ATE2022年度研究报告
目录 一,引言 任务简述……1 引言……2 二,长期监控 气候变化下的环境动态……3-5 大象监控数据……5-6 大象迁移动态……7-10 基于环境突变的种群应答……11-12 三,大象行为学和社交动态……13-14 四,合作与宣传 合作研究概况……15 宣传……16-17 五,参与方与社群的活动 参与方活动……18 慰问计划……19 基金……20
一,引言 任务简述 安博塞利大象研究项目是世界上持续时间最久的大象研究项目。ATE致力于世界领先的大型哺乳动物的社会生态学研究,为公众了解大象极其生态系统提供了基础平台,为交流讨论关于安博塞利生态系统与地区性乃至全球性的大象种群保护提供了有关信息。 图片1介绍:著名公象Craig,出生于研究项目开始之时。 图片2介绍:LC家族女族长Libby,出生于研究项目开始之时,现在已经50岁了。
引言 2022年9月,安博塞利大象信托基金会迎来了持续观察安博塞利生态系统的大象的第50个年头。我们使用此报告来强调一些由研究团队发现的关于大象的一些有趣的发现,它们的活动轨迹及生态环境的适应,它们的行为和社交动态。团队里的多数成员都已陪伴我们超过10年,一些甚至超过40年。我们也迎来了更多才华横溢的合作者加盟进来。 我们也想感谢安博塞利社区的人们,在他们的帮助下,长达50年之久的研究成为了可能。首先我们要感谢马赛地主和当地一些实现人象和平共处的人们,其次是我们的拍档,野生动物训练与研究学会(WRTI),肯尼亚野生动物保护局(KWS),群牧(Group Ranches),和社群保护(Community Conservancies),安博塞利生态系统基金会(Amboseli Ecosystem Trust)及大生命基金会(Big Life Foundation)。我们也要感谢我们的合作伙伴,我们的基金投资人和基金捐献者,感谢他们对我们的研究成果持有的不变的兴趣,感谢他们对安博塞利大象及其生态系统保护的支持。 除了我们的50周年纪念日,还有一些其他同样值得道述的事件发生在2022年。我们经历了一次罕见的拉尼娜干旱,这对于当地人,当地畜牧和野生动物都是一场灾难。 截止2022年年底,安博塞利的大象数量已经超过1900头,我们已经成功地记录了超过4000头大象的一生。尽管这将近2000的数字和肯尼亚其他一些地区相比很小(察沃,约16000头,桑布鲁,约8000头,根据KWS的报告),更别提一些南部非洲的国家,他们拥有将近130000头的大象数量,但是我们对于单独个体的繁殖率动态和公、母象的种群数量范围的深入研究,成功揭示了肯尼亚乃至全非洲大象的卓越适应力和它们面临的威胁。 图片简介:安博塞利大象信托基金会(ATE)成立50周年之际,ATE的团队成员们。
二,长期监控 1,气候变化下的环境动态 在气候规则起伏不定甚至难以捉摸的今天,长期研究对于未来动物种群数量的模拟起着越来越重要的作用。尽管我们在一些领域仍知之甚少,比如一头大象的潜在生命周期是否为75年或更长,50年的研究使得我们可以在一段时间内精准地模拟生态系统和地貌对于任何难以预料的气候动态变化所做出的应答。 就气候监控标准来说,50年的岁月只是白驹过隙!然而,事实是我们可以在较长一段时间内(40年间的植被变化图和水资源监测表)将当地的总降水量和降水变化和草料、兽群和灌木生物量(单位面积内)相互联系以绘制出趋向曲线(图表1和2)。降水量、气温和植被生长的变化可能是正在进行的气候变化所造成的潜在问题。当雨水与生物生产量(biomass production)在极端多变的雨水和气温标记下变得不再正常时,区域管理将变得难以预料和困难。更多无规律的降水可能会造成大象迁移的改变,使得维持大象与畜牧之间的领地重叠变得愈加困难。 图表1,1972~2022年九、十月份的总降雨量(mm)
