贵州省自然保护地时空演变特征及影响因素

建立自然保护地是推进生态文明建设和支撑经济社会发展的生态安全底线,是实现可持续发展和维护国土生态安全的重要举措。为了揭示自然保护地的宏观空间过程及其影响因素,本研究以贵州省为例,采用最邻近点指数、核密度分析、标准差椭圆等方法,对2002—2017年全省自然保护地的时空分布特征进行分析,并结合地理探测器分析其影响因素。结果表明: 研究期间,贵州省自然保护地的数量、面积、类别呈现出多元化的快速发展状态,形成了以自然保护区、森林公园、风景名胜区为主体,以湿地公园、地质公园、自然遗产地为补充的自然保护地体系。自然保护地空间凝聚的态势不断加强,空间分布的范围不断扩大,空间移动的速度不断下降,形成了以东北-西南方向为主导且逐渐稳定的空间格局。自然保护地凝聚过程受地形和植被分布的影响较大;自然保护地趋向于在河流、山脉周围的地势平缓处和植被集中连片处聚集。自然保护地空间分异受多种影响因素的共同作用,不同影响因素对自然保护地空间分异的解释力存在一定的差异。其中,归一化植被指数、森林面积和公路里程是影响自然保护地数量、面积空间分异的共同主要因素;不同影响因素交互后的解释力明显加强,表现为非线性增强或双因子增强。     

云南老君山金丝厂滇金丝猴群栖息地的环境特征

通过在云南省西北部老君山金丝厂滇金丝猴栖息地设置标准样方,调查该滇金丝猴群栖息地的环境特点,研究表明,金丝厂滇金丝猴群栖息地是以长苞冷杉和毛柱红棕杜鹃为主的亚高山寒温性针叶林,该群落发育较好,高大树木占有较大的比例,林下箭竹密度大.这些特征对该滇金丝猴群的安全和生存起着重要的作用.     

景观空间格局对滇金丝猴猴群分布的影响

结合景观生态学,建立研究区域景观格局分析与内部生物之间的联系,能够为生物多样性保护和自然保护区的管理提供更加真实准确及可实践操作的指导。借助遥感和地理信息系统软件,将滇金丝猴分布区内景观划分为适宜生境、次适宜生境、连接生境、天然阻碍及人为干扰5种类型,通过计算得到5种类型斑块的景观指数,并将其与滇金丝猴猴群出现概率及种群密度进行相关性分析。结果表明:(1)滇金丝猴猴群出现概率受人为干扰斑块影响较大,与人为干扰斑块面积所占比例呈负相关,与人为干扰斑块的权重边界密度呈正相关;(2)影响猴群分布密度的景观指数较多,其中除适宜生境斑块所占面积比及其权重边界密度与猴群密度呈正相关之外,其他指数均与猴群密度呈负相关;(3)现阶段对滇金丝猴生境保护最为直接的方法应该是增加适宜生境和次适宜生境斑块间的连通性,即增强这两类斑块的自然增扩潜力,同时减少人为干扰对猴群的影响;(4)对于自然保护的管理应当更加重视边界效应的作用,尽量保持适宜生境与其性质相近类型斑块的连通性,以提高景观质量。     

滇西北地区自然村对滇金丝猴生境质量的影响

在社会经济发展与生态环境发展逐渐失调的背景下,滇金丝猴作为中国特有的珍稀濒危物种,其生境质量的研究是平衡经济发展与物种保护的重要基础。选取滇西北地区2572个自然村的社会经济数据和344个样地运用GIS空间分析法的主成分分析和InVEST模型,研究滇西北地自然村发展对滇金丝猴分布区生境质量的影响,结果如下：(1)研究区南部自然村发展优于北部;(2)研究区北部的生境质量比南部高,北部自然村对滇金丝猴生境质量的影响比南部的自然村小;北部的生境稀缺性比南部高,生态稳定性差,需要制定优先保护策略;(3)猴群分布区内存留12个自然村,自然村发展对第3、6和14猴群(C3、C6和C14)的生境质量影响大,生境质量比较低;猴群C1、C12和C13分布区内的生境稀缺性较高,生境脆弱,需要优先加强规划;划定滇金丝猴优质生境、中等生境和低质生境区域,占比分别为26.85%、20.44%和52.71%。     

