基于MaxEnt模型的褐马鸡西部种群适宜栖息地研究

基于褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)西部种群的126个分布数据及25个环境变量,利用MaxEnt模型对其适宜生境及主要影响因子进行定量分析。结果显示,模型的预测结果达优秀水平。最干季平均温度、最干月降水量、最冷季平均降水量、最热月极高温度和距道路的距离是主要影响因子,其阈值分别为-6.0～-4.3℃、4.90～5.75 mm、15.3～16.8 mm、23.0～26.3℃和0～54 m。褐马鸡西部种群适宜栖息地集中在陕西省黄龙县、宜川县、洛川县和韩城市。从各县(市)不同适宜等级面积而言,适宜栖息地面积由大到小依次为黄龙县韩城市宜川县洛川县。目前在陕西省黄龙山建立了2个与褐马鸡有关的国家级自然保护区,但褐马鸡最适宜栖息地和中等适宜栖息地已超出保护区范围,建议当地政府或林业管理部门调整保护区的规划或者加强这些超出区域的监测力度。     

基于MaxEnt模型预测斑尾榛鸡在中国的潜在适生区

斑尾榛鸡（Bonasa sewerzowi）是我国特有种鸟类,国家一级保护动物,研究斑尾榛鸡在国内的适生区可为其保护提供参考。从全球生物多样性信息机构（global biodiversity information facilyty,GBIF）选取1980年至2020年9月人工观察记录并上传到网站的101个斑尾榛鸡出现位点,结合31个环境变量,利用最大熵模型（maximum entropy,MaxEnt）和地理信息系统（geographic information system,GIS）技术,对其适宜生境进行预测。结果表明MaxEnt模型的预测精度较高（AUC平均值为0.906）。刀切法（Jackknife）结果显示,距河流最近距离、距道路最近距离、距居民点距离、最冷月最低温度、海拔是影响斑尾榛鸡生境的5个重要环境变量。该模型预测斑尾榛鸡的高适生区主要分布在甘肃西南部、青海东部以及四川北部地区;其次在西藏东部、云南北部地区有零星的高适生区。潜在的适生区破碎化比较严重,在未来修复破碎化的生境,扩大斑尾榛鸡高适生区范围,对于合理有效保护该物种及其生境有重要意义。     

基于MAXENT模型的丹顶鹤越冬生境变化分析:以盐城保护区为例

盐城保护区是全球野生丹顶鹤(Grus japonensis)迁徙种群主要的越冬栖息地之一。近年来,丹顶鹤越冬生境变化显著。应用MAXENT模型,结合丹顶鹤野外调查数据和主要环境特征变量,对2000—2013年盐城保护区丹顶鹤越冬生境变化和主要原因进行分析。模型分析结果表明,到道路距离、到养殖塘距离和到米草滩距离,以及到芦苇滩距离和到碱蓬滩距离分别是2000和2013年影响丹顶鹤分布的主要环境因子。2000—2013年期间,盐城保护区内丹顶鹤适宜生境面积持续减少,由94 571 hm2减少为22 365 hm2;适宜生境破碎化程度不断加剧,分布格局由连续分布变为集中分布在核心区周围区域。丹顶鹤适宜生境丧失与保护区内碱蓬滩、泥滩、盐田面积大幅减少,养殖塘面积大幅增加有关。建议保护区在丹顶鹤越冬生境保护中做好以下工作:(1)加强核心区湿地生境保护和恢复;(2)加强实验区和缓冲区人工湿地管护;(3)加强对保护区内人为干扰活动的监督和管理。     

