出强烈的回避行为，表明存在负面生物相互作用，威胁到人类主导景观中捕食者-猎物关系的稳定与生物多样性保护。

ABSTRACT

Understanding wildlife-livestock interactions is crucial for the design and management of protected areas that aim to conserve large mammal communities undergoing conflicts with humans worldwide. An example of the need to quantify the strength and direction of species interactions is the conservation of big cats in newly established protected areas in China. Currently, free-ranging livestock degrade the food and habitat of the endangered Amur tiger and Amur leopard in the forest landscapes of Northeast China, but quantitative assessments of how livestock affect the use of habitat by the major ungulate prey of these predators are very limited. Here, we examined livestock-ungulate interactions using large-scale camera-trap data in the newly established Tiger and Leopard National Park in Northeast China, which borders Russia. We used N-mixture models, two-species occupancy models and activity pattern overlap to understand the effects of cattle grazing on three ungulate species (wild boar, roe deer and sika deer) at a fine spatiotemporal scale. Our results showed that incorporating the biotic interactions with cattle had significant negative effects on encounters with three ungulates; sika deer were particularly displaced as more cattle encroached on forest habitat, as they exhibited low levels of co-occurrence with cattle in terms of habitat use. These results, combined with spatiotemporal overlap, suggested fine-scale avoidance behaviours, and they can help to refine strategies for the conservation of tigers, leopards and their prey in human-dominated transboundary landscapes. Progressively controlling cattle and the impact of cattle on biodiversity while simultaneously addressing the economic needs of local communities should be key priority actions for the Chinese government.

研究动机与目标

• 量化新设立保护区中放牧牲畜对同域草食动物在细尺度时空上的影响。
• 评估牛群存在对东北虎和豹子关键偶蹄类猎物物种栖息地利用和活动节律的影响。
• 通过识别牲畜与本地草食动物之间的负面相互作用，为大型食肉动物及其猎物的保护策略提供依据。
• 通过整合生态与社会经济优先事项，支持在人类主导景观中开展跨境保护规划。

提出的方法

• 在中国东北虎豹国家公园的森林栖息地中，大规模收集相机陷阱数据。
• 应用N-混合模型估计检测概率和物种丰度，同时考虑检测不完善的问题。
• 使用双物种可占据模型评估牛群与三种偶蹄类动物（野猪、狍鹿、赤鹿）之间的共现模式。
• 分析时空活动重叠，以评估时间上的分离程度及潜在竞争关系。
• 引入空间和时间协变量，建模牛群存在对偶蹄类动物共享栖息地利用的影响。
• 利用考虑检测不完善和物种特异性响应的统计模型，评估生物相互作用的强度与方向。

实验结果

研究问题

• RQ1 放牧牛群的存在如何影响同域偶蹄类动物在共享森林栖息地中的可检测性与可占据性？
• RQ2 赤鹿、狍鹿和野猪在栖息地利用中对牛群的时空回避程度如何？
• RQ3 牛群与偶蹄类动物的活动节律重叠程度如何？这是否暗示竞争或共存关系？
• RQ4 牛群密度在细尺度时空上如何影响本地偶蹄类动物对栖息地的相对利用程度？
• RQ5 牲畜与偶蹄类动物之间的相互作用对保护顶级捕食者（如东北虎和豹子）有何影响？

主要发现

• 牛群的存在对研究区域内所有三种偶蹄类动物——野猪、狍鹿和赤鹿——的检测率和可占据性均产生显著负面影响。
• 赤鹿对牛群表现出最强的回避行为，其在空间和时间上的共现水平极低，表明其对牲畜存在的高度敏感性。
• 细尺度时空重叠分析显示，赤鹿会主动避开牛群活动频繁的区域和时段，表明存在行为上的空间位移。
• 牛群入侵导致森林栖息地质量下降，其负面影响在牛群活动频繁的森林区域尤为显著，对本地偶蹄类动物的栖息地质量构成威胁。
• 双物种可占据模型证实，即使在考虑检测偏差后，牛群的存在仍显著降低了赤鹿的检测概率。
• 结果表明，不受控制的牛群放牧会通过破坏关键食肉动物猎物种群的栖息地和食物资源，削弱保护区的保护价值。