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【2h】

Geographical assignment of polar bears using multi-element isoscapes

机译：使用多元素等值线对北极熊进行地理分配

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摘要

Wide-ranging apex predators are among the most challenging of all fauna to conserve and manage. This is especially true of the polar bear (Ursus maritimus), an iconic predator that is hunted in Canada and threatened by global climate change. We used combinations of stable isotopes (13C,15N,2H,18O) in polar bear hair from > 1000 individuals, sampled from across much of the Canadian Arctic and sub-Arctic, to test the ability of stable isotopic profiles to ‘assign’ bears to (1) predefined managed subpopulations, (2) subpopulations defined by similarities in stable isotope values using quadratic discriminant analysis, and (3) spatially explicit, isotopically distinct clusters derived from interpolated (i.e. ‘kriged’) isotopic landscapes, or ‘isoscapes’, using the partitioning around medoids algorithm. A four-isotope solution provided the highest overall assignment accuracies (~80%) to pre-existing management subpopulations with accuracy rates ranging from ~30–99% (median = 64%). Assignment accuracies of bears to hierarchically clustered ecological groups based on isotopes ranged from ~64–99%. Multivariate assignment to isotopic clusters resulted in highest assignment accuracies of 68% (33–77%), 84% (47–96%) and 74% (53–85%) using two, three and four stable isotope groups, respectively. The resulting spatial structure inherent in the multiple stable isotopic compositions of polar bear tissues is a powerful forensic tool that will, in this case, contribute to the conservation and management of this species. Currently, it is unclear what is driving these robust isotopic patterns and future research is needed to evaluate the processes behind the pattern. Nonetheless, our isotopic approach can be further applied to other apex mammalian predators under threat, such as the large felids, providing that isotopic structure occurs throughout their range.
机译：在保护和管理所有动物区系中，种类繁多的先头天敌是最具挑战性的动物之一。北极熊（Ursus maritimus）尤其如此，北极熊是在加拿大被捕并受到全球气候变化威胁的标志性捕食者。我们在北极熊中使用了稳定同位素（ 13 C， 15 N， 2 H， 18 O）的组合来自> 1000个人的头发，从加拿大北极和亚北极的大部分地区采样，以测试稳定的同位素特征“分配”熊的能力（1）预定义的受控亚种群，（2）由稳定同位素的相似性定义的亚种群使用二次判别分析得出的值，以及（3）使用围绕类固醇算法的分区，从插值（即“ kriged”）同位素景观或“ isoscapes”派生的空间显式，同位素不同的类。四同位素解决方案为先前存在的管理子群体提供最高的总体分配准确度（〜80％），准确率约为30-99％（中位数= 64％）。根据同位素，熊对分层聚类生态群的分配准确度范围为〜64–99％。使用两个，三个和四个稳定同位素组，对同位素簇的多变量赋值导致最高赋值准确度分别为68％（33-77％），84％（47-96％）和74％（53-85％）。北极熊组织的多种稳定同位素组成物中固有的所得空间结构是一种强大的法医工具，在这种情况下，将有助于该物种的保存和管理。目前，尚不清楚什么驱动这些稳健的同位素模式，需要进一步的研究来评估模式背后的过程。但是，只要同位素结构在其整个范围内都存在，我们的同位素方法可以进一步应用于其他受到威胁的先端哺乳动物捕食者，例如大猫科动物。

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