挠力河流域丹顶鹤繁殖期生境景观连接度分析

将景观连接度分析引入三江平原挠力河流域丹顶鹤繁殖期生境的研究中,确定食物、水、隐蔽所、干扰为丹顶鹤生境选择的主要影响因子,建立繁殖期丹顶鹤的生境适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,对HSI模型值(Ih,s)进行景观制图并纠正,以此为基础,根据丹顶鹤的领域性和繁殖期最小需求面积,利用缓冲区分析,得到丹顶鹤生境景观连接度可视图,划定景观连接度区域.结果显示:(1)丹顶鹤生境破碎化严重.丹顶鹤适宜生境中的小斑块(面积小于0.1 km2)数量较多,占71.88%,且多呈岛状分布.(2)人类活动是丹顶鹤生境面积缩减及破碎化的主要原因.丹顶鹤的适宜生境面积仅占流域总面积的5.35%.(3)景观连接度、景观斑块间的渗透性是丹顶鹤对适宜生境利用程度降低的重要影响因素.由于景观连接度的影响,丹顶鹤可利用生境面积进一步缩小,仅占适宜生境面积的78.37%.(4)具有一定水平景观连接度的区域沿河流两侧呈条带状分布.     

气候变化下大兴安岭地区紫貂优先保护区分析

为了解气候变化对大兴安岭地区紫貂(Martes zibellina)潜在分布的影响,选取年均温、平均气温日较差、最热月最高温和最冷月最低温4个气候变量,坡度、坡向和高程3个地形变量以及植被类型共8个关键环境因子,采用MaxEnt模型模拟当前和未来2种气候变化情景(RCP 4.5和RCP 8.5)条件下2041—2060和2061—2080年紫貂潜在分布区域,并确定其优先保护区。结果表明:(1)当前气候条件下,紫貂潜在适宜生境主要分布在大兴安岭中部和西北部,分布面积占大兴安岭地区总面积的13.74%;(2)未来气候情景下,紫貂潜在适宜生境面积占比比当前适宜生境减少7.21～13.72个百分点;(3)当前气候条件下紫貂优先保护区主要分布于额尔古纳市东北部、漠河县西南部、呼玛县西部和根河市东部,目标优先保护区保护率达46.19%,保护空缺主要分布在根河市中东部、额尔古纳市与漠河县交界地带。建议在保护空缺处建设生态廊道,适当增加保护地面积,以有效保护紫貂。     

甘肃兴隆山自然保护区濒危马麝(Moschus sifanicus)秋季利用生境特征

于2006~2007年9~10月间采用样线样带法研究了甘肃兴隆山自然保护区马麝的秋季生境利用特征,共布设286个空白对照样地和55个利用样地,测量并比较两类样地内的海拔等17个生境变量.结果表明,马麝秋季利用样地的乔木密度(0.90±0.14)和灌木均高(1.92 m±0.53 m)显著低于非利用样地(乔木密度1.35±0.07;灌木均高3.01 m±0.53 m),而且距水源距离(<1 000 m,76.37%)和人为干扰活动距离(<1 000 m,76.36%)较近的中下坡位生境(82.82%)(P<0.05).对喜好生境变量的主成分分析表明,地理因子(由海拔、水源距离、植被类型和坡向构成)是制约兴隆山马麝秋季栖息地选择的首要因子,此外,郁闭度因子(由郁闭度和坡度构成)、食物因子(由食物多度和乔木胸径构成)和隐蔽因子(由隐蔽度和避风性构成)也是影响兴隆山马麝秋季生境选择的重要因素.由于秋季对食物和水源的强烈选择,兴隆山马麝对生境隐蔽性和距人为干扰距离的选择强度较低,即承受较大强度的人为干扰.表5参31     

基于RS和GIS黄河三角洲水禽生境因子变化分析

将影响水禽生境选择的因子划分为水、食物、隐蔽物和干扰4类.用遥感(Rs)和地理信息系统(GIS)软件对黄河三角洲地区3期TM数据进行处理,对各生境因子采取一定的分类方法,得出该地区3个时期各生境因子图.通过面积、斑块数变化及转移矩阵的分析可以看出,各生境因子的结构发生了明显的变化,变化表现为干扰加重,积水地区面积增大,谷物草籽面积及适宜隐蔽物范围减少.人类的有意识活动(干扰)是引起各生境因子发生变化的主要驱动力.生境因子变化对水禽生境既有正面影响,又有负面影响.图9表5参30     