降水到底增长了没有?图表一的趋势曲线表明雨水在一段时间内有略微的增长,但图表2a的图形趋势却表明与1980年之前和1980年之后的月平均值相比,只有几个月的时间超出了10%的增长线(1980年被选为受气候变化影响最明显的年份),显而易见的是,自1980年以来,除2月和10月外,所有月份的月降雨量差异都有所增加(见图表2b)。毫无疑问,降水时间和降水量的不可预测性正随着时间的迁移而发生变化。 图表2:(A)示1980年前后任意月份平均降雨量的图形比较;(B)示1980年前后月降雨量的标准差。月平均降雨量显示为蓝线。 20世纪80年代,基思·林赛(Keith Lindsay)在安博塞利(Amboseli)首次通过直接观测研究了大象吃什么的问题。现在这一工作落在了KWS合作者、硕士生Peter Kimani与内罗毕大学Robert Chira教授的手上。令人兴奋的是,50年的研究使得我们能够应用全新的方法,就在此例中,我们可以通过检测大象粪便中的植物DNA的方法来解决这个问题。明年我们有望公布这项研究的成果。在大象领地范围、植被和栖息地分布急剧变化的条件下,我们现在有了基线,“历史” 数据和饮食状况来进行比对研究(图表3)。此外,Peter的项目将评估大象饮食对保护物种(檀香、檀香属和仙人掌等入侵物种)的影响。
图表3,安博塞利生态系统1975年到2017年的土地利用覆盖变化。来自Schüßler等人。 2,大象监控数据 2022年,我们推出了一个由Fran Root博士和Vicki Fishlock博士设计的新数据库。这个数据库现在保存了我们对大象的所有目击(群体规模、群体组成、位置和栖息地),包括对象群成员的普查、新生儿、死亡和失踪,以及母象发情(oestrus)、公象发情(musth)、交配和雄性扩散等事件。生态监测信息(降雨量、植被生物量、地下水位)现在与大象的目击有关(图表4)。
该数据库建设了三年多,其目的是让我们的数据可供全球研究大象的同仁们访问和使用。我们已将简单的关系数据库改良为一个数据管理系统,允许用户添加、映射、查询、编辑和检查数据。在Pachyderm最近的一篇文章[4]中,我们分享了一些可推动项目的关键概念,并概述了我们将该结构的元素提供给其他可能受益于类似条件项目的希冀。正如我们在文章中所指出的,我们对合作持开放态度,帮助野外大象研究人员完善和简化这个数据库,以满足他们的探索性分析需求。 图表4,Amboseli数据集中的参数示意图,来自Fishlock等人2022。
3,大象迁移动态 1995年至1997年间,我们与拯救大象组织和Iain Douglas Hamilton博士合作,通过VHF无线电和GPS卫星项圈调查了四头成年雄象的活动。2016年,47岁的雄象Tim被戴上项圈,检查他在农田四周的活动。这个小样本(相对于现在其他地方大象的大样本)为我们提供了一些关于成年雄象如何在其既定的“生活区”内移动的见解,但我们仍然不知道刚从家庭中分离出来的年轻雄性是如何找到安全的觅食区作为半永久居住地的。为了试图在回答这个问题,2019年和2020年,我们为8头年龄在11-13岁之间的雄象戴上了项圈,它们要么刚刚离开出生的家庭,要么正在离开。在三年的监测中,我们还没有看到一头雄象牢固地建立起“生活区”。这些年轻的雄性似乎正在探索大安博塞利生态系统的整个范围(图表5),并向南和向东延伸到西察沃国家公园,进入坦桑尼亚Mkomazi附近的地区,西至纳特龙湖,南至乞力马扎罗山(坦桑尼亚的朗吉多之外)。雄象们有时也会分布在祖鲁丘陵和蒙巴萨路。我们目前正在与WRTI的合作者一起进行分析和撰写这些雄象的运动轨迹,以供发表。我们看到,在离开家族后的至少两年里,雄象即使在恶劣的生态条件下,其生活区域和范围也会继续发生显著变化(图表6)。 图片简介:两头年轻雄象正在玩耍
