华北豹栖息地研究的学术报告

作者及发表信息
本研究由北京林业大学信息学院的刘力兮、曾怡（通讯作者）与中国科学院空天信息创新研究院的马勇、姚武韬合作完成，论文《基于集成物种分布模型的历山华北豹栖息地研究》（*Habitat Study of the Northern Chinese Leopard in Alexandria Based on an Integrated Species Distribution Model*）发表于《生态学报》（*Acta Ecologica Sinica*）2025年第45卷第18期，页码8876-8884。研究得到国家自然科学基金项目（42201063）支持。

学术背景
华北豹（*Panthera pardus japonensis*）是中国特有的豹亚种，作为顶级捕食者，其栖息地质量直接影响生态系统平衡。然而，栖息地破碎化、人类活动干扰导致其种群数量锐减，被列为国家Ⅰ级保护动物及IUCN近危物种。历山国家级自然保护区是华北豹的重要栖息地，但此前缺乏针对该区域栖息地适宜性及环境偏好的精细化研究。

本研究旨在通过集成物种分布模型（Ensemble Species Distribution Model, ESDM），结合多源数据（文献、监测数据、环境变量），评估历山保护区华北豹栖息地适宜性，分析其环境偏好，并提出保护策略优化建议。

研究流程与方法
1. 数据收集与处理
- 物种分布数据：整合历史文献、资讯及2022—2023年监测数据，剔除重复点位后获得34个有效华北豹活动位点（图1）。
- 环境变量：选取8类因子，包括气候（WorldClim的19个气象因子）、地形（DEM、坡度、崎岖度）、植被（NDVI）、人为干扰（距道路/居民点距离）等。通过皮尔逊相关性分析（阈值|r|<0.8）避免多重共线性，最终保留土地利用、DEM、NDVI等8个变量。

1. 模型构建与验证

   • 模型选择：基于R语言ssdm包，集成9种单一物种分布模型（如ANN、RF、MaxEnt等），通过AUC（曲线下面积）和TSS（真实技能统计量）评估性能，筛选AUC>0.85的模型（ANN、SVM、RF等5种）进行加权集成。
     
   • 模型验证：80%数据用于训练，20%用于测试，重复10次自举检验。ESDM最终AUC为0.87（TSS=0.56），表明预测能力良好。
     

2. 栖息地适宜性分析

   • 分级标准：将预测结果（0–1）划分为不适宜（0–0.299）、低适宜（0.299–0.455）、中适宜（0.455–0.643）、高适宜（0.643–1）四类。
     
   • 空间分布：高适宜栖息地占保护区34.63%（85.7 km²），中适宜占19.11%（47.41 km²），主要分布于东西两侧，中部被低适宜区分割（图3）。
     

3. 环境因子贡献度分析

   • 关键因子：DEM（21.91%）、NDVI（16.66%）、降水量变异系数（Bio15，14.25%）累计贡献超50%。响应曲线显示华北豹偏好中海拔（800–1400 m）、高NDVI（>0.8）、降水变率大的区域（图5）。
     
   • 人为干扰：距居民点距离贡献度较低（9.54%），且未表现显著回避趋势（适宜性在4000 m后下降），提示人兽冲突潜在风险。
     

主要结果与逻辑关联
1. 栖息地现状：历山保护区保留46%的中高适宜栖息地，但东西两侧被低适宜区分割，可能限制华北豹扩散。核心区与缓冲区设置与高适宜区基本吻合，但部分高适宜区未纳入核心保护范围（图6）。
2. 环境偏好：华北豹选择中海拔、植被茂密、地形崎岖且近水源的区域，与猎物（如狍、野猪）分布和伏击捕食习性相关。人为干扰影响较弱，但需警惕低海拔区域的人类活动压力。
3. 模型创新：ESDM通过集成多模型降低单一模型偏差，提升预测鲁棒性，为栖息地破碎化研究提供方法学支持。

结论与价值
1. 科学价值：首次系统评估历山华北豹栖息地适宜性，揭示其环境选择机制，填补保护区尺度研究的空白。
2. 应用建议：
- 动态调整保护区：将未覆盖的高适宜区纳入核心区，加强东西侧生态廊道建设。
- 减少人为干扰：管控旅游开发与农业生产，修复破碎化栖息地。
3. 生态意义：保护华北豹有助于维持顶级捕食者功能，促进历山生态系统稳定性。

研究亮点
1. 方法创新：融合多源数据与ESDM，提升栖息地预测精度。
2. 保护策略针对性：基于栖息地破碎化特征提出廊道建设与分区优化方案。
3. 人兽冲突新发现：华北豹对居民点无显著回避，需制定预防性管理措施。

其他价值
研究为同类濒危物种栖息地评估提供范式，并验证了NDVI（归一化植被指数）等遥感指标在栖息地研究中的实用性。