Nghiên cứu cấu trúc không gian của lớp cây gỗ trong khu vực tác động của đường cao tốc đối với loài báo rừng ở Texas

Jason V. Lombardi1,2, Thomas J. Yamashita1, AnnMarie Blackburn1,3, John H. Young4, Michael E. Tewes1, C. Jane Anderson1
1Caesar Kleberg Wildlife Research Institute, Texas A&M University-Kingsville, Kingsville, USA
2Wildlife Health Laboratory, California Department of Fish and Wildlife, Rancho Cordova, USA
3Division of Environmental Analysis, Caltrans, San Luis Obispo, USA
4Department of Environmental Affairs, Texas Department of Transportation, Austin, USA

Tóm tắt

Đánh giá các vị trí mà các loài động vật hoang dã vượt qua đường cao tốc là một câu hỏi quan trọng trong việc giảm thiểu tử vong cho động vật do va chạm với phương tiện trong tương lai. Việc xem xét cấu trúc không gian, độ phức tạp và các mẫu thực vật hoặc các loại hình sử dụng đất khác (ví dụ: đất canh tác, khu vực đô thị) gần đường cho phép các nhà khoa học xác định bất kỳ ngưỡng nào ảnh hưởng đến việc động vật có khả năng tử vong hoặc vượt qua đường một cách thành công. Chúng tôi đã sử dụng bộ dữ liệu lịch sử từ năm 1982 đến 2017 về các vị trí tử vong của báo rừng (Leopardus pardalis pardalis) và các vị trí vượt qua đường gần đúng của báo rừng được gắn thiết bị định vị ở thung lũng Lower Rio Grande tại Texas để xem xét cấu trúc không gian của lớp cây gỗ trong một khu vực tác động của đường dự kiến. Chúng tôi đã xác định xem có sự khác biệt nào trong cấu trúc không gian của lớp phủ gỗ trong vòng đệm 1050 m quanh mỗi vị trí vượt qua thành công và vị trí báo rừng bị chết hay không bằng cách sử dụng PERMANOVA và phân tích thành phần chính. Chúng tôi đã sử dụng phân tích tỷ lệ tương đồng để xác định mức đóng góp tương đối của từng khía cạnh trong cấu trúc không gian đến sự khác biệt trong vị trí vượt qua thành công và vị trí tử vong do va chạm. Chúng tôi đã phát hiện ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê trong các thuộc tính không gian của các khu vực tại các vị trí vượt qua thành công so với vị trí tử vong do va chạm của báo rừng ở khoảng cách không gian 150 m (pseudo-F1,41 = 4.85, P(perm) = 0.008, permutations = 9949). Chỉ số khu vực lớn nhất đóng góp nhiều nhất vào sự khác biệt giữa vị trí vượt qua thành công và vị trí tử vong do va chạm (15.94%), tiếp theo là diện tích trung bình của khu vực (15.44%), tỷ lệ lớp phủ gỗ (15.18%), chỉ số tập hợp (14.53%), gần kề Euclidean (13.47%), cạnh (13.08%) và mật độ khu vực (12.36%). Các vị trí tử vong do va chạm thường tụ tập ở các khu vực có lớp phủ gỗ chất lượng thấp trong vòng 300 m của đường cao tốc. Điều này cho thấy khu vực ngay lập tức xung quanh đường cần phải có các khu vực cây gỗ lớn hơn và gần nhau hơn để giảm thiểu tác động như một rào cản của đường. Những thông tin như vậy là rất quan trọng để thông báo cho các nhà quy hoạch đường cao tốc về nơi khuyến khích xây dựng các lối đi hay cấu trúc vượt qua cho động vật hoang dã nhằm thúc đẩy sự di chuyển qua đường cao tốc.

Từ khóa

#báo rừng #cấu trúc không gian #lớp cây gỗ #tác động của đường cao tốc #tử vong do va chạm #thung lũng Lower Rio Grande #Texas