生态旅游活动中游客噪声对滇金丝猴的影响

生态旅游被视为解决保护和发展的最有效手段之一,但现阶段的生态旅游开展对野生动物造成影响的程度和方式还缺乏研究。为研究生态旅游活动开展过程中产生的噪声是否会对滇金丝猴(Rinopithecus bieti)产生影响,2017年7月5日至2018年2月8日,在云南香格里拉滇金丝猴国家公园,采用10 min间隔的瞬时扫描取样法记录游客噪声、观赏距离、可见滇金丝猴总数量及其不同年龄-性别组滇金丝猴个体数量。结果显示,生态旅游行为显著增加了环境噪声值,向游客开放时段的噪声值(52.42 dB)显著高于非开放时段(47.51 dB),且游客数量越多噪声值越大;游客的观赏距离越近可见的滇金丝猴个体数量越少,且不同观赏距离下可见的滇金丝猴个体数存在显著差异,当观赏距离在11~15 m时,游客可见滇金丝猴总数量最多(2046只);在1~5 m的观赏距离内,不同年龄-性别组猴的理论可见数量不同,成年雄性猴的理论可见数量最高(2.9只),其次是青少年猴(2.2只),成年雌猴(1.8只)和婴猴(1.6只)最低。推测,不同年龄-性别组滇金丝猴个体抵抗干扰的能力不同,成年雄性猴抗干扰能力最强,其次是青少年猴个体,成年雌性猴和婴猴抗干扰能力较弱。由此,本研究认为,现阶段香格里拉滇金丝猴国家公园的生态旅游活动增加了环境噪声,且对滇金丝猴的行为产生了一定的干扰;游客观赏距离越近、游客数量越多,干扰越大。建议在未来的生态旅游过程中,严格设立游客观赏距离,且观赏距离应在10 m以上;设立标语,提醒游客保持安静,减少噪音,从而减少对滇金丝猴的干扰。     

滇金丝猴、藏酋猴和猕猴咀嚼装置骨学特征的比较

本文对滇金丝猴、藏酋猴和猕猴毛耳亚种中与咀嚼有关的48项骨学特征作了比较,试图探讨它们在功能与形态及行为方面的相关关系。对所得变量进行了多变量统计分析、齿弓对称性分析及咀嚼能力分析。结果表明：滇金丝猴与猕猴属具有不同的下颌形状。前者齿弓对称性比后者好,且具有更强的咀嚼能力;藏酋猴的咀嚼能力远较毛耳猴接近滇金丝猴;咬啐坚果的能力与咀嚼能力大小相反。在下颌发育中有异速生长现象。据此对食性的推测与已有的野外观察资料相符。     

基于MaxEnt模型的人类干扰对滇金丝猴潜在分布的影响

滇金丝猴 (Rhinopithecus bieti) 是我国特有的濒危灵长类动物,预测其栖息地变化,评估人类活动影响,进而识别保护空缺,对该物种的保护具有重要意义。本文使用出行大数据估计人类出行密度,并将这一指标引入栖息地模型的构建;运用MaxEnt模型和空间分析技术分别构建自然环境和人类干扰两种情景下滇金丝猴的适宜栖息地模型,并分析自然环境与人类干扰两类共计11个变量对栖息地的影响。结果显示：(1) MaxEnt模型的预测精度较高,基于出行大数据的人类出行密度这一指标能很好表征人类干扰对栖息地的影响。(2) 模型预测得到滇金丝猴高适宜栖息地面积3 487.28 km²,认为影响滇金丝猴潜在分布的主要环境变量是海拔、年降水量、人类出行密度和距道路距离。(3) 人类干扰对滇金丝猴栖息地有明显的负影响 (使适宜栖息地面积相较于自然环境下减少9.32%),其中人类出行活动对滇金丝猴的栖息地干扰最为明显;同时还发现研究区78.8%的区域均受到一个或多个人类变量的较强干扰。(4) 在现有15个滇金丝猴群的活动斑块中,3个同时具有较高栖息地适宜性和较多人类干扰的斑块,可作为重点保护区域;同时发现栖息地质量在距道路和居民点约2 500 m处均出现明显拐点,可作为开展保护工作的缓冲区参考距离。降低这些区域的人类干扰强度,对滇金丝猴的生存具有更重要的现实保护意义。     

