丹顶鹤春迁期觅食栖息地多尺度选择——以双台河口保护区为例

双台河口保护区是世界濒危鸟类丹顶鹤大陆种群西线群体不同生活史阶段的重要栖息地。2008-2010年3-4月,采用定点观察法、二维坐标法、方差分析、因子分析等方法对保护区内春迁期丹顶鹤觅食栖息地的多尺度选择进行了监测分析。研究结果表明：(1)春迁期,该保护区丹顶鹤觅食栖息地选择包括2个尺度3个选择,即大生境尺度内觅食生境类型选择和小生境尺度内觅食区选择、觅食微生境选择;(2)觅食生境类型偏好选择芦苇沼泽(90.00%),也偶选玉米地、泥滩、草甸等生境;(3)觅食区选择通过宏生境因子和干扰因子来判定,宏生境因子包括明水面、堤坝和火烧地,距离均在30m以内;干扰因子包括居民区和油田等强干扰因子和道路等弱干扰因子,均采取远离的方式进行回避,居民区保持在1km以上,油田保持在2km以上,道路保持在300-500m;(4)觅食微生境选择通过微生境因子来判定,包括植被高度、植被密度、植被直径等,选择盖度小(<5%)且植被高度小于喙长的区域觅食。     

基于TM遥感影像的陕北黄土区结构化植被因子指数提取

根据结构化植被因子指数的概念,以TM影像为信息源,探讨了利用遥感技术提取陕北黄土区结构化植被因子指数（C_s）的途径与方法.结果表明：在陕北黄土区,C_s能更好地描述植被群落的水土保持效益,其与绿度植被指数（归一化植被指数NDVI、修正土壤调整植被指数MSAVI）和黄度植被指（归一化差异衰败指数NDSVI、归一化耕作指数NDTI）等单一的遥感植被指数虽然均存在良好的相关关系,但用绿度与黄度植被指数相结合可综合反映植被的水土保持功能,能较好地克服单一指数在描述植被控制水土流失中的不足;MSAVI、NDTI分别是基于遥感影像提取C_s较为理想的绿度和黄度植被指数;根据群落结构化植被因子指数与遥感植被指数的关系推算区域尺度上的结构化植被因子指数是可行的,但由于不同地区植物物候期的差异,要使该方法在其他地区适用,仍需开展相应的率定和验证工作.     

基于极坐标定位的丹顶鹤多尺度越冬生境选择研究——以江苏盐城自然保护区为例

丹顶鹤作为湿地环境的指示物种,其种群数量逐年下降引起了野生动物保护工作者的广泛关注。近年来,随着研究的深入,鸟类生境选择具有多尺度特征的观点逐渐成为研究者的共识。江苏盐城自然保护区是丹顶鹤大陆西线种群最重要的越冬栖息地,选择该区域进行多尺度越冬生境选择研究对于丹顶鹤保护具有重要的现实意义。基于遥感影像和丹顶鹤越冬分布的调查,本文用极坐标的方法在GIS软件中对丹顶鹤分布定位进行制图。借助Arc GIS 10.2和fragstats 4.2软件,从点缓冲、景观和区域3个尺度系统分析丹顶鹤越冬生境多尺度利用特征。在点缓冲尺度上,通过缓冲分析和叠置分析描述丹顶鹤生境利用的强度,发现丹顶鹤连续利用生境和经常利用生境的植被类型是碱蓬,偶尔在芦苇中活动,偏好生境区植被覆盖度在30%以下,植被高度在60 cm以下。在景观尺度上,丹顶鹤偏好程度较高的前三类生境为芦苇沼泽、碱蓬沼泽、明水,对互花米草沼泽具有负向选择。在区域尺度上,受道路和土地利用干扰影响,丹顶鹤主要分布于保护区核心区的低干扰区域;除了干扰之外还与生境面积、生境破碎程度密切相关。综合三个尺度,研究得出丹顶鹤生境选择具有明显的多尺度利用特征,丹顶鹤保护需要考虑多尺度生境保护问题。     

