精准调控火烧,守护佛罗里达沼蛙:长叶松生态系统中两栖保护新策略

《Fire Ecology》:Prescribed fire promotes colonization by the Florida bog frog

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Fire Ecology 3.6

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  在生物多样性保护中,理解火烧制度对物种影响至关重要。为探究火烧对佛罗里达沼蛙(Rana okaloosae)的影响,研究人员在埃格林空军基地开展研究。结果发现,历史火烧间隔影响初始位点占有率,频繁火烧利于沼蛙扩散与定殖。该研究为保护沼蛙及类似物种提供了重要依据。

  在广袤的自然生态系统中,火,既是塑造者,也是破坏者。对于依赖特定栖息地的物种而言,火的影响深远且复杂。在长叶松生态系统里,以往的火管理制度发生改变,这不仅让植物种群产生变化,还致使一些特有野生动物数量减少。而对于栖息在河岸区域的两栖动物来说,火对其种群的影响尚未被充分了解。佛罗里达沼蛙(Rana okaloosae)作为佛罗里达西北部的特有物种,由于其数量稀少,栖息地因缺乏适当的火维护而不断丧失,已被列为受威胁物种。为了深入了解火对佛罗里达沼蛙的影响,来自 Virginia Tech 等机构的研究人员展开了一系列研究,相关成果发表在《Fire Ecology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在数据收集方面,从 2006 年到 2022 年,他们在埃格林空军基地的 151 个与溪流相关的位点进行了沼蛙叫声调查,以此确定沼蛙的分布情况。同时,提取了土地覆盖类型、计算了溪流弯曲度(stream sinuosity)和火烧间隔等环境协变量。在分析方法上,构建了空间明确的动态占有模型,该模型整合了生态过程和观察过程子模型,用于评估沼蛙的占有率、定殖和灭绝动态。

研究结果如下:

  1. 占有率相关因素:历史火烧间隔是初始位点占有率的唯一预测因子。在 1985 年至 2005 年期间,平均每 2 年火烧一次的位点,在 2006 年被沼蛙占据的可能性是每 10 年火烧一次位点的两倍。而溪流弯曲度以及位点周边 125 米缓冲区内湿地、高地或平坦林地的比例,与初始位点占有率并无关联。
  2. 种群动态变化:在研究的前 8 年,被占据的位点数量相对稳定,之后在 2014 - 2016 年略有下降,2016 - 2022 年又持续增加。在 17 年的监测中,沼蛙的中位灭绝率为 0.09。
  3. 定殖影响因素:定殖率受与相邻位点的距离和火烧频率的影响。未被占据的位点距离最近的被占据位点小于 1 千米时更易被定殖,距离超过 2 千米则从未被定殖。并且,在研究期间频繁火烧的位点,被定殖的可能性更高。

研究结论和讨论部分指出,尽管研究期间位点更替明显,但总体占有率随时间相对稳定。虽然栖息地特征未能解释沼蛙的出现情况,但历史火烧间隔与初始占有率密切相关。沼蛙似乎形成了三个不同的集合种群(metapopulation),其中一个在 2011 年后疑似灭绝。由于沼蛙的扩散主要发生在距离较近的位点之间,且频繁火烧有利于位点的定殖,所以火在维持沼蛙种群动态中起着关键作用。这一研究表明,火烧是改善和维持沼蛙栖息地质量的有效工具,后续应进一步研究火对栖息地植被和结构成分的影响,以及这些成分如何影响沼蛙的繁殖和生存。同时,该研究为保护佛罗里达沼蛙及其他类似物种提供了重要的理论依据,强调了长期监测和针对性管理的重要性,有助于在生物多样性保护工作中做出更科学的决策。

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