人工辅助投食对滇金丝猴肠道微生物群落的影响

【背景】肠道菌群与宿主的消化吸收、免疫抵抗和行为等息息相关,并受宿主的饮食、生活环境等因素影响。【目的】人工辅助投食能增加野生动物的营养摄入,但对其肠道菌群影响的研究较少。【方法】以云南白马雪山国家级自然保护区内的野生和人工辅助投食滇金丝猴群的新鲜粪便为材料,通过高通量测序探究人工辅助投食对猴群肠道菌群的影响。【结果】人工辅助投食的猴群肠道菌群丰富度、均匀度及谱系多样性更高,并且个体间群落组成差异更小。通过多级物种差异判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析发现,人工辅助投食对20种不同分类水平的细菌相对丰度有影响,包括提升了厚壁菌门(Firmicutes)等8种类群的相对丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等12种类群的相对丰度。通过构建微生物相关网络发现,野生猴群肠道菌群网络结构更加复杂,鲁棒性更高。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)功能预测结果表明,人工辅助投食降低了猴群肠...     

2000-2019年重庆市植被覆盖时空变化特征及其驱动因素

基于MODIS-NDVI数据、气象数据、地形数据和人类活动数据,采用趋势分析等方法,应用地理探测器模型,全面分析2000-2019年重庆市植被覆盖时空变化特征,并探究各地理因子及其交互作用对重庆市植被覆盖的影响程度与作用机制。研究发现:(1)2000-2019年,重庆市植被覆盖整体呈波动上升趋势,增长率为4.4%/10a,NDVI偏差值呈先减小后增加趋势。(2)2000-2019年,重庆市植被覆盖高值区主要分布于渝东北和渝东南,低值区则主要分布于三峡库区消落带及渝西、主城地区;植被覆盖空间格局在东西方向上由"一字型"向"斜线型"演化,南北方向上由"浅U型"向"深U型"演化。(3)2000-2019年,各地理因子对重庆市植被覆盖空间分异性解释力大小依次为:年均温(0.3459)>高程(0.3281)>年均降水量(0.2305)>人类活动强度指数(0.1747)>坡度(0.1008)>总辐射(0.0552)>坡向(0.0034);年均温、坡向、人类活动强度指数解释力总体呈增加趋势,年均降水量、总辐射、高程、坡度解释力总体呈减小趋势。(4)2000-2019年,各地理因子对重庆市植被覆盖变化存在交互作用,且呈双因子增强和非线性增强两种类型,而不存在相互独立作用或对植被覆盖变化解释力减弱的交互因子。     

喀斯特关键带植被时空变化及其驱动因素

中国南方喀斯特地区广泛面临着生态问题,植被的保护与恢复倍受关注,对这一区域植被覆盖的进行监测和预测是非常必要的。以MODIS-NDVI为数据源,分析2000—2016年间,研究区不同地质背景,多种土地覆被类型的NDVI时空变化特征及驱动因素。结果表明:(1)从2000—2016年间,研究区植被覆盖整体呈增长趋势;其中喀斯特区域增长情况略优于非喀斯特区域。植被覆盖在空间上呈现东高西低;其中林地的NDVI值最高,耕地次之,依次草地,居民用地,水域,未利用地最低;在林地和耕地中,非喀斯特区域的NDVI值比喀斯特高,其余的土地覆被类型中都比喀斯特区域低。(2)研究区植被覆盖改善的地区占60.19%,退化地区占17.06%;草地,耕地区改善明显,退化主要在水域和建设用地; Hurst指数显示在研究区持续性改善的NDVI大于持续性退化;相比非喀斯特区域,喀斯特区域改善及持续性改善情况更佳。(3)整体而言,海拔对NDVI的空间分布影响力最大,温度次之,依次为降雨,夜间灯光指数;相比而言,非喀斯特区域NDVI空间分布更易受地形因子影响;喀斯特区域NDVI空间分布更易受气候差异及人类活动影响。(4)研究区分别有49%,45%,61%的NDVI与气温,降雨,日照的相关系数通过a=0.05的显著性检验;相比非喀斯特而言,喀斯特区域植被生长更易受气候变化的影响。     

