New habitat for water deer in Northeast China and local communitys attitudes towards wildlife, and implications for the conservation of Amur tigers and Amur leopards

Abstract

Prey animal and local communities awareness are one of the important aspects for big cats conservation. There are multiple small populations of tigers (Panthera tigris) and leopards (Panthera pardus) across Asia due to the rapid expansion of human populations and the subsequent development of human-dominated landscapes. The habitat patches in northeast China and southwest Primorye of Russia also retain the last population of Amur leopards (Panthera pardus orientalis) and a metapopulation of Amur tiger (Panthera tigris altaica). This region recently became the new habitat for a deer species, water deer (Hydropotes inermis), which can become a potential prey species for the big cats; having the baseline knowledge of the water deer and the attitudes of the local community towards wildlife may have important implications for the big cats conservation. We applied camera trapping, genetic analysis, a species distribution model, and a questionnaire survey to acquire the baseline information. It is challenging but crucial to combine multiple research techniques when surveying wildlife. The ecology of wildlife, their interactions with the environment, and how the landscape provides a habitat for wildlife are all important aspects of wildlife conservation. The presence of humans in wildlife habitats is crucial to conservation efforts' success and long-term viability. This study focuses on one aspect of wildlife research, but more is needed because the situation surrounding wildlife conservation is complicated. Understanding wildlife needs and how people and wildlife interact in the ecosystem will be essential. The advancement of wildlife monitoring techniques, such as non-invasive genetic sampling, camera trapping, and traditional transect surveys, offers an effective method for gathering accurate information about wildlife. When evaluating wildlife habitat, landscape ecology methods offer a broad perspective. Species distribution models (SDM) can use landscape data, information about human influence, and species ecology information to predict critical conservation regions. Well-designed questionnaire surveys can identify people's wildlife interactions. Range expansion for wildlife occurs due to human activity and climate change. There is a need for knowledge and an updated management approach. Since 2019, the water deer (Hydropotes inermis), a small size (15 kg) deer species, has been recognized as a new expanded species in northeast China and the far east of Russia. With several different deer species, high diversity of wildlife exists in the expanded region, including the Amur tiger and Amur leopard. The newly expanded water deer have a high reproductive rate, may serve as a potential prey animal for big cats influencing other species, and may even interact with local people. In this dissertation research, I used camera trapping, species distribution models, and questionnaire surveys to assess the northward movement of water deer in northeast China, focusing on the Tumen transboundary region between northeast China, the Russian Far East, and North Korea. My research had three main goals:1) to confirm the species expansion, 2) to assess the habitat, and 3) to assess people's attitudes. I also tried to draw the implications for the big cat conservation from the results. In order to accomplish the goals, I collaborate with regional partners in the research area, such as the local forestry department, Yanbian University, Beijing Normal University, Wildlife Conservation Society, and others, to gather ecological data, conduct household surveys, and analyze landscape data. The research results may provide management guidance for the newly expanded deer species and contribute to the conservation of endangered big cats. In chapter 1, I employed camera traps, ecological studies, and genetic techniques to identify the expanding deer species and collected information on their range. The range of water deer has extended northward by at least 500 km from its previous distribution limit, and this population shares a tight evolutionary relationship with Korean water deer. In chapter 2, I identified the appropriate environment and figured out potential expansion pathways for the water deer. MaxEnt model was used to access the habitat. Because environmental factors can be evaluated through their contribution to the model, I discovered that the suitable water deer habitat on the east coasts of the Korean Peninsula (Hamyong-namdo patch) and west coast of the Korean Peninsula (Pytongan-namdo patch) and the newly expanded region along the border between China, North Korea, and the Russian Far East (Hunchun patch). Elevation, wetland region, the availability of water sources, and farmland habitat were significant factors that helped water deer choose their home in the new area. Three main connection routes were estimated among habitat patches. The east route was from Hamyong namdo cross Ryangando and Hamyong bukdo to Hunchun; the middle route was from Pyongan namdo cross Chagang do to Baishan, Atu, Helong, Longjing to Hunchun; The west route was from Pyongan namdo to Chagang do, Baishan, Antu, Dunhua, Wangqing to Hunchun. The predicted habitat connections may serve as the water deer dispersal routes in the past, and further dispersal trends may be predicted through the modeling results. Predators, such as tigers and leopards, may also use the similar routes for their future dispersal. In Chapter 3, I also investigated residents' attitudes toward wildlife using a questionnaire survey, which may have ramifications for the new extension of water deer management. I discovered that people's attitudes regarding wildlife are influenced by their age, gender, education, and contact with wildlife. Residents usually had neutral sentiments toward large animals, but they had very negative opinions against wild boar, especially if they had suffered losses from crop raiding. It will be crucial to be alert of any potential conflict in the new expansion territory of the water deer, given that the species may induce severe crop raiding in the area in the future. All of these details will be crucial and useful for managing and conserving the newly expanded water deer population. This study illustrates how a scientific working process brings together wildlife, habitat, and the local community when gaining access to and conserving newly expanded species in new ranges. This study results may have important implications to tiger and leopard conservation, both positive and negative. First positive implication is that the northward expansion of water deer into the newly established big cat range in northeast region of China may have positive effects on big cat populations by increasing prey animal diversity in their habitat. Secondly, we forecasted the potential corridors for water deer, which can be used in the future for big cats as a potential habitat or dispersal routes because of the potential existence of new prey species in the connection areas; Finally, the data on the local people's attitudes towards wildlife can help building strategic plans for future tiger and leopard conservation education and prey management. However, the results may have negative implications for big cat population; for example, potential introduction of novel diseases or pathogens of ungulates to the expanded region, creation of potential disturbance or competition in the wildlife community of the expanded region, bringing about a new type of wildlife-human conflict in the region etc.

