Climate-driven changes in Habitat Suitability and Landscape Structure of Red Panda (Ailurus fulgens) in Eastern Nepal

技術要約：東部ネパールにおけるレッドパンダ（Ailurus fulgens）の生息適地および景観構造における気候駆動型の変化

問題提起
生息地の喪失と断片化は、生物多様性減少の主要な要因であり、特にレッドパンダ（Ailurus fulgens）のような、狭い生態学的ニッチと限られた分散能力を持つ種にとって顕著である。気候変動が種の分布を変化させることは知られているが、既存の景観断片化と気候変動による影響がいかに相互作用するかについての理解には、決定的な空白が存在する。先行研究の多くは、生息地の範囲や適地性を単独で扱う傾向があり、気候駆動型の再分布が生息パッチの空間的構成や連結性に及ぼす影響を見落としている。本研究は、種分布モデル（SDM）と定量的な景観指標を統合することで、東部ネパールのパンチャル・イラム・タプレジュン（PIT）地域における、将来の気候シナリオ下でのレッドパンダの生息地の範囲と構造的ダイナミクスの両方を評価し、この空白を埋めるものである。

研究手法
本研究では、長期的な出現データと高度な空間モデリングを組み合わせた多段階のアプローチを用いた。

1. 研究対象地域およびデータ： 研究は、インドとネパールの保護区を繋ぐ国境を越えた景観であるPIT地域に焦点を当てた。レッドパンダの出現データ（342地点の存在ポイント）は、直接目撃および間接的な兆候を含む、レッドパンダ・ネットワークによる長期モニタリング・データセット（2014–2024年）から取得した。
2. 環境変数： 31個の初期予測因子をスクリーニングし、モデリング用に相関のない8つの変数を選択した。これらには、生物気候変数（例：最寒月の最低気温、最寒四半期の降水量）、地形学的要因（傾斜、標高）、植生代替指標（NDVI統計、樹冠高）、および人為的要因（道路、集落、水域への距離）が含まれる。
3. 種分布モデル（SDM）： RのENMevalパッケージを用い、最大エントロピー（MaxEnt）アルゴリズムを採用した。モデルの較正には、10分割交差検証、および一連の正則化乗数と特徴クラスを用いた。最良の性能を示すモデルは、小標本数を補正した赤池情報量基準（AICc）が最小となるものに基づいて選択された。
4. 将来予測： 2つの共有社会経済経路（SSP2-4.5およびSSP5-8.5）の下、2つの時期（2050年および2070年）について生息適地を投影した。気候データは、3つの地球システムモデル（MRI-ESM2-0, MIROC6, HadGEM3-GC31-LL）のアンサンブルから導出した。非気候変数は一定に保った。
5. 変化検出および断片化分析： 二値の生息地マップ（適地 vs 不適地）は、最大感度＋特異度（MaxSSS）閾値を用いて生成した。生息地の範囲の変化は、現在と将来のマップを比較することで定量化した。景観断片化は、移動窓解析（1.2 km × 1.2 km）を用いて、4つの指標（最大パッチ指数 [LPI]、エッジ密度 [ED]、集積指数 [AI]、景観分割指数 [DIVISION]）を算出することで評価した。統計的有意性はウィルコクソンの符号付順位検定によってテストされ、統計的有意性と生態学的規模を区別するために効果量も算出された。

主な結果

• モデルの性能： 選択されたMaxEntモデルは、優れた予測性能を示した（訓練AUC = 0.97; TSS = 0.84）。最も影響力の大きい予測因子は、最寒月の最低気温（Bio6, 35.05%）、最寒四半期の降水量（Bio19, 34.36%）、道路への距離（12.72%）、および集落への距離（10.87%）であった。
• 生息地の範囲： 現在の適地は、約1,228 km²をカバーしている。将来のシナリオ下では、総適地面積は2～5%と緩やかに減少すると予測されている。具体的には、SSP5-8.5の下では、適地は2050年の1,208 km²から2070年には1,171 km²へと減少する。極めて重要な点として、すべてのシナリオにおいて生息地の増加よりも減少が常に上回っており、これは純減を示しているが、その規模は国家規模の予測と比較すると相対的に小さい。
• 空間的再分布： 適地の重心は、北東方向および高標高方向へシフトすると予測されている。シフト量は水平方向に271 mから508 m、標高方向には20–25 mの上昇である。これは、生息域全体の壊滅的な崩壊ではなく、適した気候空間の再分布を示唆している。
• 景観構造： 統計テストは、現在のシナリオと将来のシナリオの間で景観指標に有意な差があることを示したが、効果量は無視できる程度であった（r < 0.10）。
  • LPIはわずかに減少し（0.23–0.27%）、最大のパッチの優占性が微減したことを示している。
  • **エッジ密度（ED）**はほとんどのシナリオで増加し（2.69–7.91%）、生息地の縁辺形成がわずかに増加することを示唆している。
  • DIVISIONは有意に増加し（6.76–7.19%）、景観の細分化がわずかに進むことを示している。
  • **集積指数（AI）**はすべてのシナリオを通じて非常に高い水準（~98%）を維持しており、気候駆動型の変化にもかかわらず、適地は概ね集約され、連結性が保たれていることを示唆している。

意義および主張
本論文は、気候変動が東部ネパールのレッドパンダの生息地の空間分布を変化させるものの、その変化は広範な生息地の喪失や劇的な景観再構築というよりも、むしろ再分布によって特徴付けられると主張している。本研究は以下の点を強調している：

1. 緩やかな構造変化： 気候変動が生息地の断片化を大幅に促進するという予想に反して、景観構成における構造的変化は比較的軽微である。景観は依然として高度に集約されており、主要な課題は生息地の行列（マトリックス）の即時的な崩壊ではなく、適した気候の場所が移動することである。
2. 連結性の重要性： レッドパンダの典型的な移動能力の範囲内にある、緩やかな上方および北東へのシフトを考慮すると、種固有の分散能力よりも、機能的な連結性を維持することがより重要である。保全活動は、現在の生息地と、将来適地となると予測されるエリアを結ぶコリドー（回廊）の保全に焦点を当てる必要がある。
3. 保護区を超えて： 適地のおよそ79%は正式な保護区の外に位置している。著者らは、効果的な保全計画は保護区の境界を越え、コミュニティ管理の森林や国境を越えた景観まで拡張しなければならないと主張している。
4. 範囲と構造の統合： 本研究は、生息地の適合性モデリングと景観パターン分析を統合する必要性を強調している。生息面積の指標のみに依存することは、分散や個体群の存続に影響を与えるパッチ配置の微妙だが生態学的に重要な変化を見落とす可能性がある。

結論として、本研究は生息地のスペシャリストに対する気候の影響について、微妙な差異を含んだ視点を提供している。すなわち、適した生息地の総面積はわずかに減少する可能性があるものの、景観の連結性の維持と人間が改変した景観の管理こそが、変化する気候の中で種の存続を確実にするための最も差し迫った優先事項であることを示唆している。