Включение антропогенных факторов в региональные модели распространения видов: новый подход для уязвимого биома полынных степей

Модели распространения видов, основанные на региональных экологических переменных, будут играть ключевую роль в прогнозировании встречаемости видов в условиях изменения климата. Однако в эпоху антропоцена локальные антропогенные факторы — в том числе история пожаров, изменения землепользования, инвазивные виды и меры по восстановлению экосистем — могут перевешивать влияние региональных переменных и определять закономерности распространения видов. Включение этих факторов в модели распространения видов остаётся серьёзной исследовательской задачей: отчасти это связано с тем, что их пространственная изменчивость проявляется в мелком масштабе, что затрудняет прогнозирование на региональном уровне. В качестве модельного вида мы использовали полынь трёхзубчатую (Artemisia tridentata Nutt.), чтобы выяснить, повышает ли учёт антропогенных факторов точность модели. На основе 21 753 точек полевых наблюдений за растительностью, собранных в рамках программы LANDFIRE, мы построили пространственную байесовскую модель с барьерной структурой, чтобы смоделировать встречаемость и покрытие полыни с учётом показателей пожарной истории и мероприятий по восстановлению за 1980–2015 годы на территории Большого Бассейна в Северной Америке. Модели, учитывавшие характеристики пожаров и мероприятия по восстановлению, работали лучше моделей, включавших только климатические и топографические переменные. Число пожаров и факт возникновения пожара оказывали наиболее сильное относительное влияние соответственно на встречаемость полыни трёхзубчатой и её покрытие. Согласно моделям, вероятность встречаемости полыни снижалась на 1,2% (95% ДИ: от −6,9 до 0,6%) при одном пожаре, а её покрытие уменьшалось на 44,7% (95% ДИ: от −47,9 до −41,3%), если за 36-летний период наблюдений произошёл хотя бы один пожар. Мероприятия по восстановлению повышали вероятность встречаемости полыни, но почти не влияли на её покрытие. Полученные результаты демонстрируют, что учёт нарушений и управления земельными ресурсами наряду с климатическими факторами может быть полезен при моделировании распространения видов. По мере появления новых наборов данных об истории землепользования разработанный подход, вероятно, найдёт широкое применение в разных биомах и при изучении различных видов.