먹이동물의 분포와 지역 주민들의 야생동물에 대한 인식과 태도는 대형 고양이과 동물 보존에 있어서 중요한 측면 중 하나이다. 자연 경관에 대한 인간의 지배적 영향력이 급속히 확장됨에 따라 아시아에 서식하고 있는 호랑이와 표범 개체군이 소실되거나 또는 개체군 고립과 파편화를 초래하였다. 그럼에도 불구하고 중국 동북지역과 극동러시아 남서부 해안지역 일부에는 아직 아무르호랑이(Panthera tigris altaica)와 아무르표범(Panthera pardus orientalis)의 서식지가 보전되어 있다. 이곳에 살고 있는 아무르표범은 현재 야생에서 생존하는 마지막 개체군이며 아무르호랑이는 중국 동북지역의 메타 개체군이 된다. 이 지역에는 최근 사슴과 동물종인 고라니(Hydropotes inermis)가 자연적인 서식지 확산에 의해 새로 서식하게 되였으며, 이들은 미래 큰고양이과동물(호랑이와 표범)의 잠재적 먹이가 될 가능성이 크다. 그러므로 고라니 개체군 확산에 대한 기초 정보와 지역주민들의 야생동물 인식에 관한 정보는 대형고양이과동물의 보전에 있어 매우 중요하다. 본 연구는 적외선 카메라 기법, 유전자 분석 기법, 종 분포 모델 및 설문조사 방식을 통해 이러한 정보를 얻을 목적으로 진행되었다.

야생동물과 서식지의 보호는 인간의 복지와 생존을 위해서도 중요하다. 그러나 인구 증가는 자원수요 증가와 맞물려 인간과 야생동물이 공존하는 방법에 대한 중요한 도전적 문제를 제기한다. 야생동물에 대한 조사 및 보호에 관한 대부분의 연구는 개개의 특정 분야에 세분화되어 있다. 여러 분야를 아우르는 통합적 연구방식이 쉽지는 않지만 야생동물의 보전에 있어 매우 중요하다. 야생동물과 그 생태환경과의 상호작용, 그리고 경관이 야생동물에게 서식지를 제공하는 방법은 모두 야생동물 보전의 중요한 측면이다. 야생동물 서식지에 사는 주민들이 야생동물에 대해 갖는 태도 및 보전에 대한 인식은 미래의 보전 활동이 성공할 수 있는지 여부와 장기적인 지속 가능성에 있어 중요한 역할을 한다. 보전에 관한 대부분의 연구는 야생동물의 특정 측면에 초점을 맞추고 있지만 야생동물이 직면한 문제는 다양하고 복잡하기 때문에 문제를 종합적으로 고려하는 것은 중요한 의미를 지닌다. 종 생태학, 경관생태학, 사회학적 이론은 모두 보전생물학의 중요한 뒷받침이 되었다.

비침습적 유전자 시료 수집과 분석, 적외선 카메라 및 전통적인 생태 조사와 같은 야생동물 모니터링 기술의 발전은 야생동물에 대한 정확한 정보 수집을 위한 기본 수단을 제공한다. 야생동물 서식지를 평가할 때 경관생태학 분야는 효과적인 평가도구를 제공하고 있으며, 종분포모델(Species distribution model)은 경관척도의 데이터를 이용하여 인간활동의 영향, 환경배경 정보 및 종 생태정보를 결합하여 중점보호지역을 예측할 수 있게 한다. 또한 생태 네트워크 연결 방법을 이용하여 주요 서식지 패치 간의 연결을 계산하고 경관 규모 서식지 정보를 얻을 수 있다. 설문조사 기법은 인간과 야생동물의 충돌 및 주민 인식 상태를 이해하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있다.

