气候变化和人为干扰对中国三种金丝猴地理分布的未来影响

气候变化和人为干扰正成为物种多样性丧失的重要驱动力。本文基于MaxEnt模型,探讨气候变化和人为干扰对中国3种金丝猴（川金丝猴Rhinopithecus roxellana、滇金丝猴R.bieti和黔金丝猴R.brelichi）地理分布变迁的影响：（1）气候变化和人为干扰导致3种金丝猴在2000年和未来（2050年）的适宜栖息地面积减少,分布海拔升高,其中黔金丝猴适宜栖息地面积减少最大,川金丝猴在四川东北部、陕西西南部和湖北西北部的适宜栖息地,滇金丝猴在云南西部的适宜栖息地面积收缩;（2）人为干扰指数是导致金丝猴适宜栖息地面积减少的重要因素,最暖季度平均温度、降水量变异系数、最冷季度平均温度是分别影响川金丝猴、滇金丝猴、黔金丝猴适宜栖息地的最重要气候因子;（3）川金丝猴栖息地的西南部,滇金丝猴栖息地的中部具备高连通性,适合亚群之间的交流。基于上述结果,我们建议减少低海拔地区的人类活动,并加强在受气候变化和人类干扰影响严重的栖息地进行预见性保护,比如提前规划、扩大保护地范围,在栖息地连通性低的地区修建生态廊道。我们的结果为濒危动物的保护和生态廊道的修建提供了理论依据和技术支持。     

基于累积阻力的野生动物适宜生境斑块探测——以滇金丝猴为例

识别动物的适宜生境对野生动物保护、区域生态保护以及自然保护区的规划等具有指导意义。以滇金丝猴生存区域为例,选取7个影响滇金丝猴生境适宜性的主要因子：植被类型、海拔、坡度、坡向、距水系距离、距居民点距离、距道路距离,基于GIS技术,构建阻力面,确定累积阻力阈值,计算可达面积并据此划分斑块,结合现有猴群的栖息地分布、保护区设立对划分结果进行分析讨论。结果表明,区域内滇金丝猴的适宜生境面积整体占比较低,猴群移动受到人类活动干扰或水系阻隔的影响,其生境受到了不同程度的破坏,且生境适宜度表现出中部最高,北部次之,南部最差的规律。划分生境适宜性等级的方法,考虑到了明显地物对动物移动的较强阻隔作用,顾及到了空间连续性和斑块完整性,实验结果可反映出不同区域的生境适宜性差异。     

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。     

基于电路理论的滇金丝猴生境景观连通性分析

景观连通性对生态系统服务、动植物基因交流的保护以及景观规划等都具有重要影响作用。以滇金丝猴活动区域为研究对象,基于电路理论建立滇金丝猴栖息地的连接度模型,分析滇金丝猴栖息地间的连通性,对于连通性较好的区域,识别出了重点保护与恢复区域;对于连通性较差的区域,通过电路理论连接度模型确定了影响今后廊道建设的重点保护与恢复区域。结果表明:各区域内部猴群栖息地连通性较好,其中中部地区最优,其次是北部,最差为南部。G3和G4栖息地斑块作为对连接各区域猴群生境斑块起到关键作用的"踏脚石"斑块是今后重点保护与恢复的区域,保护和恢复南部与中部猴群栖息地间"空白区域"的植被对于整个滇金丝猴活动区域的猴群基因交流也尤为重要。方法上,相较于图论得到的单一路径,电路理论得到的多路径更具有现势性。研究方法及研究成果可为濒危物种保护和区域生态廊道设计提供重要参考价值。     

基于MaxEnt模型的九寨沟国家级自然保护区川金丝猴适宜生境研究

川金丝猴Rhinopithecus roxellana是我国特有的灵长类重点保护物种,九寨沟国家级自然保护区是其分布区之一。利用MaxEnt模型对九寨沟国家级自然保护区川金丝猴生境进行研究,结果显示:(1) MaxEnt模型的预测准确度极高,训练集受试者工作特征曲线下面积达到0. 981±0. 011;(2)保护区内川金丝猴的适宜生境面积为7 519. 68 hm2,占保护区总面积的11. 7%,主要分布在北部的林地中;(3)根据贡献率、置换重要值和Jackknife检验,影响川金丝猴分布的最主要环境因子是海拔和距公路距离,植被型、坡向和距步道距离的影响次之,其他环境因子的影响较小;(4)川金丝猴适宜生境的海拔为2 100~3 500 m,距公路和步道距离分别为700~5 000 m和150~3 500 m,位于南坡、西南坡、西坡和西北坡的寒温性针叶林、温性针叶林、针阔混交林和落叶阔叶林中。根据分析结果,建议减少人类活动对川金丝猴的干扰,加强对保护区边缘地域的生境保护,确保川金丝猴适宜生境与周边地区的连通性。     