Tài liệu tham khảo

Aaron Economic Consulting (2017) South Padre Island Resort Market Analysis, Aaron Economic Consulting, LLC Ament R, Clevenger AP, Yu O, Hardy A (2008) An assessment of road impacts on wildlife populations in US National Parks. Envir Manag 42:480–496 Anderson MJ (2001) A new method for non-parametric multivariate analysis of variance. Aust Ecol 26:32–46 Andrasi B, Jaeger JAG, Heinicke S, Metcalfe K, Hockings KJ (2021) Quantifying the road-effect zone for a critically endangered primate. Conserv Let 14:e12839 Ascensão F, Kindel A, Teixeira FZ, Barrientos R, D’Amico M, Borda-de-Água L, Pereira HM (2019) Beware that he lack of wildlife mortality records can mask a serious impact of linear infrastructures. Glob Ecol Conserv 19:e00661 Benítez-López A, Alkemade R, Verweij PA (2010) The impacts of roads and other infrastructure on mammal and bird populations: a meta-analysis. Biol Conserv 143:1307–1316 Bennett AF (1991) Roads, roadsides and wildlife conservation: a review. In: Saunders DA, Hobbs RJ (eds) Nature conservation 2: the role of corridors. Surrey Beatty, Chipping Norton, pp 99–117 Blackburn A, Anderson CJ, Veals AM, Tewes ME, Wester DB, Young JH Jr, DeYoung RW, Perotto-Baldivieso HL (2021a) Landscape patterns of ocelot–vehicle collision sites. Landsc Ecol 17:1–5 Blackburn A, Heffelfinger LJ, Veals AM, Tewes, ME, Young Jr JH (2021b) Cats, cars, and crossings: the consequences of road networks towards the conservation of an endangered felid. Glob Ecol Conserv :e01582 Blackburn A, Veals AM, Tewes ME, Wester DB, Young JH Jr, DeYoung RW, Perotto-Baldivieso HL (2022) If you build it, will they come? A comparative landscape analysis of ocelot roadkill locations and crossing structures. PLoS ONE 17:e0267630 Chruszcz B, Clevenger AP, Gunson KE, Gibeau ML (2003) Relationships among grizzly bears, highways, and habitat in the Banff-Bow Valley, Alberta, Canada. Can J Zool 81:1378–1391 Clark (1993) Nonparametric multivariate analyses of changes in community strucure. Aust J Ecol 18:117–143 Clevenger AP, Chruszcz B, Gunson KE (2003) Spatial patterns and factors influencing small vertebrate fauna road-kill aggregations. Biol Conserv 109(1):15–26 Clevenger AP, Huijser MP (2011) Wildlife crossing structure handbook: design and evaluation in North America. Report FHWA-CFL/TD-11–003. U.S. Department of Transportation Ditmer M, Rettler S, Fieberg J, Iaizzo P, Laske T, Noyce K, Garshelis D (2018) American black bears perceive the risks of crossing roads. Behav Ecol 29:667–675 Dulac J (2013) Global land transport infrastructure requirements. Estimating road and railway infrastructure capacity and costs to 2050. OECD, International Energy Agency, Paris Forman RT, Alexander LE (1998) Roads and their major ecological effects. Annu Rev Ecol Syst 29(1):207–231 Forman RT, Deblinger RD (2000) The ecological road-effect zone of a Massachusetts (USA) suburban highway. Conserv Biol 14:3646 Forman RT, Sperling D, Bissonette JA, Clevenger AP, Cutshall CD, Dale VH, Fahrig L, France RL, Goldman CR, Heanue K, Jones J (2003) Road ecology: Science and solutions. Island press García RS, Botero-Cañola S, Sánchez-Giraldo C, Solari S (2019) Habitat use and activity patterns of Leopardus pardalis (Felidae) in the Northern Andes, Antioquia, Colombia. Biodiversity 20:5–19 Griffith G, Bryce S, Omerik J, Rogers A (2007) Eco-regions of Texas. Austin, TX, USA, Texas Commission on Environmental Quality Grilo C, Borda-de-Água L, Beja P, Goolsby E, Soanes K, le Roux A, Koroleva E, Ferreira FZ, Gagné SA, Wang Y, González-Suárez M (2021) Conservation threats from roadkill in the global road network. Glob Ecol Biogeog 30:22002210 Haines AM, Tewes ME, Laack LL (2005) Survival and sources of mortality in ocelots. J Wildl Manag 69:255–263 Hesselbarth MH, Sciaini M, With KA, Wiegand K, Nowosad J (2019) landscapemetrics: an open-source R tool to calculate landscape metrics. Ecography 42:1648–1657 Hunter L (2015) Wild cats of the world. Bloomsbury Publishing Jackson ND, Fahrig L (2011) Relative effects of road mortality and decrease connectivity on population genetic diversity. Biol Conserv 144:3143–3148 Jackson VL, Laack LL, Zimmerman EG (2005) Landscape metrics associated with habitat use by ocelots in south Texas. J Wildl Manage 69:733–738 Lombardi JV, Sergeyev M, Tewes ME, Schofield LR, Wilkins RN (2022) Spatial capture-recapture and LiDAR-derived vegetation metrics reveal high densities of ocelots on Texas ranchlands. Front Conserv Sci 14:136 Kasworm WF, Manley TL (1990) Road and trail influences on grizzly bears and black bears in northwest Montana. Bears Biol