图表5,2022年所有年轻雄性的运动轨迹,每小时更新一次。注意这些雄性到察沃,坦桑尼亚的远距离迁移,有些向西或向北迁移到蒙巴萨公路地区。
图表6,2022年,Garango(象名)和Esposito(象名) 的运动轨迹展现出明显的改变。基于100%MCP(最大凸多边形)的范围,使用如图5所示的每小时跟踪点。
20世纪70年代,来自六个家族(BA、EB、IB、MB、SA、VA)的雌性最初被佩戴VHF项圈和跟踪,20世纪90年代又增加了两个家族(HA、KA)和两个重复的家族(MB、VA)[6]。2011-2013年间,来自五个已知活动区域远离中央沼泽地区的家族(LB、IB、MB、VA、WA)的雌性被戴上了卫星项圈。这些重复的研究使我们能够探索家族活动范围的长期变化:例如,VA家族的主要活动区域在塞伦凯(Selenkay)保护区,只是偶尔造访安博塞利国家公园。(见图表7) 图表7,自20世纪70年代末至今,一个安博塞利象群的活动范围发生的变化。这些区域数据由项圈每小时跟踪或旧项圈每日更新得到。
图片简介:佩戴卫星追踪项圈的母象Lobelia 4,基于环境突变的种群应答 大象种群是如何随时间变化的?这种变化对种群持续性的影响是什么?这是我们50年来能够研究的关键问题之一。我们展示了以下主要影响:饥饿,疾病和死亡。干旱减少了食草动物的长期不变的食物生物量(Food Biomass),增加疾病和寄生虫负担,是导致未断奶小象和最年长个体死亡的主要原因[7]。这种类型和水平的死亡率是意料之中的,并且与非洲各地许多大象种群所展现的结果一致(Samburu、Tsavo、Tarangire、Kruger)[8]。我们能够补充的是,这些“一次性”事件如何对种群结构产生影响,从而影响生育率和种群长期增长[9]。有效消除一个年龄段既会导致10年后的育龄雌性数量上的差距,也会因此在小象生产上产生差距;当竞争解除时,种群生育率也有机会提高。50年来,这一知识将使我们能够模拟急剧的死亡率如何导致种群数量的不稳定(正在进行的种群建模)。 a,
个体后果
:干旱会在幸存者体内留下痕迹;正如在其他长期哺乳动物研究(如安博塞利狒狒、山地大猩猩、安哥拉和基巴莱黑猩猩、桑布鲁大象[10])中发现的那样。在大象步履蹒跚的成长中,生命早期的逆境经历,如失去母亲、失去女族长和家族破裂会增加这头大象一生中对威胁的易感性[11]。这样的个体寿命较短,繁殖年龄较晚,最终可能成为不太成功的竞争对手,因此后代较少。家庭成员的减少、缺乏经验的女族长以及社交机会的减少可能会直接降低小象的存活率。 b,
婴儿潮及总趋势
:当竞争对手减少时,大象和包括牲畜在内的其他物种,可以以最高的繁殖率繁殖。据我们报告,一年内种群增长率最高为16.8%(在经历了两年的干旱净下降之后),最低有9.7%的下降[7],而长期平均种群增长率为2.7%。
图表8,五十年来的种群趋势以年增长率百分比表示(年增长率和平滑增长率)。安博塞利大象是肯尼亚受保护最好的大象之一,种群数量一直在自然增长。
