王天明教授发文揭示犬瘟热、种群连接和栖息地扩大对东北虎和东北豹种群生存力的贡献

2022年10月30日和2023年3月7日，东北虎豹生物多样性国家野外科学观测研究站虎豹团队王天明教授在生态学期刊Communications Biology和Integrative zoology分别发表了以王大伟博士为第一作者的研究论文“Contributions of distemper control and habitat expansion to the Amur leopard viability”和“Addressing the impact of canine distemper spreading on an isolated tiger population in northeast Asia”。研究针对中俄边境东北虎和东北豹种群面临的主要威胁，通过构建种群生存力分析（PVA）模型，在不同近交衰退和保护情景下模拟100年内种群动态，并评估不同措施的保护效益，为大型濒危物种保护提供了新的见解。

图1 红外机拍摄拍摄的东北虎和东北豹

东北虎和东北豹是濒危的顶级食肉动物，对维持生态系统平衡起到重要作用。东北虎当前主要分布有两个种群：位于俄罗斯远东地区的大种群(约500只)和位于中俄边境小种群（2014-2015红外相机监测显示小于40只）。由于城市和高速公路的影响，东北虎的2个种群处于隔离状态。东北豹只分布在位于中俄边境的东北虎豹国家公园，成为孤立种群并与东北虎小种群同域生存（2014-2015红外相机监测显示小于90只）。由于犬瘟热、栖息地丧失和近交衰退等威胁，中俄边境孤立的东北虎和东北豹种群正处于中高水平的近交衰退和濒危状态。

与以往研究相比，本研究除了构建种群动态模型还将犬瘟热流行病学模型纳入到PVA模型中（图2），更真实的反应种群和疾病之间的关系，提升了模型预测的准确性。研究结果表明如果不采取保护措施，东北虎和东北豹种群都面临较大的灭绝风险，特别是在中、重度近交衰退的情况下。对于东北虎而言，建立小种群与大种群间的廊道促进扩散，可有效提高种群遗传多样性，是维持种群延续的重要措施（图3和图4）。对于东北豹而言，可通过控制犬瘟热爆发来实现种群的缓慢恢复，如家犬管控和给豹接种疫苗相结合，在此基础上扩大栖息地可进一步提升种群规模（图5）。研究强调了虎、豹种群保护需要多方面的协同努力，如不缓解因疾病等因素造成的高死亡率，未来如果在严重近交衰退影响下仅扩大栖息地对种群的恢复作用可能有限。

北京师范大学生命科学学院博士王大伟为2篇文章的第一作者，王天明教授为通讯作者，北京师范大学生命科学学院葛剑平教授，巴黎萨克雷大学Francesco Accatino研究员，明尼苏达大学James L. D. Smith教授参加了该项研究。研究工作得到国家自然科学基金委（31971539）、国家科技基础资源调查专项（2019FY101700）和国家留学基金委（202106040062）资助。

图2种群生存力分析模型示意图

图3 不同管理方案和近交衰退下，100年内东北虎小种群的种群随机增长率（a）、种群规模（b）、遗传多样性（c）和存活概率（d）的估计。方案A：在东北虎栖息地内实施狗管控；方案B：在大种群和小种群之间建立栖息地连接；方案C45：扩大栖息地以容纳45只雌性虎；方案C100：扩大栖息地以容纳100只雌性虎。

图4 在不同的管理方案组合及近交衰退下，100年内东北虎小种群的种群规模（a，d，g）、遗传多样性（b，e，h）和存活概率（c，f，i）的变化。方案A：在东北虎栖息地内实施狗管控；方案B：在大种群和小种群之间建立栖息地连接；方案C：扩大栖息地以容纳45只雌虎。

图5 东北豹种群在不同的管理方案和组合及三个近交衰退下，种群规模在100年内的模拟时间轨迹。方案A：在东北豹栖息地内实施狗管控；方案B：对豹进行低覆盖率的疫苗接种（每年6只）；方案C：扩大豹的栖息地。基线和(A+B+C)方案的数据在左栏中以平均值±标准差表示。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s42003-022-04127-9

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1749-4877.12712