基于生境斑块的滇金丝猴景观连接度分析

基于生境斑块,结合最小费用距离并运用图论法对滇金丝猴分布区进行栖息地连接度分析,研究利用猴群的现实分布结合Logistic回归模型确定了景观功能连接的最佳距离阈值,对于功能畅通的组分,以景观指数BC定量识别出作为"踏脚石"的优先保护区域;对于功能不连接的组分,绘制出最小费用路径,确定了该路径中优先恢复区域。结果表明:最佳的最小费用距离阈值为1400,该阈值下猴群主要存在于5个组分中,所有组分中猴群间的连接度优劣排序为组分3组分1组分5组分4,龙马山猴群(G15)没有"踏脚石"斑块使其与同一组分内的其他猴群相连接,应考虑优先恢复该区域的植被,研究成果对于该物种的保护和其他濒危物种的类似研究具有较强的参考价值和借鉴意义。     

基于景观遗传学的滇金丝猴栖息地连接度分析

结合景观遗传学,应用最小费用距离模型对物种栖息地进行连接度分析,能够为生物多样性保护和自然保护区管理提供更加真实准确及可实践操作的指导。选取滇金丝猴这一珍稀濒危物种,结合景观遗传学,应用最小费用距离模型对其栖息地进行了连接度和潜在扩散廊道分析。并且通过连接度的分析和制图绘制出了更为准确的种群间潜在扩散廊道,确定了受人工障碍影响的廊道及敏感区域。结果表明,研究区内的5个亚群中,仅S3亚群内的5个猴群保持着较好的连接度,总体来说,各亚群内的连接度相对于各亚群间连接度保持的较好。除S3亚群中猴群间的潜在扩散廊道较为理想外,其余种群间的潜在扩散廊道均受人工斑块的影响,多数廊道被人工障碍阻断,或面临即将被阻断的情况,对于滇金丝猴的扩散交流影响较大。敏感区域多集中在中南部的3个亚群间,这些敏感区域应作为景观恢复及保护区规划的重要优先区域。     

基于斑块尺度的神农架川金丝猴生境适宜性评价

基于斑块尺度的生境适宜性研究,可以通过物种分布的景观格局特征,推导出研究区的景观适宜性,有利于景观规划决策。研究首先分析农业用地对神农架川金丝干扰的阈值,其次采用泊松回归构建基于斑块尺度的包含植被类型、斑块特征和人为干扰特征的猴群分布模型,依据模型结果叠加道路适宜性分级图对川金丝猴适宜生境进行评价。结果显示:(1)农业用地干扰阈值为2000 m;(2)最优模型显示猴群偏好面积大、形状简单的寒温性针叶林、寒温性针叶-落叶阔叶混交林、温性针叶-落叶阔叶混交林斑块,对农业用地具有回避性;(3)道路干扰已成为川金丝猴迁移的主要障碍,川金丝猴分布区受到的农业干扰较小,但其成为阻碍川金丝猴扩张分布区的屏障。建议神农架保护区全面开展道路与旅游景点对野生动物干扰的监测。     

气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种——红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。     

川金丝猴秦岭与岷山社群社会结构与空间分布差异性比较

对不同地区川金丝猴社会结构和空间分布的比较有助于了解其种群与环境的相互应答关系。在秦岭山脉和岷山山脉的不同地区选取3个观察群,对比它们之间社群结构和空间分布的差异。研究结果表明,尽管同属于仰鼻猴属川金丝猴种,由于栖息地环境的不同,导致社群结构和空间分布既存在相同点又存在一定的差异。对于社会结构,扎如沟群,大坪峪群与玉皇庙群表现出同样的最高进化水平的重层社会体系;但是构成这一社会体系的基本单位一雄多雌（One-male unit,OMU）,其成员整体数量上没有差异,但是OMU内雌雄比例不仅在3个观察群间存在差异,而且与同属其他物种相比也存在差异;对于空间分布,由于食物竞争压力和天敌捕食压力在不同的栖息地内影响不同,导致3个观察群空间分布呈梯度变化关系。研究结果不仅为川金丝猴种群动态,种群与环境的相互应答关系以及种群进化提供基础资料,而且希望能藉此推进我国相关领域研究的开展,为灵长类社会与行为生态学研究者启发思路,并为保护这些濒危物种提供科学依据。     

