干旱驱动骡鹿行为转变：利用ECOSTRESS遥感数据揭示其对灌溉农田的依赖性增强

《Ecological Applications》：Acute drought desiccates highly used habitat and drives herbivores into irrigated croplands

　　本文编辑推荐：本研究创新性地利用NASA的ECOSTRESS（生态系统空间热辐射计实验）高分辨率（70米）蒸散发（ET）数据，揭示了在2021年北美西南部极端干旱期间，骡鹿（Odocoileus hemionus）的栖息地选择发生了显著转变。研究表明，当自然灌木丛的ET值低于1.03毫米/天时，骡鹿会增强对灌溉农田（风险较高但资源稳定）的选择，以应对自然植被的干枯。这项工作将遥感生态学与动物行为学相结合，为理解气候变化下水资源稀缺如何加剧人兽冲突（Human-wildlife conflict）提供了关键见解，并对干旱区野生动物的适应性管理具有重要启示。

　　

材料与方法

本研究以美国犹他州三个地区（北部的Eagle Mountain、中部的Monroe Mountain和东南部的San Juan Mountains）的骡鹿种群为研究对象。研究对比了骡鹿在非干旱基准年（2019年夏季）与急性干旱年（2021年夏季）的栖息地选择模式。2021年，犹他州超过90%的区域，包括所有三个研究区，经历了极端或异常干旱，而2019年同期全州99%的地区无干旱。

研究人员通过直升机网捕的方式为骡鹿佩戴了GPS项圈，并获取了其在夏季（5月至7月）的位置数据。夏季是骡鹿产仔和哺乳的关键时期，对 forage 植物的营养价值变化最为敏感。研究采用了资源选择函数（Resource Selection Function）框架，将骡鹿的实际GPS定位点（used locations）与其家域范围内的随机点（available locations）进行对比，以评估其对不同环境因子的选择偏好。

关键的环境变量包括：海拔、源自MODIS的每日归一化植被指数（NDVI，500米分辨率）、土地利用类型（主要关注灌木地、森林和农作物）以及源自NASA ECOSTRESS任务的蒸散发（ET）数据。ECOSTRESS提供了高分辨率（70米）的日蒸散发量，这是衡量植被水分蒸腾和土壤蒸发总量的指标，能更直接地反映植被的水分状况和“多汁性”（succulence），与 forage 质量密切相关。

研究结果

统计分析表明，包含蒸散发变量的模型能更好地解释骡鹿的栖息地选择行为。最优化模型揭示了骡鹿的选择模式在干旱年与基准年之间存在显著差异。

在基准年（2019），当灌木丛和农作物的蒸散发率较低时，骡鹿更倾向于选择自然的灌木丛栖息地，这提供了食物且人类干扰风险较低。然而，随着蒸散发率的升高，骡鹿对灌木丛的选择性增强，表明 forage 的适口性与蒸散发率呈正相关。更重要的是，当蒸散发率超过约1.03毫米/天时，骡鹿对农作物的选择强度开始超过对灌木丛的选择。这表明，当自然植被保持较高的水分和营养价值时，骡鹿愿意承受更高的人类活动风险去获取质量更优的农作物资源。

在急性干旱年（2021），骡鹿的栖息地选择模式发生了明显转变。它们对农作物的选择强度显著增加，而对灌木丛的选择强度则相对基准年减弱，甚至在某些情况下表现出回避。具体数据表明，骡鹿对灌木丛的实际使用比例从基准年的57.0%下降到干旱年的44.6%，而对农作物的使用比例则从6.2%上升至11.8%。

这种行为转变与自然栖息地的干旱化直接相关。对研究区内灌木丛生境的蒸散发数据分析显示，在基准年，有68.8%的灌木丛区域其蒸散发率高于上述的1.03毫米/天阈值。而在干旱年，这一比例急剧下降至27.2%。这意味着，急性干旱导致超过40%的高质量（高蒸散发）灌木丛栖息地变得不再适宜，相当于研究区域总面积约21.8%的 prime 栖息地丧失。与此形成对比的是，由于灌溉的存在，农田的蒸散发率在干旱年间保持相对稳定，从而成为干旱环境中一个稳定且富有吸引力的资源点。

讨论

本研究结果表明，急性干旱通过降低自然灌木丛栖息地的植被水分状况（表现为蒸散发率下降），改变了骡鹿的食物-风险权衡策略。当自然 forage 的质量因缺水而下降时，骡鹿会调整其觅食行为，更多地利用人类活动频繁但资源稳定的灌溉农田。这种行为适应策略可能在短期内帮助骡鹿缓解干旱带来的营养压力。

然而，这种向人类活动区域靠拢的行为也潜在地加剧了人兽冲突的风险，例如农作物损害、财产损失以及车辆碰撞事故的增加。本研究的结果与全球范围内关于气候变化加剧人兽冲突的观察相一致。在干旱等资源压力下，许多野生动物物种（如黑熊、大象等）都表现出类似的对人工景观的利用增加。

本研究的一个突出贡献是引入了ECOSTRESS遥感数据提供的蒸散发指标。结果表明，与广泛使用的NDVI相比，蒸散发能提供关于植被水分状况的补充信息，从而更精细地揭示驱动草食动物觅食决策的机制。蒸散发直接关联植物的生理状态和水分可利用性，是评估干旱环境下 forage 质量的一个有力工具。

结论与展望

随着气候变化预计将导致更频繁、更强烈的干旱事件，理解野生动物如何行为适应至关重要。本研究揭示了水资源稀缺如何通过改变栖息地质量梯度，促使野生动物更多地利用人类主导的景观，从而可能增加冲突。未来的研究可以结合地面测量的精细尺度 forage 质量和动物生理数据，以进一步阐明水分可利用性如何调节觅食决策。

研究结果对适应性野生动物管理具有启示意义。例如，在规划生态廊道或道路穿越设施时，应考虑在干旱期如何引导野生动物安全获取有限的水资源和食物，同时避开高风险区域。将气候变化和野生动物需求整合到栖息地选择和连通性模型中，有助于预测未来人兽交互界面的变化，并为促进人类与野生动物在变化环境中共存提供科学基础。