地面测量与ASTER影像综合计算植被盖度

选择我国北方温带典型草原作为研究对象,在研究区内分别针对植被盖度是高、中、低的地区随机选取49块样地,在每块样地内采用嵌套的方式作样方,样方尺度有60、30、15m3个尺度,嵌套的方式是60m的样方嵌套30m的样方,30m的样方嵌套15m的样方。15m的样方内作3个1m的样方,30m的样方内作5个1m的样方,60m的样方内作10个1m的样方。对于每个1m的样方,采用将数码相机架设在离草本层2m高的位置,垂直对样方进行拍摄,并记录影像的方式估计植被盖度。基于以上地面实测数据以及ASTER遥感数据,建立植被盖度经验模型。模型建立的步骤主要包括以下内容：（1）利用植被盖度信息提取模型计算野外实测的各张数码相片的植被盖度值,在15、30m以及60m3个样方尺度上计算各样方的植被盖度;（2）计算ASTER数据的各种植被指数（RVI,NDVI,NDGI）;（3）将地面样方与相应的ASTER影像像元在不同的尺度上相匹配。（4）基于某一样方尺度,计算与地面样方相对应区域内的ASTER影像像元植被指数的中值。（5）基于该样方尺度,建立地面实测植被盖度值与ASTER数据植被指数值之间的回归模型;（6）对回归模型进行显著性检验。在建立经验模型的过程中,研究植被指数（NDVI、NDGI以及RVI）与植被盖度的相关性以及地面样方尺度对经验模型的影响。此外,还将经验模型与目前广泛使用的亚像元分解模型作比较,检验亚像元分解模型在中国北方温带典型草原的适用性。结果表明,（1）对于中国北方典型草原区而言,利用植被指数NDVI监测草地的植被盖度是比较适宜的,它优于植被指数RVI,也比植被指数NDGI的效果好。（2）地面样方尺度的选择对于植被盖度经验模型的建立有很大的影响。就中国北方典型草原区来看,在地面作大样方,取其中值的方法在一定程度上可以克服由于地面的测量和遥感测量之间发生空间错配而产生的影响,有利于提高植被指数与植被盖度之间相关系数的显著水平。（3）60m×60m的样方尺度,基于NDVI的植被盖度经验模型相比,利用亚像元分解模型估测中国北方温带典型草原植被盖度的精度低于前者。     

近30年松嫩平原西部地区丹顶鹤栖息地适宜性动态变化

栖息地适宜性评价是开展珍稀濒危物种保护及生物多样性保护的基础与关键。基于GIS空间分析技术,利用Landsat TM遥感影像,选取土地利用类型、植被覆盖度、河流密度、湖泊密度、居民地密度、道路密度和耕地密度7个变量作为评价指标环境因子,结合实测丹顶鹤(Grus japonensis)数据,采用Max Ent模型建模评价分析松嫩平原西部地区1980—2010年丹顶鹤栖息地空间分布及其质量动态变化。结果表明:(1)研究区内适宜丹顶鹤栖息的环境主要分布在河流、湖泊周围植被覆盖度较好且人为活动干扰密度较小的沼泽湿地和草地;(2)1980年、1995年、2000年和2010年4个时期研究区内丹顶鹤栖息地最适宜区和较适宜区面积均逐渐减少,最适宜区面积由1980年的7536.38 km2减少到2010年的3762.50 km2,非适宜区面积逐年增加;(3)栖息地不同等级适宜区之间转化具有就近性与可逆性,多为最适宜区转为较适宜区,较适宜区转为次适宜区,非适宜区转为最适宜区所占比重较少。本研究为今后湿地发展规划、保护区合理布局、生物资源可持续发展和生物多样性保护提供科学参考。     

基于数字相机、ASTER和MODIS影像综合测量植被盖度

选择我国北方温带典型草原作为研究对象,基于Bottom-up方法,采用地表实测和多尺度遥感综合测量的方法,建立基于地表实测与多尺度遥感数据综合测量的两阶段植被盖度经验模型。此外,还将该模型与常用的亚像元分解模型相比较,结果表明:1)两阶段经验模型可以较好地实现将地面数据扩展到中尺度空间范围,从而完成数据空间尺度的转换,提高大区域草地植被盖度的测量精度;2)MODIS遥感影像数据,结合地面数据和ASTER遥感影像数据可以较好地在区域范围内对北方典型草原的植被盖度进行估测;3)目前常用的亚像元分解模型,应用于中空间分辨率的MODIS影像,估测北方温度典型草原植被盖度的精度不够理想。     

