顶级捕食者利用有利的雪况，在各种狩猎模式下展开捕猎活动

《Journal of Animal Ecology》：Apex predators exploit advantageous snow conditions across hunting modes

　　研究雪地特性对美洲狮和狼冬季运动及捕猎的影响。结合物理模型与追踪数据，发现雪的深度和密度显著影响栖息地选择：美洲狮偏好中等深度（50cm）和极高密度（>400kg/m3）的雪，狼则倾向于较浅（<35cm）且密度适中（200-350kg/m3）的雪。结果揭示雪地条件在气候变化下可能对生态系统产生级联效应。

　　在当前的生态系统中，顶级捕食者的行为与环境条件密切相关，尤其是栖息地的特征和猎物的分布。这些因素共同作用，影响捕食者的捕猎效率，进而对整个生态系统的结构和功能产生深远的影响。随着气候变化的加剧，一些栖息地的组成，如积雪覆盖，正在发生变化，这可能导致某些功能特征在新的环境条件下变得更为有效或失效，从而改变捕食者与猎物之间的互动模式。

捕猎方式是影响捕食者如何选择适宜环境进行捕猎的重要功能特征之一。以灰狼为代表的奔跑型捕食者通常依赖于开阔且平坦的地形来发现猎物并展开追逐。相比之下，以美洲狮为代表的伏击型捕食者更倾向于选择地形复杂、结构多样的区域，以便于隐蔽接近并发动突然攻击。在积雪环境中，捕猎者与猎物之间的移动优势可能因积雪的深度和密度而有所不同。例如，积雪较深时，奔跑型捕食者可能因为其较高的移动速度而更易捕获大型有蹄类猎物，而伏击型捕食者则可能因积雪对猎物的限制而更难成功捕猎。然而，关于伏击型捕食者是否利用积雪环境进行捕猎的研究仍较为有限。

本研究聚焦于两种在华盛顿州共存的顶级捕食者——美洲狮和灰狼，以及它们的主要猎物——骡鹿和白尾鹿。通过结合物理模型预测的积雪数据、GPS定位数据以及捕食事件调查，我们旨在验证一个假设：积雪特性对奔跑型捕食者的冬季活动影响更大。我们首先利用2017至2021年的数据，构建了冬季猎物分布模型，以控制猎物密度的变化。随后，我们使用这些模型输出，结合积雪属性和其他景观特征，生成了捕食者移动的步选择函数（Step Selection Functions, SSFs），从而分析积雪对捕食者行为的影响。

研究发现，积雪深度和密度的相互作用是影响两种捕食者移动的重要因素。对于灰狼而言，它们倾向于选择较浅且密度较低的积雪环境，但在密度较高的情况下，即使积雪较深，也会更愿意进入。相比之下，美洲狮则表现出对深且密积雪环境的偏好，而避免较深的积雪。这种选择模式不仅影响了捕食者的移动轨迹，还影响了它们的捕食地点分布。对于美洲狮而言，积雪深度和密度对捕食地点的选择具有显著影响，而灰狼由于样本量不足，无法进行类似的分析。

研究结果表明，积雪是大型食肉动物活动的重要组成部分，无论其捕猎方式如何。随着全球变暖的持续，积雪量的减少可能对多种大型食肉动物的捕猎成功率产生负面影响，进而改变捕食者与猎物之间的互动关系，引发生态系统层面的连锁反应。积雪不仅影响捕食者的移动效率，还影响猎物的生存状况。在积雪较厚的冬季，有蹄类动物的能量消耗增加，身体状况恶化，使得较弱个体更容易成为捕食目标。因此，积雪为捕食者提供了双重优势：更优的捕猎条件和猎物的更高可捕性。

本研究利用积雪模型和GPS定位数据，对两种捕食者及其猎物的活动模式进行了系统分析。我们首先获取了华盛顿州两个研究区域的积雪数据，并通过NASA的超级计算机运行了一个并行化的积雪演化模型，以生成高分辨率的积雪深度和密度数据。接着，我们结合这些数据与猎物分布信息，构建了捕食者移动的步选择函数。这些函数不仅考虑了积雪属性，还整合了其他景观特征，如地形复杂度和植被类型，以全面评估捕食者在不同环境条件下的选择行为。

在分析过程中，我们采用了条件广义加性模型（Conditional Generalized Additive Models, GAMs）来预测环境变量对捕食者步选择的影响。GAMs能够处理非线性关系，并在预期存在阈值或复杂交互时特别有用。我们使用张量积来建模积雪深度和密度之间的交互作用，并通过交叉验证方法评估模型的可靠性。结果显示，积雪深度和密度的交互作用对捕食者移动和捕食地点的选择具有显著影响。对于美洲狮而言，积雪较深且密度较高时，其捕食成功率更高，而灰狼则表现出对较浅且密度较低积雪的偏好。

此外，我们还对捕食事件的地点进行了分析。通过结合GPS定位数据和死亡地点调查，我们构建了捕食事件的分布模型。结果显示，积雪对捕食地点的选择具有重要影响，尤其是在积雪深度和密度较高的区域。这种影响不仅体现在捕食者的移动模式上，还影响了它们的捕猎成功率。研究还指出，捕食者和猎物的活动模式在积雪环境中发生了显著变化，这种变化可能对整个生态系统的结构和功能产生深远影响。

综上所述，积雪作为关键的环境因素，对大型食肉动物的活动和捕猎行为具有重要影响。随着全球气候变暖，积雪量的减少可能对多种捕食者的生存和捕猎成功率产生负面影响，进而改变捕食者与猎物之间的互动关系，影响整个生态系统的动态平衡。因此，量化积雪特性与捕食者功能特征之间的相互作用，对于预测未来生态系统的变化具有重要意义。通过深入研究积雪对捕食者行为的影响，我们能够更好地理解捕食者如何适应不断变化的环境条件，并为生态保护和管理提供科学依据。