人为干扰对神农架川金丝猴连通性及遗传多样性的影响

川金丝猴湖北种群是川金丝猴分布的最东缘,现主要分布于神农架国家公园和巴东自然保护区,其作为单独的管理单元,相对较低的遗传多样性、孤立的遗传状态和较小的种群数量,使得该种群面对环境变化脆弱性高。以神农架为研究区域,首先基于物种分布模型获得川金丝猴移动的阻力图层,利用电路理论分析适宜生境连接度;其次,设置道路和旅游两个人为干扰情景,运用最小费用距离模型与电路理论模型,分析道路和旅游活动对川金丝猴移动路径以及对不同亚群内和亚群间连通性的影响;最后,利用CDPOP软件模拟道路对川金丝猴遗传多样性的影响。结果表明:(1)神农架川金丝猴适宜生境分布较集中,生境斑块间存在多个潜在扩散区域;(2)道路改变了川金丝猴往来于南北生境间的最优路径,旅游干扰对川金丝猴移动路径无明显影响,其干扰主要在于川金丝猴对其具有回避性,回避距离为100 m;(3)道路显著降低金猴岭亚群内的连通性,并显著增加了所有亚群间的移动阻力,旅游活动对亚群内和亚群间的连通性无显著影响;(4)川金丝猴种群在150年内的遗传多样性呈下降趋势,道路的影响将加剧遗传多样性下降的程度。基于以上结果本文提出了针对性的保护建议,对于该物种的保护和其他濒危物种的类似研究具有较强的参考价值和借鉴意义。     

浙江省森林信息提取及其变化的空间分布

如何利用遥感技术提取森林信息是遥感应用的重要领域之一。以不同时相的Landsat TM/ETM+为数据源,采用面向对象和基于多级决策树的分类方法得到浙江省2000年、2005年以及2010年的森林植被覆被图。经实地采样点验证,2010年分类精度达到92.76%,精度满足要求。介绍了浙江森林信息的快速提取方法,即统计不同森林类型的Landsat TM影像原始波段和LBV变换值以及各种植被指数在各时相上的差异,经过C5决策树训练,选取合适的规则和阈值实现森林信息的提取。结果表明,面向对象分割与决策树算法结合可以作为森林信息提取的有效方法。最后,通过对3期森林专题图进行空间叠加分析,得到了森林资源动态变化的空间分布,并以此为基础对林地变化的类型及原因进行分析,结果显示浙江省森林资源变化主要分布在浙西北山区、浙中南山区以及沿海地带,这一结果可以为有关部门的决策提供依据。     

气候变化情景下大沙鼠潜在地理分布

大沙鼠（Rhombomys opimus）是中亚地区典型的荒漠啮齿动物,其采食和掘洞行为造成了荒漠林和荒漠草原退化加剧,生态环境恶化。基于大沙鼠分布数据、气候、土壤和地形因子数据,采用MaxEnt模型预测大沙鼠在当前气候和温室气体低、中、高3种浓度排放情景下2050年和2070年的潜在适生区,分析亚洲大陆未来气候条件下大沙鼠适生面积和分布格局的变化趋势,探讨影响大沙鼠分布的主要环境因子。结果表明：模型AUC（Area Under Curve）值达到0.9以上,预测的准确性达到"极好"。经刀切法分析（Jackknife）表明,影响大沙鼠在适生区分布最主要的环境变量为温度季节性变化的标准差、土壤基本饱和度、最干季度降水量、最暖季度降水量和土壤可交换钠盐。Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2050年高适生区面积较当前分别增长15.78%、15.10%和13.44%;Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2070年高适生区面积较当前增长8.32%、13.18%和18.18%。中国大沙鼠适生区范围内,新疆所分布的大沙鼠适生区分布范围变化较大,3种情景模式下大沙鼠的适生区位置向新疆北部扩张;甘肃适生区位置向西北部扩张;内蒙西北部和阿拉善地区大沙鼠的适生区位置向四周扩张。研究揭示了未来气候下大沙鼠高适生区范围和空间变化,并得到影响其分布的主要环境变量,对其防控具有重要意义。