基于通量和光谱观测的中亚热带人工针叶林光能利用效率的反演

利用光谱反射率测量的光化学植被指数（PRI）估算植被光合作用的光能利用效率（LUE）,能够更好地为生态系统总初级生产力的估算及尺度扩展提供重要的技术支撑.本研究以中国通量网（ChinaFLUX）千烟洲通量观测站为研究区域,2013年9月和12月在通量塔上测量了中亚热带人工针叶林的植被反射光谱,并获取了通量塔上同步观测的气象数据和涡度相关通量数据,对两者进行回归分析.结果表明： PRI-LUE相关关系（R²=0.20,P<0.001）优于NDVI LUE.在整个观测期内,土壤水分含量（SWC）与PRI组合的二元回归模型能够提高LUE的估算精度（日间观测R²=0.29,P<0.001;正午观测R²=0.30,P<0.01）,而在秋季,饱和水汽压差（VPD）与PRI组合的二元回归模型能较好地估算正午LUE（R²=0.448, P<0.001）,表明环境因子SWC和VPD是影响PRI-LUE关系的重要因素,不同季节的二元回归模型所选择的最佳环境变量有所不同.     

白冠长尾雉越冬期栖息地选择的多尺度分析

2000年至2002年冬季,在河南董寨国家级自然保护区对我国特有珍稀雉类白冠长尾雉（Syrmaticus reevesii）越冬期栖息地进行了调查,并结合RS和GIS在多个尺度上对其栖息地选择进行了分析.结果表明,不同尺度上影响白冠长尾雉越冬期栖息地选择的因素存在差异,影响因子之间还存在相互作用.在微生境上,影响因子主要是坡度、乔木盖度以及坡向余弦值与灌木高度的相互作用;在115 m尺度上,关键因子是灌木林、阔叶林和针叶林的面积;250m尺度上,主要因子是针叶林和阔叶林的面积及针叶林与阔叶林面积的相互作用;对于距离因素,到河漫滩和到农田的距离是影响白冠长尾雉越冬期栖息地选择的关键因子.根据回归分析和AIC及AICc值,115 m尺度上栖息地变量对白冠长尾雉越冬期的栖息地选择影响最大.综合分析发现,在较大的尺度上,影响白冠长尾雉越冬期栖息地选择的关键因子有针叶林面积、阔叶林面积、针叶林和灌丛面积的相互作用、到河漫滩的距离以及到农田的距离.     

丹顶鹤多尺度生境选择机制——以黄河三角洲自然保护区为例

生境在鸟类生活史中发挥着重要的作用,关系到鸟类的生存和繁衍。由于鸟类对环境变化的响应发生在等级序列空间尺度上,基于多尺度的研究更能深入刻画鸟类-环境之间关系。以丹顶鹤(Grus japonensis)为研究对象,以其迁徙和越冬的重要地区-黄河三角洲自然保护区为研究区域,应用等级方差分解法和等级划分法,分析丹顶鹤与微生境、斑块、景观尺度因子之间的关系,探求丹顶鹤生境选择的主要影响因素和尺度。等级方差分解结果表明,在第1等级水平,景观尺度因子与微生境、斑块尺度因子之间的联合效应大于独立效应,景观尺度因子的独立效应大于微生境和斑块尺度因子;在第2等级水平,景观尺度上的景观组成因子重要性大于景观结构因子,微生境尺度上的植被和水分因子为重要影响因素。等级划分结果表明,景观尺度上,翅碱蓬滩涂、水体面积大小是主要影响因素;微生境尺度上,植被盖度和水深为主要限制因子;在斑块尺度上,斑块类型对丹顶鹤生境选择最为重要。研究认为,在黄河三角洲自然保护区,景观尺度是影响丹顶鹤生境选择的主要尺度,景观尺度因子通过与微生境和斑块尺度因子的独立和联合作用制约着丹顶鹤在保护区的生境选择和空间分布格局。建议加强对翅碱蓬滩涂、芦苇沼泽、水体等湿地生境的保护和管理,规范和控制保护区内人类活动强度。     