气候变化背景下羌活在三江源的适宜分布

羌活(Notopterygium incisum)是重要的药用资源和濒危物种,明确其适宜分布情况对其可持续利用至关重要。基于三江源18个羌活分布点数据,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)技术预测了气候变化背景下羌活在三江源的适宜分布情况,并筛选出影响其分布的主要环境因子。结果表明:当前羌活适宜分布面积为146.43×10~3 km~2,占三江源区域的26.67%,且主要集中在三江源区的东部和南部;影响羌活分布主要的环境因子有6个,按贡献率由大到小分别是:海拔(37.1%)、年平均气温(15.9%)、坡向(12.2%)、最湿季降水量(11.4%)、最冷季平均气温(9.6%)、气温季节性变动系数(5.4%);未来羌活在不同CO_2浓度情景下的适宜分布面积由大到小为:RCP2.6(126.92×10~3 km~2)、RCP4.5(95.32×10~3 km~2)、RCP6.0(25.53×10~3 km~2)、RCP8.0(22.13×10~3 km~2),未来不同CO_2浓度情景下羌活的适宜分布面积均小于当前羌活适宜分布,且未来高CO2浓度情景下的羌活适宜分布面积小于低CO2浓度情景。当前及未来不同CO2浓度情景下三江源国家公园中羌活的适宜分布面积分别为:当前(22.60×10~3 km~2)、RCP2.6(16.64×10~3 km~2)、RCP4.5(4.79×10~3km~2)、RCP6.0(0.43×10~3 km~2)、RCP8.0(0.27×10~3 km~2),羌活在三江源国家公园的适宜分布面积相对较小。该研究对于理解三江源区羌活野生资源生长环境具有重要意义,并有利于实现这一野生药用植物资源的科学保护与合理利用。     

基于最小累积阻力模型(MCR)和空间主成分分析法(SPCA)的沛县北部生态安全格局构建研究

沛县北部因采煤导致地形、地貌和地类变化,直接影响了整个区域的生态安全,因此需要在区域生态安全状况评价的基础上构建生态安全格局。该研究以沛县北部地区为研究对象,选取高程、坡度、土地覆盖类型、植被覆盖、距水体的距离、距道路的距离、距矿点的距离、距居民点的距离8个指标,采用空间主成分分析法(SPCA)评价研究区生态安全状况,并利用最小累积阻力模型(MCR)建立生态阻力面,借助GIS空间分析技术提取生态廊道和生态节点,从而构建研究区的生态安全格局。结果表明研究区生态安全水平不高,中度安全水平的面积为447.53 km~2,占研究区总面积的44.53%;较低安全水平的面积为344.58 km~2,占研究区总面积的34.28%;识别的31条潜在生态廊道、31个一类生态节点和20个二类生态节点与生态源地一起构成了研究区的生态安全格局,为沛县北部的生态规划和生态可持续发展提供了有效参考。     

扎龙湿地丹顶鹤巢址空间分布变化及其对环境变化指征

扎龙国家级湿地保护区是我国一级保护鸟类丹顶鹤最重要的集中繁殖栖息地。以扎龙保护区为研究区,利用质心模型和最近邻体模型等方法,模拟1996至2004年间丹顶鹤（Grus japonensis）巢址的空间分布变化,分析这种变化对环境变化的指示作用。结果表明：丹顶鹤种群巢址分布出现向核心区集中的现象,鹤巢平均最近邻体距离大幅减少,巢址的空间分布格局由1996年的均匀分布转变为2004年的成群分布型;丹顶鹤巢址的空间分布变化表明该区环境发生巨大的变化：1996年核心区内栖息资源相对均匀、丰富,而缓冲区和实验区适宜生境呈零星分布格局,此后生境质量经历了由适宜一非适宜,适宜生境空间分布由均匀一斑块化的过程,到2004年各功能区适宜生境数量大幅减少,且核心区内适宜生境斑块化严重。为研究区丹顶鹤种群及其生境的保护和管理提供参考。     