Manage 8:79–84 Klar N, Fernández N, Kramer-Schadt S, Herrmann M, Trinzen M, Büttner I, Niemitz C (2008) Habitat selection models for European wildcat conservation. Biol Cons 141:308–319 Lehnen SE, Sternberg MA, Swarts HM, Sesnie SE (2021) Evaluating the population connectivity and targeting conservation action for an endangered cat. Ecosphere 12:e03367 Leslie DM Jr (2016) An international borderland of concern: conservation of biodiversity in the Lower Rio Grande Valley. US Geological Survey, Stillwater Lewis JS, Rachlow JL, Horne JS, Garton EO, Wakkinen WL, Hayden J, Zager P (2011) Identifying habitat characteristics to predict highway crossing areas for black bears within a human-modified landscape. Landsc Urb Plan 101:99–107 Logan KA, Sweanor LL (2001) Desert puma: evolutionary ecology and conservation of an enduring carnivore. Island Press, Washington, DC Lombardi JV, Perotto-Baldivieso HL, Tewes ME (2020) Land cover trends in South Texas (1987–2050): potential implications for wild felids. Remote Sens 12:659 Lombardi JV, Perotto-Baldivieso HL, Sergeyev M, Veals AM, Schofield L, Young JH Jr, Tewes ME (2021) Landscape structure of woody communities for endangered ocelots in southern Texas. Remote Sens 13:4001 Main MB, Allen GM (2002) Landscape and seasonal influences on roadkill of wildlife in southwest Florida. Fla Sci 65:149–158 Meijer JR, Huijbregt MAJ, Schotten KCGJ, Schipper AM (2018) Global patterns of current and future road infrastructure. Envir Res Lett 13:604006 Moraga AD, Martin AE, Fahrig L (2019) The scale of effect of landscape context varies with the species’ response variable measured. Landsc Ecol 34:703–715 Neumann W, Ericsson G, Dettki H, Bunnefeld N, Keuler NS, Helmers DP, Radeloff VC (2012) Difference in spatiotemporal patterns of wildlife road-crossings and wildlife-vehicle collisions. Biol Conserv 145:70–78 Norwine J, Kuruvilla J (2007) The changing climate of south texas 1900–2100: Problems and prospects, impacts, and implications. CRESTRESSACA, Texas A&M University-Kingsville, Kingsville Poessel SA, Burdett CL, Boydston EE, Lyren LM, Alonso RS, Fisher RN, Crooks KR (2014) Roads influence movement and home ranges of a fragmentation-sensitive carnivore, the bobcat, in an urban landscape. Biol Conserv 180:224–232 Qin X, Wang Y, Cui S, Liu S, Liu S, Wangari VW (2022) Post-assessment of the eco-environmental impact of highway construction–A case study of Changbai Mountain Ring Road. Envir Imp Assess Rev 98:106963 Schmidt GM, Lewison RL, Swarts HM (2020) Identifying landscape predictors of ocelot road mortality. Landsc Ecol 35:1651–1666 Semlitsch RD, Ryan TJ, Hamed K, Chatfield M, Drehman B, Pekarek N, Spath M, Watland A (2007) Salamander abundance along road edges and within abandoned logging roads in Appalachian forests. Conserv Biol 21:159–167 Seo H, Choi C, Lee K, Woo D (2021) Landscape characteristics based on effectiveness of wildlife crossing structures in South Korea. Sustainability 13:675 Shanley CS, Pyare S (2011) Evaluating the road-effect zone on wildlife distribution in a rural landscape. Ecosphere 2:1–16 Snow NP, Williams DM, Porter WF (2014) A landscape-based approach for delineating hotspots of wildlife-vehicle collisions. Landsc Ecol 29:817–829 Taylor BD, Goldingay RL (2010) Roads and wildlife: impacts, mitigation and implications for wildlife management in Australia. Wild Res 37:320–331 Teixeira FZ, Kindel A, Hartz SM, Mitchell S, Fahrig L (2017) When road-kill hotspots do not indicate the best sites for road-kill mitigation. J App Eco 54:1544–1551 Texas Department of Transportation (TXDOT) (2022) http://gistxdot.opendata.arcgis.com/datasets/txdot-aadt-annuals Tremblay TA, White WA, Raney JA (2005) Native woodland loss during the mid-1900s in Cameron County, Texas. Southwest Nat 50:479–519 United States Fish and Wildlife Service (USFWS) (2017) Laguna Atascosa National Wildlife Refuge Visitor Guide Booklet. https://www.fws.gov/uploadedFiles/LA%20NWR%20Tear%20-Booklet2017%20(3).pdf. Accessed 11 July 2019 van der Ree R, Smith DJ, Grilo C (2015) Handbook of road ecology. Wiley Veals AM, Holbrook JD, Blackburn A, Anderson CJ, DeYoung RW, Campbell TA, Young JH Jr, Tewes ME (2022a) Multiscale habitat relationships of a habitat specialist over time: the case of ocelots (Leopardus pardalis) in South Texas from 1982–2017. Ecosphere 13:e4204 Veals AM, Holbrook JD, Cherry MJ, Campbell TA, Young JH, Tewes ME (2022b) Landscape connectivity for an endangered carnivore: habitat conservation and road mitigation for ocelots in the US. Landsc Ecol 1–9 Wiens JA (1989) Spatial scaling in ecology. Funct Ecol 3:385–397