三,大象行为学和社交动态 虽然AERP建立在早期研究人员的成果基础上,并从非洲各地对大象的其他研究结果中汲取经验,但我们持久而独特的研究对理解大象行为的贡献有: 1,1981年,首次在非洲象中确认了狂暴现象(musth)[12],这改变了我们对雄象行为和寿命的看法; 2,1983年对非洲母象发情行为的第一次描述[13],雌性生殖期和亲子关系得以被预测[14]; 3,首次绘制了非洲象在象群中的成长图表(table)[15],对于雄象,它们是如何以及何时决定离开家族的[16],揭穿了雄象被赶出家族的谬论; 4,对生长模式以及雄性和雌性在生长成本(growth cost)方面的差异的理解[17],具体反映在死亡率、从出生家族的分散和觅食能量学,包括作物觅食[18]; 5,对沟通和认知的详细研究[19],使人们能够从大象社会关系、野生动物福利(wild welfare)和人象关系的角度来看待大象,对实现人象共存具有重要意义[20]; 6,监测雄性和雌性一生中的社会性、生殖和死亡的个体模式[11]; 将基本观察与遗传学[21]、音频技术[22]和电影/视频[23]相结合,随着技术的进步,该项目能够捕捉到新的维度,为我们的早期发现锦上添花。此外,与社区成员和当地童子军的合作有助于我们更好地了解大象及其生态系统。
家族单位的社会流动性
我们正在进行的关于死亡和领导层更迭条件下的家族动态的研究已经能够表明,为什么一些大象种群能够抵抗灾害,而另一些大象种群缺乏强壮、经验丰富的雌性来代替死亡时的雌性,这显示出长期的问题,比如在由创伤的孤儿领导的支离破碎的家族中,大象的繁殖成功率很低。尽管在研究的50年里,每个家族中至少有一位,通常有两到三位女族长死亡,但象群在从负面影响中反弹方面表现强劲(见图表8)。在某种程度上,据我们观察,这种面对威胁的成功可能是由于雌性往往在30岁左右成为女族长,因此在领导家族之前已经有了多年的环境和社交经验。像我们在安博塞利经常看到这样不断壮大的大家族,在研究过程中,该家族的规模从20世纪70年代的3头成年母象增加到了如今的34头(年龄9岁以上雌性的中位数为8.5),这都是领导力成功的结果。
家族规模如何影响分组
随着研究中家族规模的扩大,平均群体规模变得比家族规模小,尤其是在旱季,一大群象很难找到食物。旱季导致象群规模变小,尤其是在干旱年份(图表9)。在这段时间里,家族成员彼此分离,母象与其他家族的成员相处的时间也减少了。 图表9,旱季A家族的规模(成员总数)(±SE)与平均群体规模(±SE)及家庭小组规模(±SE)的对比。旱季小组较小,变化较大,不太可能包含整个家族。干旱年份(1984年、1996年、2009年、2022年)最清楚地表明了这种影响。 无论是在家族内部(凝聚力)还是在其他家族之间(合群性:图表10),这些非常长期的社交趋势都表明了大象在分组动态中惊人的灵活性。社交动态则由食物供应和个体与其他大象集群的偏好[24]决定,因此得出关于大象群体性质的简单结论是困难的。 图表10,凝聚力(与所有家族成员在一起的时间)和群居性(Gregarioness)(与其他家族相处的时间)的年度百分比方框图。误差条表示95%的置信区间,干旱年份用红色表示。
四,合作与宣传 1,合作研究概况 在该项目的50年里,我们与全球科学家、电影制作人、画家和雕塑家、作家和诗人进行了合作。尽管我们的研究合作可能并不完美,但,从所有这些不同的角度了解安博塞利大象的生活及其生态系统,丰富了我们对大象的看法和理解。
正在进行的合作(翻译略)
计划中的合作(翻译略)
历史上的合作者与正在进行的项目(翻译略)
