Widespread range contraction of carnivores in protected areas of China来自 Widespread range contraction of carnivores in protected areas of China | Nature Sustainability 基本信息题目中英文对照Widespread range contraction of carnivores in protected areas of China中国自然保护区内食肉动物分布区广泛收缩期刊名称Nature Sustainability发表时间2026年5月27日在线发表作者信息Jiekun He, Ludan Zhang, Jiehua Yu, Fang Wang, Zhishu Xiao, Jiajia LiuDOI10.1038/s41893-026-01855-2【核心观点】总结本研究对比了20世纪50至70年代的历史调查与2008至2021年间中国85个自然保护区的红外相机监测数据系统定量评估了82种大中型哺乳动物的分布区收缩特征。研究发现食肉动物在保护区内发生了极其严重的分布区收缩从59.4%的历史分布保护区中消失这一丧失速率显著高于有蹄类动物37.2%。超过70%的保护区失去了半数以上的食肉动物物种且中国南方保护区成为食肉动物分布区收缩的热点区域。结果表明虽然现有保护区有效地保留了有蹄类等草食动物但未能阻断顶级捕食者的退化亟需在保护栖息地之外启动针对历史食肉动物群落的恢复与重引入计划。️ 一、 引言部分简要总结 (Introduction Summary)现实与科学背景物种分布区收缩是全球生物多样性危机的核心表现对大中型哺乳动物尤为严重。自然保护区作为生物多样性保护的基石通常被认为能够提供受人为干扰较小的大面积天然栖息地。然而全球许多保护区仍遭受历史与现实栖息地退化和过度利用的叠加影响导致保护区内部出现“空林”Empty forest现象进而引发营养级级联衰退Trophic downgrading和生态系统韧性下降。局限性与核心科学问题中国拥有超过2700个自然保护区覆盖国土面积的15%左右。虽然保护区在森林植被恢复方面取得了显著成效但由于缺乏历史上与当前可比的大尺度长期监测数据现行保护区网络能否有效保留历史野生动物群落结构仍缺乏定量评估。已有研究大多局限于单一物种或局部区域缺乏全国尺度的系统性认识。本研究旨在解答三个核心科学问题一是中国保护区内大中型哺乳动物特别是食肉目与有蹄类的分布区收缩空间格局如何二是物种生活史性状与保护区地理环境特征如何共同驱动分布区收缩三是哪些物种与区域面临最高程度的本地灭绝风险 二、 研究方法详细介绍与分析 (Methodology Framework)空间范围与数据集构建历史调查数据提取自20世纪50至70年代保护区建立初期及之前的综合考察报告、标本采集记录、专家访谈及历史猎捕记录。现状调查数据汇总2008至2021年间中国85个自然保护区的红外相机监测数据累计包含8300个红外相机位点及超过180万个相机工作日。物种筛选严格筛选出分布于陆地生态系统的大中型哺乳动物共82种包含48种食肉目和34种有蹄类。剔除了水生/湿地依赖物种如水獭、水鹿以及历史记录模糊的偶见种在物种级分析中剔除了历史记录少于5个保护区的物种保留56种展开深度分析。环境与生活史性状提取物种性状提取体重Body mass、窝仔数Litter size、世代间隔Generation length、食性多样性、栖息地宽度、气候生态位宽度及历史分布区面积等7项核心生活史与生态性状。保护区特征提取气候变量WorldClim主成分PC1和PC2、地形起伏度海拔范围、保护区面积、保护级别国家级 vs 地方级、人类足迹指数均值Mean HFP、人类足迹变化量HFP change以及胡焕庸线划分东西部人文地理屏障。统计模型与工作流系统发育信号与性状模型计算 Pagel 的 lambda 值评估分布区收缩率的系统发育保守性。构建系统发育广义最小二乘模型PGLS在纠正物种亲缘关系的基础上筛选驱动物种分布区收缩率的核心生活史性状。保护区尺度物种丧失率模型采用线性混合效应模型LMMs将保护区物种丧失率1 - 现存物种数/历史物种数作为响应变量将动物地理区划和抽样努力量相机工作日设为随机截距评估地理、气候与人文因子的驱动效应。风险预测与优先区识别采用基于10折系统发育块交叉验证10-fold blocked cross-validation的PGLS 模型对历史记录较少的26个物种进行收缩率预测合成82种动物的综合风险排名并识别出分布区收缩风险最高的25%物种及其空间聚集热点。 三、 主要研究结果与充实数据分析 (Main Results Quantified Data)食肉动物与有蹄类分布区收缩的剧烈分化在过去不到一世纪的时间内中国保护区内大中型哺乳动物平均失去了52.3%的历史分布保护区。食肉动物表现出极其剧烈的收缩平均从59.4%的历史记录保护区中消失13种食肉动物失去了80%以上的历史分布点详见 Figure 1a, 1b。大斑灵猫Viverra megaspila和沙狐Vulpes corsac在现状红外相机监测中完全未被记录云豹97.7%、老虎94.7%、草原斑猫/艾鼬94.1%、大灵猫92.7%和豺91.4%的收缩率均超过90%。