西北高原所整合MaxEnt与可解释人工智能揭示普氏原羚栖息地适宜性及其保护空缺

普氏原羚（Procapra przewalskii）是国家一级保护野生动物、中国特有的濒危有蹄类动物，目前仅分布于青海湖流域及周边少数破碎化栖息地。经持续保护，其种群数量已由21世纪初的600多只恢复至2025年的3700余只，但栖息地破碎化、草地围栏扩张、交通基础设施建设与过度放牧等压力依然存在，加之青海湖水位持续上涨，湖滨生境进一步受到挤压。对狭域分布的濒危物种而言，保护成效不仅取决于保护地面积，更取决于保护地网络是否充分覆盖物种的实际分布区与潜在适宜生境。

为此，中国科学院西北高原生物研究所动物生态与资源保护研究团队，于2020年8月至2025年6月对青海湖流域和共和盆地所有已知种群分布区开展系统野外调查，累计获得2731条实体观测位点，经1 km空间稀疏化后保留1597条有效记录，筛选出14个地形、气候、植被与人为干扰环境变量构建最大熵（MaxEnt）模型，并引入SHAP与偏依赖图（PDP）等可解释人工智能方法解析物种—环境关系的非线性响应，结合保护空缺（GAP）分析与野外围栏调查，系统评估了该物种的栖息地适宜性格局与保护状况。

模型在调查区内判别能力优异，10次重复的平均测试AUC达0.972 ± 0.003。普氏原羚潜在适宜生境主要分布于青海湖周边及共和盆地北部，高、中适宜生境集中分布于湖北种群区大部、湖东种群区北部与共和盆地北部，与已知种群分布高度吻合。青海湖盆地高适宜生境面积736.78平方公里，而共和盆地适宜生境合计占比达60.20%，远高于青海湖盆地的23.28%。两个盆地分异明显：青海湖盆地高适宜生境面积更大、分布更集中，是种群维持的核心区；共和盆地虽已知种群规模较小，却拥有大面积当前条件下预测的适宜生境，是具有重要价值的后备保护空间。

MaxEnt分析表明，人类影响指数、最干季度平均温度与降水量、海拔和植被类型是栖息地适宜性的关键预测因子，累计贡献率达72.6%；SHAP分析进一步显示，昼夜温差日较差与人类影响指数对预测结果的平均影响最高。偏依赖分析显示，昼夜温差日较差、海拔和最干季度降水量与适宜性总体呈负相关，最干季度平均温度呈正相关，人类影响指数则呈单峰型非线性响应，即适宜性随干扰强度由低到中等水平升高后迅速下降。研究提示，栖息地保护不应聚焦单一主导因子，规划中需区分低强度土地利用与高强度人为干扰。

GAP分析揭示了显著的保护空缺：9748.94 km²的适宜生境位于本研究评估的保护地边界之外，占适宜生境总面积的71.83%；同时，1022.14 km²的现存野外分布区未被纳入，占实际分布区的52.34%。空缺主要集中于湖北种群区与共和种群区。阈值敏感性分析显示，适宜生境的绝对面积随阈值设定变化较大，但保护不足的格局保持稳定：四种阈值情景下63.1%—71.9%的适宜生境位于保护地之外，共和盆地各情景下更超过99.1%，表明结论具有较强稳健性。

围栏调查显示，湖北种群区417.695平方公里有效调查范围内共记录176条围栏位点，97.7%位于中、高适宜生境，围栏位点平均适宜性指数达0.6138，显著高于基于生境可得性的零期望，且围栏分布在1公里和2公里尺度上均呈显著空间聚集。研究建议优先开展针对性野外核查，对确认存在迁移阻隔的区段，采取降低围栏高度、以野生动物友好型围栏替换刺丝围栏、提高最低围栏离地间隙或设置野生动物通道等就地化改造措施。

相关成果以 Integrating MaxEnt and explainable AI to assess habitat suitability and conservation gaps of Przewalski's gazelle (Procapra przewalskii) in the Qinghai Lake region 为题发表于 Journal of Environmental Management。西北高原所硕士研究生郭凡为论文第一作者，蔡振媛副研究员为通讯作者，西北高原所及青海湖国家级自然保护区管理局的相关研究人员共同参与了该项研究。该研究得到青海省重点研发与转化计划（2024-SF-146）和青海湖国家级自然保护区能力建设项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.131157

普氏原羚栖息地适宜性及保护空缺分布。（A）潜在栖息地适宜性；（B）预测适宜生境与本研究评估的保护地边界叠加；（C）位于所评估保护地边界之外的现有分布区域