小兴安岭南麓马鹿冬季适宜生境评价

通过2014-2015年两次冬季野外调查, 将收集的79处马鹿(Cervus elaphus)出现信息作为分布点数据, 选取地形、景观类型、植被特征和人类干扰4类19种因子作为环境变量, 利用最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型, 分析了小兴安岭铁力林业局辖区马鹿种群冬季潜在适宜生境分布特征和主要环境因子对马鹿分布的影响。结果显示: 模型预测精度较高, 训练集与验证集的平均AUC(area under the curve, 受试工作者曲线下面积)值分别为0.949和0.958; Jackknife检验结果表明: 景观类型因子对马鹿生境选择的影响较大; 坡向、距大路距离、距混交林距离、距灌草地距离和距农田距离是影响马鹿生境分布的主要环境因子, 其综合贡献值依次为27.8%、23.9%、19.5%、15.3%和10.4%; 距小路距离对马鹿分布影响较小。我们依据MaxEnt模型最大约登指数, 找到最佳中断点0.22作为阈值将马鹿冬季栖息地划分为适宜和不适宜两个等级, 其面积分别为663.49 km²和1,378.85 km², 分别占研究区总面积的32%和68%。马鹿的适宜生境主要分布在铁力林业局辖区的东部山地和中部林地等区域; 南部地区接近铁力市区, 人类活动频繁, 不适宜马鹿栖息。对马鹿种群的保护管理措施提出3点建议: 控制人为干扰; 构建多样性景观; 优先保护马鹿的潜在适宜生境分布区。     

景观变化对海南坡鹿栖息地分布的影响

利用20世纪50和80年代海南坡鹿(Cervus eldi hainanus)的分布数据,构建栖息地分布模型和栖息地变化模型,分析了主要景观及其分布变化对上述2个时期坡鹿适宜栖息地的影响,并对景观因素变化对栖息地分布变化产生的影响进行了评价。结果表明:50年代海南坡鹿的适宜栖息地分布与林地面积比率、斑块丰富度显著正相关,而与林地边缘密度呈显著负相关;80年代其适宜栖息地分布则与斑块丰富度呈显著负相关,与林地边缘密度呈显著正相关;道路密度也影响本时期坡鹿适宜栖息地的分布。草地转化为林地的比率、道路密度变化率、草地转化为农田的比率、林地和草地转换为居民地的比率均对海南坡鹿的栖息地分布变化具有重要影响。研究表明,坡鹿栖息地的分布受到景观变化的重要影响,而人类活动干扰则是适宜栖息地丧失的重要因素。     

钱江源国家公园体制试点区功能分区对黑麂保护的有效性评估

功能分区是统一协调国家公园不同保护管理目标的主要措施, 对于国家公园的有效管理有重要意义。钱江源国家公园是我国首批国家公园体制试点区之一, 被分为核心保护区、生态保育区、游憩展示区和传统利用区4个部分, 对应不同的保护管理措施。本研究分析了钱江源国家公园体制试点区现有功能分区与其首要保护对象黑麂(Muntiacus crinifrons)的适宜栖息地之间的空间关系。在红外相机调查获取的94个黑麂分布点的基础上, 结合海拔、地形、植被特征、人为活动干扰等15个环境特征变量, 采用MaxEnt模型预测国家公园内黑麂适宜栖息地的空间分布。结果表明, 黑麂倾向于出现在森林较为原始和道路密度较低的区域, 其适宜栖息地面积42.5 km ², 占国家公园总面积的16.9%。其中, 69.3%的黑麂适宜栖息地位于核心保护区, 30.4%位于生态保育区, 表明国家公园现有功能分区能很好地满足黑麂栖息地保护的需求。此结果也证明黑麂可以作为其分布范围内保存较好的亚热带森林生态系统的指示性物种。通过生境恢复、廊道建设和跨省共建促进黑麂栖息地的完整性保护, 是加强该区域黑麂栖息地保护的关键措施。     