普洱季风常绿阔叶林乔木物种多样性高分辨率遥感估测

季风常绿阔叶林是我国南亚热带典型的地带性植被,也是云南省普洱地区重要森林类型。季风常绿阔叶林乔木物种多样性遥感估测对研究区域尺度生物多样性格局及其规律具有重要作用。根据光谱异质性假说和环境异质性假说,首先使用1m空间分辨率的机载高光谱数据和激光雷达数据提取了光谱多样性特征和垂直结构特征。然后利用基于随机森林算法的递归特征消除方法选择对研究区森林乔木物种多样性指数具有较好解释能力的遥感特征,并对Shannon-Winner物种多样性指数进行建模、制图。研究结果表明：（1）基于机载LiDAR数据提取的垂直结构特征和机载高光谱数据提取的光谱多样性特征均对研究区森林乔木物种多样性具有较好的解释能力,随机森林模型估测结果分别为R²=0.48,RMSE=0.46和R²=0.5,RMSE=0.45;两种数据源融合可以进一步提高遥感数据的森林乔木物种多样性估测精度,随机森林估测模型R²和RMSE分别为0.69和0.37。（2）机载激光雷达数据对研究区针阔混交林乔木物种多样性的估测能力优于机载高光谱数据。（3）机器学习方法有助于从高维遥感数据特征中选择适合于森林乔木物种多样性建模的少量特征。该研究在云南普洱开展对季风常绿阔叶林的遥感估测研究,可为森林生物多样性调查提供补充手段,有助于森林生物多样性大尺度、长期动态监测。     

基于MAXENT模型的丹顶鹤营巢生境适宜性分析——以扎龙保护区为例

明确物种繁殖栖息地的潜在分布对于受胁物种的保护与科学管理具有十分重要的意义。扎龙保护区是国际濒危物种丹顶鹤西部迁徙种群的主要繁殖地之一,近年来繁殖种群数量波动较大。通过GIS空间技术平台,利用MAXENT模型,结合2012—2013年丹顶鹤(Grus japonensis)营巢分布点和环境特征变量,对扎龙保护区丹顶鹤营巢生境的适宜性进行了分析。结果表明:模型的评价效果达到优秀水平(训练集AUC=0.901);绿度(34.9%)、距道路距离(17.1%)、土壤湿度(16.3%)、海拔(15.7%)是丹顶鹤营巢生境的主要环境特征变量;核心区中部和南部是丹顶鹤主要的适宜营巢分布区,缓冲区和实验区有少量的适宜营巢区分布,丹顶鹤适宜营巢生境面积为35857.35hm~2,占保护区总面积的17.07%。建议在重点管理核心区的同时,对缓冲区和实验区的小面积芦苇沼泽给予更多关注。     

A Multi-Scale Approach to Investigating the Red-Crowned Crane–Habitat Relationship in the Yellow River Delta Nature Reserve,China: Implications for Conservation

The red-crowned crane (Grus japonensis (Statius Müller, 1776)) is a rare and endangered species that lives in wetlands. In this study, we used variance partitioning and hierarchical partitioning methods to explore the red-crowned crane–habitat relationship at multiple scales in the Yellow River Delta Nature Reserve (YRDNR). In addition, we used habitat modeling to identify the cranes’ habitat distribution pattern and protection gaps in the YRDNR. The variance partitioning results showed that habitat variables accounted for a substantially larger total and pure variation in crane occupancy than the variation accounted for by spatial variables at the first level. Landscape factors had the largest total (45.13%) and independent effects (17.42%) at the second level. The hierarchical partitioning results showed that the percentage of seepweed tidal flats were the main limiting factor at the landscape scale. Vegetation coverage contributed the greatest independent explanatory power at the plot scale, and patch area was the predominant factor at the patch scale. Our habitat modeling results showed that crane suitable habitat covered more than 26% of the reserve area and that there remained a large protection gap with an area of 20,455 ha, which accounted for 69.51% of the total suitable habitat of cranes. Our study indicates that landscape and plot factors make a relatively large contribution to crane occupancy and that the focus of conservation effects should be directed toward landscape- and plot-level factors by enhancing the protection of seepweed tidal flats, tamarisk-seepweed tidal flats, reed marshes and other natural wetlands. We propose that efforts should be made to strengthen wetland restoration, adjust functional zoning maps, and improve the management of human disturbance in the YRDNR.     

扎龙湿地丹顶鹤和白枕鹤求偶期觅食生境对比分析

在2003～2004年3～4月,利用定点观察法、GPS定位法、样方法、因子测定法,对扎龙保护区繁殖的丹顶鹤和白枕鹤求偶期的觅食生境进行了对比研究.结果表明,在扎龙湿地,求偶期丹顶鹤与白枕鹤对觅食生境的选择具有显著差异.丹顶鹤觅食生境比较单一,主要集中水域觅食(如芦苇沼泽),微生境选择以食物因素为主,其次是隐蔽因素、水因素和标识因素;白枕鹤觅食生境比较多样化,主要集中于陆地(如苔草沼泽、农田和火烧地),微生境选择要求严格,以“有效食物”因素为主,干扰因素和水因素是次要因素.     