野生大熊猫与放牧家畜利用生境的特征比较

为了探讨放牧家畜影响野生大熊猫及其栖息地、主食竹资源的内在驱动因素,以便为大熊猫国家公园建设和管理提供依据。根据大熊猫国家公园卧龙片区野生大熊猫与放牧家畜的随机样地调查资料,从植物群落结构和物种组成方面,分析了它们利用生境的异同。结果表明：从植物群落特征来看,乔木层物种丰度、灌木层盖度、主食竹的种群特征(盖度、密度、地径和株高)等指标,野生大熊猫与放牧家畜之间具有显著性或极显著性差异,野生大熊猫利用生境的乔木层物种丰度17.38株,灌木层盖度75.31%,主食竹的盖度为56.32%、种群密度48.87 culms·m^-2、地径6.03 mm和株高143.48 cm,放牧家畜利用生境的乔木层物种丰度29株,灌木层盖度93.20%,主食竹的盖度为89.20%、种群密度66.54 culms·m^-2、地径3.82 mm和株高59.68 cm,而其余指标没有明显的统计学意义。就木本植物的物种组成特征而言,大熊猫利用生境的乔木层和灌木层的科属种数量都多于放牧家畜生境,前者为乔木层17科25属41种、灌木层29科49属91种,后者乔木层9科10属14种、...     

宝兴县大熊猫栖息地生态系统服务价值评估

生态系统服务价值(ESV)评估对衡量生态保护与经济发展具有指导意义.以大熊猫国家公园体制试点区域中的四川省宝兴县为例,利用当量因子法,评估县域尺度生态系统服务价值,比较宝兴县大熊猫栖息地、蜂桶寨保护区与全县单位面积生态系统服务价值差异,并通过敏感性系数(CS),对评估结果的合理性进行验证.结果显示:(1)2010年宝兴县大熊猫栖息地生态系统服务价值为52.46亿元,占总价值的62.73%;(2)蜂桶寨保护区单位面积生态系统服务价值最高,高出全县平均水平327.95元/hm~2,宝兴县大熊猫栖息地略低于蜂桶寨保护区,为27 221.72元/hm~2;(3)各土地利用类型敏感性系数均小于1,评估结果可信.本研究表明已设立的蜂桶寨保护区覆盖面有限,无法使宝兴县大熊猫栖息地得到最大程度的保护,若以大熊猫栖息地规划大熊猫国家公园范围,以62.03%的县域面积保护全县80.93%的森林资源,将更有利于保护大熊猫栖息地的完整性和原真性;研究结果对其他地区国家公园的规划和建设具有一定参考价值.(图4表4参39)     

基于InVEST模型的三峡库区(重庆段)生境质量时空演变分析

为识别生境质量优劣的具体区域,揭示土地利用变化下生境质量时空演变特征,对集大农村、大库区于一体的三峡库区(重庆段)开展生境质量研究.以2000、2010及2020年土地利用数据为基础,运用InVEST模型对三峡库区(重庆段)2000—2020年生境质量进行定量评价,并结合转移矩阵方法挖掘了生境质量退化的具体区域.结果表...     

基于PLUS模型和InVEST模型的昆明市生境质量研究

城镇化发展导致的土地利用变化是影响生境质量的首要因素,而生境质量对生物多样性保护和生态环境修复具有重要意义。以昆明市为研究区,通过获取2000—2020年土地利用数据,利用PLUS模型模拟2030年土地利用变化情况,再结合InVEST模型对昆明市生境质量进行研究。结果如下：(1)昆明市主要地类为耕地、林地和草地。2000—2020年耕地、林地、水体面积分别减少926.18 km²、28.03 km²、30.05 km²,建设用地和草地分别增加了925.36 km²和95.24 km²。(2) 2000—2020年昆明市生境质量持续降低,处于中上水平且呈现两极化趋势。低生境分布在昆明市南部城市群;较低生境聚集在昆明市东部,与较高生境相互交错分布在整个研究区;高生境主要分布在西面的山区。同时,低生境面积不断增加,高生境面积逐渐减少。(3) PLUS模型模拟出来的2030年昆明市土地变化中,建设用地进一步扩张,耕地、林地、草地面积持续减少;模拟得到的平均生境质量相较于2020年整体下...     

