东北虎生境动态和资源选择研究

Tiger Panthera tigris populations have declined dramatically in the northeast China and the Russian Far East, and remaining populations are highly endangered as a result of the negative impact of human-induced habitat reduction and degradation.Identifying the factors which affect its distribution and connectivity among habitat fragments is an essential part of conservation efforts, and mapping habitat suitability areas are attractive management tools for identifying conservation needs. We have established a field platform on Amur tiger and its prey across the border of China and Russian since 2007. In this study, we will use Landsat and MODIS satellite imagery and derived products to create a 30+ year spatial database all major forest disturbances (selective logging, fire, fragmentation and deforestation) across the entire range of Amur tigers, and to assess how human-induced disturbance processes to explain the spatial distribution and relative abundance of the region's endangered Amur tiger population. We use the survey technology of camera-trapping and transect-sampling to determine the amount and distribution of tiger and its prey and to identify the factors which affect the distribution of tigers. We will develop a quantitative habitat selection model to address habitat selection and identify high quality habitat for the Amur Tiger. We establish a species distribution model for Amur tigers to provide some insight into the potential impact of future climate and land cover change scenarios on its distribution. Our data and result is to aid in the development of habitat management and protection guidelines for Amur tiger in a fragmented landscape.

东北虎作为温带针阔混交林的旗舰种仅仅经过100多年就变为濒危物种，种群数量从上世纪初的2500多只骤降为500只左右，从中国东北退缩到俄罗斯远东锡霍特山脉。面对生境的丧失和退化，研究不同干扰景观中影响东北虎生境利用的因子并评估其重要性，是满足东北虎生存繁殖的关键。我们已在中俄边界建立了"东北虎及有蹄类动物多样性长期观测平台"，开展定位观测6年。本研究将在前期数据积累的基础上，利用多分辨率遥感数据和开发新算法研究人类活动对东北虎生境的干扰过程；通过红外相机陷阱和足迹样线技术对东北虎及猎物种群分布、数量和不同干扰生境进行调查，研究虎及猎物的分布与不同生境类型和干扰状态的关系，确定影响东北虎生境选择的主要因子；建立可量化的生境选择模型，评价东北虎种群的生境适宜性和划定生态廊道及保护景观；通过物种分布模型途径预测东北虎生境对气候和土地利用变化的响应。研究结果将为我国东北虎保护提供科学建议。

作为生物链顶端物种，野生虎在维持亚洲温带针阔混交林生态平衡中具有极为重要的作用，也是判断森林生态系统健康水平的重要标志，所以评估中国境内东北虎的种群现状及其濒危机制具有重要的科学和保护应用价值。我们在中国东北中俄边界区应用红外相机陷井技术建立了一个大尺度的动物多样性定位监测平台，覆盖面积6000多平方公里。我们综合应用空间捕获-再捕获模型、占域模型、物种分布模型、约束性分析方法，并结合MODIS NDVI遥感数据，系统研究了东北虎的种群数量、空间分布及其影响因子、生境适宜性和变化。结果显示，2012-2016年期间至少有27只东北虎长期活动于中俄边界区，种群密度为0.24-0.30只/100km2，首次科学证实中国境内还残存野生虎种群。但进一步研究发现大面积高强度、密集的放牧和人类活动显著降低了东北虎主要猎物（特别是梅花鹿）的多度和空间分布，导致该虎种群不能进一步扩散到东北腹地的广阔林区。生境选择与适宜性分析显示东北虎的生境利用概率与放牧、到居民点和道路的距离显著负相关，与梅花鹿的多度和森林覆盖显示显著的正相关。这些发现为我们识别中国境内东北虎种群濒危机制和提供有效保护奠定了重要的科学基础。基于2000-2014年遥感数据的森林生境趋势变化分析显示中国境内已经实施的天然保护工程显著提高了森林生境质量，但俄罗斯境内森林采伐导致虎的生境进一步破碎和退化。最后我们提出了中国境内东北虎景观保护的建议。研究成果被吉林省政府和中央采纳，直接推动了中国野生东北虎豹国家公园体制试点的建设。Science杂志对我们东北虎的研究给予了专门报道。