2,合作 我们的研究结果得到了广泛传播;我们在超过45种不同的同行评审期刊上发表了100多篇文章,30多本书的章节,10多篇硕士和博士论文,以及7本书。我们的目标是继续在同行评审和大众媒体以及其他大象生物学家的报告中传播我们的发现,这样,我们从这些个体身上获得的独特知识将继续作为理解大象行为的基线供人们参考。我们的研究有助于大象的遗传学、繁殖、发育、交流和认知、对地形和气候变化的反应,并有可能建立非洲各地种群动态的比较模型。ATE和合作者最近两年的出版物如下。(翻译略)
五,参与方与社群的活动 1,参与方活动 ATE将继续作为安博塞利生态系统信托基金会(AET)的技术顾问发挥积极作用,尤其是与KWS和大生命基金会合作,后者是管理安博塞利生态系统中人类与野生动物交集的主要机构。我们借调了一名工作人员到安博塞利生态系统信托基金会进行社区工作(Moses Saruni),经过一段时间的实习生培训,我们从社区聘请了一位新的研究助理(Issack Letunka)。 对于生态系统的未来来说,地形动态变化的重要性及其对人类和大象的影响不容低估。为此,在我们成立50周年之际,ATE得出结论,我们必须正式扩大我们在这一领域的研究能力,我们聘请了Lydia Tiller博士作为专门的共存与连通性专家。 Tiller博士的职责是:1)支持ATE正在进行的生态系统连通性研究;2)与大生命基金会合作制定共存研究计划,探索人象共存的现有数据集,并开发新的研究思路来测试管理/缓解共存和冲突的方法;3)招募一个研究小组来开始这个新项目。最终,我们打算在这一领域招募研究助理和研究生,并建立一个积极支持并对与野生动物共存社区负责的研究项目。 2,培训、宣传和拍摄 ATE通过团队成员Norah Njiraini和Tal Manor,为我们在肯尼亚的合作者以及非洲和亚洲的区域生物学家和保护管理人员提供关于大象行为、生物学、生长、衰老和性别方面的培训。虽然在新冠肺炎大流行期间暂停了许多外部培训,但我们的目标是在未来重新建立这一计划。Tiller博士2023年及以后计划活动的一部分是与WRTI和其他科学利益相关者合作进行数据科学的分析与指导。 在执行该项目的50年里,ATE与许多国际知名的电影制作者的合作使全球观众能够体验和欣赏到安博塞利的大象和肯尼亚的野生动物。我们与肯尼亚媒体和肯尼亚电影制作人的合作对于传播安博塞利大象的知识同样重要。(影视名称略)
3,慰问计划 我们的安慰计划旨在补偿安博塞利国家公园保护区外因大象导致的牛、羊/山羊和驴的损失,该计划被要求在2022年支持大象活动区内的53项安慰活动(57头牛,5只羊)(图表11)。这种高水平的安慰计划,相当于近120万肯尼亚先令的付款,是由于2022年持续的干旱,放牧区和大象活动区之间高度重叠的结果。尽管如此,我们计划继续鼓励牧民和大象成功共存,为此我们不会因为任何针对大象的敌对社区行动而取消任何赔款。 图表11,2022年安慰事件发生地区
4,奖学金 ATE计划为居住在安博塞利国家公园周边的牧民儿童提供奖学金,这些年轻人皆来自当地的初,高中及大学。在2022日历年,我们总共赞助了22名学生(15名女孩和7名男孩)。对于我们的中学奖学金,我们专注于女生,但在2022年,由于干旱,我们提供了一些男生获奖名额。此外,我们还有一名男学生,他几乎完成了理学硕士学位。我们一如既往地期待着看到他在今后的努力中取得成功。对于那些与大象分享同一片土地的年轻人,ATE的奖学金改善了他们的生计,也使得他们成功学习和了解到一些关于大象的专业知识。 图片信息:Miriam Nampaso与她的父亲和母亲的合影。Miriam刚刚完成她的中学学业。她一直是我们最弱势的学生之一,在中学一年级时便成为了一名母亲,不得不离开孩子才能回到学校。看到她完成中学教育是一件值得庆祝的事情。
参考条目(翻译略)