亚热带森林小麂的空间分布及活动节律的区域性差异

小麂(Muntiacus reevesi)是偶蹄目鹿科麂属动物,在我国种群数量丰富,分布广泛,但关于小麂在不同区域的空间分布及活动节律的差异性研究相对较少。为掌握小麂的活动节律及其影响因素,2018年3月至2019年2月利用红外相机技术对江西省桃红岭梅花鹿国家级自然保护区、九岭山国家级自然保护区和齐云山国家级自然保护区的小麂进行了监测,每个保护区的红外相机数量均为60台,相机工作日分别为9 692、9 659、14 582 d,小麂的独立有效照片数分别为603、665、1 032张,并运用单季节占域模型估算了各地区小麂的占域率和探测率,分析了海拔、坡度、植被覆盖度以及距水源地距离等环境变量对小麂活动规律以及分布范围的影响。结果表明,桃红岭保护区和九岭山保护区的小麂偏好于海拔较低、坡度较小、植被指数较低、距水源地距离较近的区域;齐云山保护区的小麂偏好于海拔较高、坡度较大、植被指数较高、距水源地距离较近的区域。小麂为明显的晨昏性动物,日活动高峰出现在06:00—08:00和17:00—19:00。其日活动节律在齐云山存在显著季节差异,桃红岭保护区和九岭山保护区则无显著季节差异,各保护区之间...     

栖息地适宜度评价方法研究进展

栖息地模拟法是根据指示物种所需的物理生境条件确定河流流量,评价栖息地适宜度,为水生生物提供一个适宜的物理生境。与其他方法相比,栖息地模拟法考虑了生物本身对物理生境的要求,需要建立物种-生境评价指标。文章总结了目前用于描述物种—生境关系的栖息地适宜度评价方法,包括栖息地适宜度指数、多元统计方法、模糊逻辑方法、人工神经网络、对多物种和群落的统计分析,归纳了各个方法的进展和应用情况,重点分析了统计学方法在评估栖息地适宜度时的优势和不足。栖息地适宜度指数有二元、单变量、多变量3种格式,前2种方法只考虑单一因子,实际应用中多变量格式应用较多。多变量格式方法直观、所需数据容易获取、实际操作性强,是栖息地定量化的经典方法,也是目前应用最多的方法,然而其对专家经验依赖较多,主观性较强。近些年来,多元统计方法在栖息地适宜度评价方面的应用不断增加,它考虑物理变量之间的相互作用和相关性。模糊逻辑法在处理栖息地模拟中的不确定性方面具有优势,能更好地利用专家知识,更合理的处理建模过程中测量的不准确性和不确定性,同时也考虑了多个变量之间的相互作用,但是当考虑的变量数增加时,模糊规则的数量会迅速增加,给计算带来不便。人工神经网络能够隐性地找出响应变量和环境变量之间的复杂关系,但是其解释能力不足,并需要大量的实测数据对其进行训练,实际应用受到限制。通过排序分析或梯度分析可以对多物种和群落进行统计分析。这些方法都各有优劣,在实际应用中,应结合实际情况选择最合适的栖息地适宜度评价方法。     

气候变化情景下黑果枸杞的潜在地理分布

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)是一种多年生、多棘刺灌木,具有丰富的药用、经济和生态价值.基于中国172个黑果枸杞样点和29个环境因子数据,运用MaxEnt模型,模拟预测黑果枸杞在当前、未来(2050s、2070s)RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景下的潜在地理分布,以刀切法(Jacknife)分析影响其分布的主要环境因子,并采用受试者工作特征曲线(ROC)对预测结果进行检验.结果表明:(1)MaxEnt模型能够较好地模拟预测黑果枸杞在我国的潜在分布范围.最湿月降水量、最冷季均温、最冷季降水量、表层土壤砾石含量、年均温、月平均日温差等因子是影响黑果枸杞分布的主要因素.(2)黑果枸杞潜在适宜分布区总面积约为111.942×104 km~2,主要分布在西北干旱地区沙漠—绿洲过渡地带.(3)不同气候情境下,各等级适宜区面积存在明显差异性.RCP2.6情景下2050s、2070s总适宜区增加,RCP4.5情景下2050s增加、2070s减少,RCP8.5情景下2050s、2070s总适宜区减少.(4)空间叠加分析表明,未来黑果枸杞适宜区呈先增长后减少的变化趋势. 2050s黑果枸杞潜在适宜区向东部和东南部扩张,2070s潜在适宜区总体减少,并向北移动.综上所述,气候变化对黑果枸杞不同等级适宜区产生的影响不同,高适宜区分布范围相对较为稳定,可以适应未来气候变化;未来适宜区潜在分布范围及其空间迁移存在一定规律性,结果可为沙漠化治理和生态环境保护提供参考信息.(图7表3参61)     