2019년에 고라니가 현재 아무르호랑이 및 아무르표범이 분포하는 두만강 하류 지역으로 확산된 것으로 보고되었다. 고라니는 번식률이 높아 미래 대형고양이과 동물의 먹이가 될 가능성이 높지만, 동시에 다른 생물에 일정한 영향을 미치며 지역주민과 충돌할 가능성도 있다. 본 논문 연구에서는 주로 적외선 카메라, 종 분포모델 및 설문조사 기법을 사용하여 중국 동북지역 고라니(대형고양이과동물의 잠재적 먹이)의 북쪽 확산 너비를 평가했으며 연구의 중점 지역은 중국 동북부과 극동러시아의 북한 접경지역이다.

본 연구의 주요 목표는 종의 확장을 확인하고 서식지를 평가하며 야생동물에 대한 지역주민의 태도를 평가하는 것이다. 연구 목표를 달성하기 위해 지역 임업부서, 연변대학, 북경사범대학, 국제야생생물보호학회 및 기타 관련 분야의 지역 파트너와 협력하여 생태 데이터를 수집하고 가구 조사를 수행하고 경관 데이터를 분석했다. 적외선 카메라, 생태학적 데이터 수집, 유전자 시료 수집과 분석을 통해 종을 보다 정확하게 식별하고 분포 범위를 업데이트했으며, 고라니의 분포가 이전에 기록된 범위에서 최소 500km 북쪽으로 확산되었으며, 남한 고라니의 유전적 특성과 더 밀접한 관련이 있음을 확인했다. 연구 결과는 새로운 서식지역으로 확산된 고라니 보호 및 관리에 대한 기본 정보를 제공하고 대형고양이과동물의 보전에 도움을 줄 것으로 기대된다 (제1장).

적절한 환경 변수를 결정한 후 MaxEnt 모델을 사용하여 서식지를 분석하면 환경 변수를 평가하고 최종적으로 특정 종에 적합한 서식지를 예측할 수 있다. 한반도 서해안에서 중국 랴오닝성까지, 동해안에서 러시아 우수리강까지 뻗어 있는 고라니 서식에 적합한 넓은 지역을 발견했으며 서식지 연결 분석을 통해 고품질 서식지 플라크를 연결할 수 있는 생태회랑을 도출하였다(제2장).

야생동물에 대한 현지 주민의 태도도 설문조사를 통해 확인했는데, 이는 향후 고라니 확산에도 영향을 미칠 것으로 보인다. 야생동물에 대한 지역주민들의 태도가 연령, 성별, 교육 및 야생동물과의 상호작용과 같은 요인과 관련이 있음을 발견했다. 우리의 조사 결과에 따르면 지역주민들은 일반적으로 대형 육식동물에 대해서는 중립적이지만 멧돼지에 대해 부정적 인식을 갖고 있다. 특히 농작물 피해를 입은 경험이 있는 가족은 멧돼지에 대한 불만이 매우 높다. 경제적 수입 수준과 수입원도 야생동물에 대한 지역사회의 태도에 영향을 미치며, 이러한 정보는 호랑이, 표범 및 그 먹이동물의 보호 및 관리전략 수립에 있어 중요한 정보가 될 수 있다(제3장).

본 연구는 아무르호랑이와 표범의 기존 서식지에 새로 확산된 유제류에 초점을 맞추어 서식지 평가와 예측을 통해 잠재적 서식지 패치 및 생태회랑 정보를 얻을 수 있었다. 호랑이와 표범에게 직접적인 생존요소는 먹이동물이기 때문에, 이 잠재적 먹이동물의 분포상황, 서식지와 생태회랑에 대해 이해하는 것은 그 포식자의 보전과 관리에도 중요한 정보를 제공한다. 호랑이와 표범의 잠재적 먹이동물의 서식지와 회랑은 그 포식자에게도 중요한 서식지 및 회랑 역할을 할 수 있기 때문에 미래 호랑이와 표범 보호구역 설계에 있어 이러한 정보를 고려할 필요가 있다. 마지막으로 지역사회를 대상으로 하는 설문조사를 통해 야생동물에 대한 현지인들의 태도와 야생동물과의 상호작용에 관한 정보를 얻을 수 있었다. 이는 야생동물 보호에 대한 주민들의 지원을 확보하고 살아있는 동물에 대한 간섭을 줄이는 방법에 대한 중요한 정보 자원이 될 것이다. 본 연구는 야생동물 생태학, 경관생태학 및 사회학적 연구방법을 통합한 연구 사례로 미래의 다른 종 보호에 일정한 시범 역할을 할 수 있을 것이다.