六盘山华北豹的栖息地利用及保护建议

大型食肉动物对维持生态系统的结构和功能具有重要作用, 但大部分大型食肉动物处在持续的种群数量和分布面积下降之中, 面临着急迫的研究与保护需求。华北豹(Panthera pardus japonensis)是我国特有的豹亚种, 也是部分区域森林生态系统中仅存的大型食肉动物, 面临着生境破碎化等威胁。本研究使用红外相机调查了宁夏六盘山国家级自然保护区华北豹的分布, 通过构建占域模型分析了华北豹的栖息地利用, 预测了华北豹的适宜栖息地, 并评估了其生境破碎化格局。研究发现, 华北豹在六盘山的平均占域率约为0.135。华北豹偏好植被发育成熟、地势崎岖、温度较低、远离农田和公路的栖息地, 对于农田边缘和居民点等人类活动区域未显示出显著回避。研究识别的六盘山华北豹适宜栖息地主要沿六盘山东西两侧山脉分布, 55%的适宜栖息地斑块位于六盘山国家级自然保护区内。栖息地斑块面积平均为16 km², 最大达214 km², 约77%的栖息地斑块面积在10 km²以下。研究表明六盘山国家级自然保护区有效地保护了华北豹现有的适宜栖息地, 但仍存在栖息地破碎化和人类活动干扰等关键限制因素。建议通过栖息地改造、人类活动管理等方式增强六盘山华北豹适宜栖息地斑块连通性; 并通过推动华北豹跨省保护工作等举措促进华北豹种群扩散恢复。     

基于MaxEnt模型的二郎山廊道大熊猫栖息地适宜性评价

基于地理分布点和环境变量数据,利用MaxEnt模型(Maximum Entropy Modeling)对二郎山廊道大熊猫Ailuropoda melanoleuca栖息地适宜度进行综合评价:坡度、坡向和干扰距离的综合贡献值分别为53.00%、21.90%和18.00%,累积贡献率达92.90%,是影响该区域大熊猫分布的主要生态因子。使用自然断点法将大熊猫栖息地分为不适宜、潜在、适宜和最适宜栖息地4种类型:不适宜栖息地面积为168.45 km~2,占研究区域面积的39.02%;潜在栖息地面积为212.71 km~2,占研究区域面积的49.28%;适宜栖息地和最适宜栖息地面积分别为49.79 km~2和0.68 km~2,两者仅占研究区域面积的11.70%。建议在该廊道开展大熊猫栖息地人工修复项目,以增加该地大熊猫的适宜栖息地面积;同时尽可能减少人类活动对大熊猫栖息地的干扰,以便廊道在促进各种群之间的基因交流中更好地发挥作用。     

唐家河国家级自然保护区川金丝猴生境适宜性评价

生境适宜性评价是濒危物种保护的重要基础。川金丝猴（Rhinopithecus roxellana）是栖息于温带森林的、中国特有的珍稀灵长类动物。位于岷山山系的四川唐家河国家级自然保护区是川金丝猴的重要分布地之一,但涉及该地区川金丝猴的生境信息却较缺乏。运用最大熵（Maximum entropy,MaxEnt）模型对四川唐家河国家级自然保护区川金丝猴不同季节的生境适宜性进行了研究,发现四个季节的训练集和验证集的受试者工作特征曲线下面积（Area under the receiver operator characteristic curve,AUC）值均超过0.8,说明模型预测结果较好。结果显示：（1）影响不同季节川金丝猴分布的主要因子是海拔、河流和道路。（2）川金丝猴的适宜生境面积存在季节性变化。其中,春季的适宜生境面积最大,为233.94 km²,占全区面积的58.48%;夏季的次之,为192.75 km²,占48.19%;秋冬季的适宜生境面积相对较低,分别为145.54 km²（占36.39%）和142.63 km²（占35.66%）。（3）川金丝猴的适宜生境分布具有明显的季节性垂直变化。研究揭示保护好完整的森林植被带对川金丝猴的生存具有重要意义,尤其要重视对人为干扰较强的低海拔生境的保护。     

Identification of 13 Human Microsatellite Markers via Cross-species Amplification of Fecal Samples from Rhinopithecus bieti

Yunnan snub-nosed monkeys (Rhinopithecus bieti) are 1 of 3 snub-nosed monkey species endemic to China. Only ca. 1500 individuals remain in high-altitude forests 3000–4500 m above sea level on the Tibetan Plateau, making them the nonhuman primate living at the highest known elevation. It is one of the most endangered 25 primate species in the world. Proper knowledge of the population genetics and social system of Rhinopithecus bieti will contribute to more appropriate conservation management decisions. Cross-species amplification of human microsatellite loci has facilitated analysis of the population genetics and reproductive strategies of various primate species. We screened 72 human-derived markers to assess their utility in Yunnan snub-nosed monkeys. Thirteen of them produced reliable results and exhibited moderate levels of polymorphism.     