呼伦湖流域鱼类群落结构特征及与物理生境特征关系研究

为了定量评估物理生境对鱼类群落结构及物种多样性的影响,基于呼伦湖流域2021年枯水期和丰水期2期鱼类调查数据以及采样点物理生境遥感监测数据,采用聚类分析和RDA冗余分析探究呼伦湖流域鱼类群落分布特征、物种多样性与物理生境因子(包括岸线分维数、水面面积和高程值)之间的关系。结果表明,物理生境和鱼类群落可划分为具有明显空间分布规律的4个组群,且物理生境和鱼类群落空间分布存在较高相似度。呼伦湖流域鱼类群落多样性受到分维数、水面面积和高程值生境因子的影响,其中水面面积和高程值影响较大。此外,不同鱼类群落分布对生境因子响应存在差异,呼伦湖流域鱼类优势种贝氏■(Hemiculter bleekeri)和红鳍原鲌(Cultrichthys erythropterus)群落分布与高程值呈正相关,定居杂食性鱼类黑龙江鰟鲏(Rhodeus sericeus)、鲫(Carassius auratus gibelio)和拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)群落分布与水面面积呈显著正相关,而肉食性鱼类鲇(Silurus asotus)和黑斑狗鱼(Esox reicherti)群落分布与分维数呈显著正相...     

江苏盐城自然保护区湿地景观格局空间优化模拟

江苏盐城自然保护区是中国最大的海岸带保护区,主要保护对象为丹顶鹤(Grus japonensis)等珍稀鸟类和滩涂湿地生态系统。如何协调生物多样性保护与资源利用的矛盾,保护丹顶鹤赖以生存的湿地生境,是保护区管理者急需解决的问题。设计了3种考虑保护区协调丹顶鹤生境保护和经济发展的情景模式,并采用土地利用空间优化(LUPO)模型,模拟实现了各情景模式下的保护区湿地景观格局空间优化配置。模拟结果表明:情景A将保护区大面积的光滩和米草滩转换为碱蓬滩,实现了使丹顶鹤适宜生境面积增加80%以上的生态目标,但区域年经济效益显著下降。情景B将大面积的光滩、农田和米草滩转换为养殖塘,实现了使区域年经济效益增长40%以上的经济目标,但付出了丹顶鹤适宜生境面积减少的代价。情景C通过将米草滩和芦苇滩转换为碱蓬滩,将农田和光滩等转换为养殖塘,既实现了使丹顶鹤适宜生境面积增加40%以上,又使区域年经济效益增长20%以上的情景目标,是一种双赢的情景方案。     

基于MSPA与电路理论的黄河流域甘肃段生态安全格局构建

作为高质量发展的前提和基础,生态安全格局构建不仅能够警示潜在重大生态环境问题,而且有利于维护生态系统的健康稳定。以黄河流域甘肃段为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法,融合基于In VEST模型的生境质量评估及生态服务功能空间分布,识别生态源地并进行分级。综合自然地理与社会经济因素构建阻力面,依据随机游走理论提取生态廊道,基于电路模型辨识生态夹点、障碍点等关键生态节点,并在此基础上结合甘肃省国土空间规划,构建研究区生态安全格局。结果表明：生态源地主要分布于研究区南部和东部边缘,空间分布不均且破碎化,总面积1.08×10⁴ km²,其中核心生态源地2.45×10³ km²;识别生态廊道257条,总长度6.06×10³ km,其中关键陆地生态廊道22条,长度50.7 km,关键河流生态廊道40条,长度494 km;识别生态夹点109处,面积206 km²,识别一级生态障碍点37处,面积1.59×10³ km²