扎龙保护区春季丹顶鹤觅食的农田生境利用分析

为了更深入地了解候鸟丹顶鹤春季利用的农田生境情况,以期为后续的该时期鹤类监测及觅食农田而产生的补偿评估奠定基础并制定相应的管理策略,2002—2015年的5月采用定点观察法、二维坐标法、样方法、GPS定位和因子分析等方法,对扎龙保护区丹顶鹤春季利用的农田生境特征进行了调查。分析结果表明:(1)春季,丹顶鹤觅食偏好选择的农作物为玉米(100%),偏好选择2—5片叶(94.32%)、回避1片叶和超过6片叶(100%)的玉米苗;(2)丹顶鹤觅食利用的农田生境通过有效食物因子和干扰因子进行判定;(3)有效食物因子包括作物高度、作物密度、作物面积、距明水面距离、距芦苇沼泽距离等;其中,选择的作物密度约为8—10株/m~2、作物高度为6—7cm,作物面积4—50hm~2大小不等、距明水面和芦苇沼泽距离相似约为0.4km左右;(4)干扰因子包括季节性弱干扰因子如道路等和强干扰因子如居民区等,针对弱干扰因子丹顶鹤采取不排斥的忽视方式,约保持在0.20km以上;针对强干扰因子丹顶鹤采取远离的方式进行回避,保持在1.20km以上。基于上述分析,建议扎龙保护区在春季巡护时应对人为活动区和农田给予更多的关注。     

辽宁双台河口自然保护区丹顶鹤繁殖生境变化及其繁殖容量分析

运用面积转换矩阵和景观指数对双台河口自然保护区丹顶鹤繁殖生境的变化进行分析。结果表明 ,该地区丹顶鹤繁殖生境的面积不断减小 ,景观异质性和破碎化程度不断增强 ,生境质量不断下降。生境质量的变化将直接引起在该地区丹顶鹤繁殖数量的变化 ,从 1989～1998年 ,在双台河口自然保护区繁殖的丹顶鹤数量逐年下降 ,丹顶鹤的繁殖容量日益减小 ,原因是道路和油井开发强度的不断增大等人类活动的影响。     

苏北地区丹顶鹤越冬种群数量及栖息地分布动态变化

利用资料追踪和历史时期土地利用变化数据深入研究了有资料记载以来苏北地区丹顶鹤越冬种群数量变化与栖息地分布的时空响应。结果显示,20世纪80年代之初,丹顶鹤越冬种群广泛分布于苏北地区,尤其是长江中下游的内陆湖泊、沼泽及江苏沿海滩涂湿地;20世纪90年代之后丹顶鹤分布区域逐渐向沿海滩涂湿地转移,主要分布于盐城市的射阳县境内;进入21世纪,丹顶鹤分布区域集中于盐城国家级珍禽保护区核心区。与此同时,丹顶鹤越冬种群数量也经历了十分明显的变化过程,与20世纪90年代相比,数量减少50%以上。丹顶鹤越冬种群数量及栖息地分布变化与栖息地分布点周围的土地利用方式及人为干扰有关,栖息地面积丧失和景观破碎化是丹顶鹤越冬种群数量减少的主要原因。     

黄河三角洲丹顶鹤秋冬季生境选择机制

影响水禽生境选择要素可分为水、食物、隐蔽物和干扰4类,对其划分等级标准,确定采样点的生境类型。在研究区内分秋冬两季调查丹顶鹤(迁徙期和越冬期)生境选择机制的差异;在不同时期按区域的特点和丹顶鹤的生活习性分别选择样点;经过实地野外调查后再利用方差分析和频数对丹顶鹤生境选择机制进行研究。结果表明,迁徙期影响丹顶鹤生境选择的主要因子是干扰,最适生境为远离人类干扰、有浅水域分布的、植被覆盖率较低的地区;越冬期影响丹顶鹤生境选择的主要因子是食物,最喜欢选择人类干扰相对较小的、有水域分布的、动物性食物占主导地位的植被覆盖率较低的地区栖息。