相比之下有蹄类平均从37.2%的历史分布保护区中消失受受威胁程度显著低于食肉动物Wilcoxon秩和检验P 0.007详见 Figure 1c。野猪Sus scrofa是唯一未发生分布区收缩的物种。图片名Figure 1图例说明Figure 1 | 中国自然保护区哺乳动物分布区收缩率的系统发育分布特征。进化树分支展示了56种大中型哺乳动物的历史记录数、当前记录数及分布区收缩比例a直方图与箱线图展示了食肉目与有蹄类在分布区收缩率上的显著分化b, cPGLS模型揭示了体重和世代间隔对物种分布区收缩率的显著回归系数d。保护区物种保留率的空间与分类不平衡在保护区尺度上仅有52.9%n 46的保护区保留了半数以上的历史物种总数。对于食肉动物高达70.6%的保护区n 60失去了超过一半的历史食肉物种而在有蹄类方面52.9%的保护区保留了70%以上的历史有蹄类物种甚至有17个保护区完全保留了历史记载的所有有蹄类物种详见 Figure 2a-2c。生活史性状与进化历史的约束系统发育信号分析表明分布区收缩率具有显著的系统发育保守性Pagels lambda 0.597P 0.05。PGLS模型证实在纠正进化树影响后体重较大回归系数 beta 12.8P 0.039和世代间隔较短beta -11.8P 0.040的物种发生了更显著的分布区收缩详见 Figure 1d。灵猫科、犬科和猫科的平均收缩率最高。图片名Figure 2图例说明Figure 2 | 中国自然保护区物种丧失率的空间地理格局及驱动因子。展示了85个保护区内食肉动物a、有蹄类b及全部物种c的物种丧失率空间分布线性混合效应模型LMMs拆解了气候PC1、胡焕庸线、地形起伏度及人类足迹变化量对不同类群物种丧失率的标准化回归系数d。地理分布格局与驱动机制解耦中国南方保护区是物种丧失的重灾区详见 Figure 2a, 2b。LMM模型表明气候PC1代表高温高湿特征与食肉动物beta 2.50P 0.001和有蹄类beta 1.92P 0.029的物种丧失率均呈显著正相关。然而两类群的底层人文驱动机制存在本质分化食肉动物的丧失率主要由胡焕庸线beta 12.62P 0.003驱动反映了大尺度历史高强度人类活动如东侧高人口密度、历史猎捕与大规模栖息地破坏的长期遗留效应而有蹄类的丧失率则主要由保护区内的地形起伏度beta 6.35P 0.05和近年人类足迹增加量beta 6.04P 0.05驱动表明其对局地尺度的人类干扰更为敏感详见 Figure 2d。图片名Figure 3图例说明Figure 3 | 分类学与空间维度的保护优先区识别。按科展示了食肉目与有蹄类分布区收缩率的分布及前25%高风险物种a地图展示了每个保护区内包含的前25%高风险食肉动物b和高风险有蹄类c的数量分布格局。保护优先性与高风险物种评估整合实测与PGLS预测数据识别出12种食肉动物和9种有蹄类处于分布区收缩的高风险状态前25%风险序列详见 Figure 3a。高风险食肉动物平均失去了91.3%的历史分布保护区高度集中于南方保护区如华南和西南地区的灵猫科、猫科和犬科物种详见 Figure 3b高风险有蹄类平均失去了59.7%的历史分布点主要集中于西部高海拔与干旱区保护区如藏羚羊、白唇鹿详见 Figure 3c。 四、 讨论部分的不足与未来展望 (Discussion Limitations Perspectives)机制剖析与保护区 paradox 悖论研究揭示了保护区建设中的“生态悖论”虽然国家退耕还林等工程使得保护区内森林覆盖率与植被丰富度迅速回升但顶级食肉动物的广泛消失导致许多保护区沦为“空林”。小型食肉动物如灵猫类因历史上未被列入高层级保护名录长期面临套捕Snares和流浪狗Free-ranging dogs竞争/疾病传播等隐蔽威胁导致其世代间隔短但收缩率异常偏高。顶级捕食者的缺失破坏了食物网结构与养分循环并促使云豹、荒漠猫等物种向边缘严酷生境退缩引发“生态边缘化”Ecological marginalization风险。研究局限性与不确定性来源历史基准线的偏差部分历史记录依赖早期标本采集某些大型食肉动物如虎、豹可能在保护区正式划定前就已经在当地功能性灭绝导致模型可能高估了保护区建立后的实际衰退速率。红外相机抽样空间不均现有红外相机监测网络在南方森林覆盖区密度较高而在西北干旱与高寒地区的覆盖相对稀疏可能对低探测概率物种引入假阴性False absence偏差。微型物种与特异性生境类群的缺失研究聚焦于大中型哺乳动物未能覆盖水生/半水生类群如水獭及小型隐蔽物种后者的分布区动态需依赖针对性样线或分子手段进一步补全。未来保护策略与管理重塑展望从“单纯植被保护”向“食肉动物种群重建”转型未来的保护区管理必须超越单纯的林木郁闭度考核将顶级与中型食肉动物的历史种群恢复作为核心评估指标。消除隐蔽人为胁迫在保护区内部及周边严厉打击偷猎盗猎工具如钢丝套科学管控流浪犬只建立跨保护区的生态廊道以消除种群孤岛化。多模态监测技术并轨构建整合环境DNAeDNA、生物声学Bioacoustics、无人机遥感与红外相机网络的多模态监测体系全面提升对稀有、低密度及边缘化物种的早期预警与动态追踪能力推动保护区从静态的“生物多样性博物馆”向具备完整生态功能的动态演替系统演进。