评估不同尺度下农牧地对滇金丝猴景观连接度的影响

基于图论法原理,综合最小费用距离和猴群的最小家域,建立了滇金丝猴栖息地的潜在扩散廊道及廊道缓冲区。在此区域内,根据遗传距离与栖息地连接最小费用距离的相关性,确定了5个不同管理单元间猴群可能扩散的阈值,并根据此阈值计算获得可能连通性指数(PC)去评估不同尺度下农牧地对滇金丝猴栖息地景观连接度的影响。结果表明:在距离为2.15km的廊道缓冲区范围内,5个不同管理单元间猴群可能扩散的最小费用距离阈值为1600,在两个斑块之间的费用距离小于或等于1600时,两个斑块能够连接,猴群可能在这两个斑块进行扩散,超过费用距离1600时,两个斑块不再连接,即猴群在这两个斑块间不会扩散。景观尺度下,PC指数逐渐增加,意味着未来4种不同的农牧地改善情景(C1,C2,C3,C4)都将促进景观连接度的增加;在斑块尺度下,通过确定出的最佳距离阈值,将整个研究区域分成不同的组分,小于或等于阈值的相邻斑块被划分在同一个组分中,大于阈值则不在一个组分中,研究区域中的5个不同管理单元间的猴群被划分在3个不同的组分中,情景C1,C2中组分数量没有变化,意味着连接度没有发生改变,但在情景C3,C4中,组分数量减少,并与相邻的组分融为一个组分,意味着连接度发生改变,滇金丝猴的活动范围扩大,更有利于猴群的基因交流。研究结果将为滇金丝猴栖息地的保护、未来廊道的恢复建设提供科学依据,同时也能为类似的研究提供方法上的参考。     

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。     

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。     

40年岷山地区白河自然保护区川金丝猴的生境格局动态

好的生境质量是野生动物生存和繁衍的必备条件,生境质量的变化将对动物的生存产生深远影响,定量客观的评估生境变迁过程显得尤为必要。川金丝猴作为我国一级保护动物,评定其生境质量变化过程有利于制定有效的保护措施。3S技术的不断发展与广泛应用为研究川金丝猴生境格局的动态变化提供了有利的工具。以岷山白河自然保护区为例,利用陆地资源卫星的MSS/TM/OLI遥感影像,并基于专家知识的决策树分类方法对遥感影像进行分类,获取了5个时期的覆被类型空间分布图;根据NDVI与郁闭度的相关性获取了研究区郁闭度的时空变化信息。然后,通过对野外观测数据的数理统计与空间分析,获取了川金丝猴的生活习性特征,并结合AHP方法构建了川金丝猴生境质量的评价体系,对5个时期的生境质量进行了评价,最后定量分析了40年来川金丝猴的生境格局的动态变化趋势。研究表明,近40年来白河自然保护区内及周边的生境经历了由良好到不断恶化,再到逐渐恢复的过程,其中最适宜和适宜生境呈现先降低后逐渐升高的趋势,而不适宜和勉强适宜则表现为先增加后减小的趋势。1975—1982年时段内,各生境等级变化剧烈,尤以最适宜和不适宜等级变化显著,生境质量整体呈恶化趋势;1982—1994年,各生境等级变化剧烈程度较前一时期有所缓和,生境质量得到较大改善,呈良性发展趋势;1994—2003年时段内,研究区内生境质量进一步改善,环境恶化状况得到了缓解;2003—2014年时间段内整体质量改善的速度明显减缓,生境质量达到平衡状态。除1975—2014时段外,前4个时段的各综合变化指标呈现递减趋势,前期生境等级变化剧烈,后期趋缓。气候变化和人为干扰为导致生境变化的主要因素,其中20世纪80年代生境变化与气候变化关系密切,而20世纪90年代之后人为干扰因素明显增加。研究有助于理解气候变化与人为干扰背景下,川金丝猴生境格局时空变化特征,为野生濒危动物生境保护管理和政策制定提供科学依据。     

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。