物种共存机制是群落生态学和生物多样性保护的重要议题。在全球范围内，不断加剧的人类活动正在深刻影响物种间相互作用，进而重塑物种共存格局。三维生境异质性作为维持物种多样性的重要基础，其生态效应却因传统方法局限于二维平面描述而长期被低估或忽视。因此，在人类主导的三维景观中，人类活动如何通过改变种间关系影响物种共存机制，尚缺乏系统性认识。

近日，中国科学院动物研究所聂永刚研究团队，以四川铁布梅花鹿自然保护区为研究区域，首次将无人机激光雷达技术、红外相机监测技术和多物种、多状态占域模型相结合，量化了人类主导的景观中大中型哺乳动物群落种间空间关联性的动态格局，阐明了物种间的共存机制。研究团队通过引入无人机激光雷达技术实现了三维生境垂直和水平结构异质性的精准量化（图1），同时基于研究区121个位点的长期红外相机监测数据，以10种大中型哺乳动物（包括7种野生动物和3种家养动物）为研究对象（图2），依据营养级关系划分功能类群，构建多物种、多状态占域模型，系统分析物种间两两空间关联性（两个物种间种间关系）和高阶空间关联性（一个物种对另两个物种种间关系的影响），深入揭示种间空间关系的季节动态及其对人类活动与三维生境异质性的响应机制。

研究结果表明，物种间的空间关联性，冬季相比于夏季，表现出更强的负相关或更弱的正相关关系（图3）。散养家畜影响野生动物分布（两两相互作用）和野生动物间的空间关联性（高阶相互作用），其影响程度取决于家畜和野生动物之间的营养关系（捕食或竞争）。家畜对存在竞争关系的野生动物，更多地影响竞争力较弱的一方，进而改变野生动物间的关系。同时家畜也作为捕食者或被捕食者，影响野生动物间的捕食关系。例如，作为狼的替代性猎物，牛可能通过改变捕食压力分配，进而影响狼与梅花鹿、毛冠鹿等物种的空间占域关系。而流浪狗，作为捕食者引入生态系统中，相比于牛、马，会影响更多的野生动物间的关系。

研究进一步发现，除了家畜外，人类干扰会进一步改变物种间的空间关联关系。相反，三维生境异质性则有利于物种原有空间关联关系的维持，包括两两间和复杂的高阶相互作用，从而减轻人类活动对这些关联的影响 （图4）。具体表现为如果两个物种间空间关联性是正向的，三维生境异质性与种间关联性成正相关；如果两两关系是负向的，三维生境异质性与种间关联性则成负相关。总体而言，物种间的相互作用存在季节性变化，人为干扰会改变种间互作关系，同时不同类型的人类干扰存在叠加效应，而三维栖息地异质性会在一定程度缓冲人类活动的影响。因此，未来的物种保护在关注“单一物种”（如旗舰物种）的同时，也应充分考虑“种间关系网络”，在此基础上，明确人为干扰的叠加效应与三维生境的缓冲作用，将其作为维持种间关系网络稳定性的关键因素。本研究为解析哺乳动物群落的维持机制提供了全新视角，也为人类干扰景观中的物种多样性保护与破碎化栖息地修复提供科学信息。

该研究成果以“Habitat heterogeneity and anthropogenic disturbance jointly affect species spatial associations and persistence”为题发表在生态学期刊Ecological Monographs上，中国科学院动物研究所助理研究员李玉美博士为论文第一作者，聂永刚研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目支持。

全文链接：https://doi.org/10.1002/ecm.70059

图1 研究区红外相机位点与无人机激光雷达数据

图2 同域分布物种

图3 种间空间关联性的季节性动态

图4 三维生境和人类干扰对食肉动物种间关联性的影响