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。     

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。     

向海自然保护区丹顶鹤生境结构空间特征

丹顶鹤为国家一级保护珍稀禽类,是向海自然保护区重点保护对象。在我国乃至世界范围的丹顶鹤保护中占有重要的地位。近年来,由于自然条件和人类活动的干扰,丹顶鹤的天然家园．沼泽湿地发生退化,其生存受到威胁,丹顶鹤的数量波动变化较大。为了有效地保护丹顶鹤有必要详细了解和掌握其生境结构的空间特征和变化特点,以了解丹顶鹤的生境动态。在RS、GIS技术和统计分析方法的支持下,运用景观生态学方法对向海自然保护区丹顶鹤生境空间结构特征从景观特征、生境斑块空间关系和生境破碎化3个方面进行分析。选择景观斑块面积、周长、斑块大小以及斑块密度等描述保护区景观格局基本特征。利用斑块的邻接边界长度和斑块间隙指数分析丹顶鹤生境——沼泽斑块的空间邻接关系和聚集程度,数据表明沼泽斑块与人类活动频繁的耕地邻接较为紧密,而自身的间隙指数自20世纪70年代以来有明显增大趋势。分析了由于自然原因和人为活动影响所造成的丹顶鹤生境斑块的空间破碎化程度。计算结果表明,由于沼泽生境自身条件的限制,研究区内物理性破碎化减少的生境面积为2039．6hm^2,人为破碎化（居民地和道路）减少的生境面积为3845．1hm^2,这样研究区内丹顶鹤适宜生境面积为13680．1hm^2,可见人类活动对丹顶鹤生境影响很大。研究为保护区内丹顶鹤物种的保护和生境管理提供重要的科学依据。     

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。     

景观基质对雅江中游河谷黑颈鹤冬季觅食地选择的影响

生态系统中生境斑块并非孤立存在，而是嵌于周边景观基质中。生境内种群赖以生存的资源和环境条件不仅取决于生境本身，更与景观基质组成与结构紧密关联。黑颈鹤是青藏高原的旗舰物种，雅鲁藏布江中游河谷高寒湿地是全球最大的黑颈鹤越冬地，为其提供了良好的觅食生境。厘清该区域黑颈鹤觅食生境选择如何受景观基质组成结构的影响，对于青藏高原旗舰物种保护以及流域生态系统综合治理具有重要意义。运用景观生态学原理，以遥感影像和实地黑颈鹤种群调查数据为基础，结合景观基质多尺度缓冲区构建、相关分析以及Maxent模型，分析2000-2020年雅江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区（日喀则片区）景观格局时空变化和觅食地生境特征及其与黑颈鹤种群的关系，探究景观基质对黑颈鹤觅食地选择的影响，并利用关键生境因子模拟黑颈鹤生境适宜性分布。通过分析发现：（1）时间尺度上，雅江中游河谷耕地面积先增加后下降，滩地持续减少；空间尺度上，觅食黑颈鹤种群呈东多西少的集群分布特征，其分布范围与河谷内耕地分布基本吻合；（2）景观基质对黑颈鹤觅食地选择影响显著。景观结构上，黑颈鹤偏好连通性好、优势度高的景观基质；景观组成上，偏好基质中耕地和水域类型，这与黑颈鹤的觅食习性及对环境安全的生态位需求有关；（3）景观基质结构组成对黑颈鹤觅食地选择的影响具有显著的尺度效应。景观基质结构影响最显著的空间尺度为1500-2000m。但基质中耕地、草地和水域等景观组成要素对黑颈鹤的影响具有不同空间尺度效应，分别为1500m、3000m和4000m；（4）通过模型模拟，揭示出黑颈鹤适宜生境面积先增后减，但总体较2000年呈上升趋势，且基质中觅食地与耕地的距离、水域斑块密度和偏好景观组成的优势度始终是生境适宜性解释率最高的景观因子。本研究揭示出，该区域乡村规划应该统筹优化黑颈鹤栖息生境及其景观基质中的作物生产以及居民生活，形成以黑颈鹤旗舰物种保护为核心的高寒湿地生态系统综合管理模式，从而增强青藏高原高寒生态系统的稳定性和可持续性，同时也为深入研究物种生境选择机制提供了思路。     

我国丹顶鹤栖息地选择研究进展

丹顶鹤(Grus japonensis)是我国Ⅰ级重点保护野生动物,被世界自然保护联盟列为濒危物种。本研究通过搜集和整理2000至2017年丹顶鹤栖息地选择和生境适宜性相关文献,分析了丹顶鹤在繁殖期、迁徙期、越冬期的栖息地选择,发现丹顶鹤在这三个时期的最偏好生境均为芦苇沼泽或芦苇滩,回避人为干扰较为严重的居民点、道路、盐田等生境。通过梳理丹顶鹤繁殖地、中途停歇地、越冬地的栖息地变化及其原因,发现丹顶鹤栖息地变化是自然因素和人为因素共同驱动的结果,以人为因素为主。本研究希望为科学评价栖息地变化对丹顶鹤野生种群的影响、针对性地开展栖息地保护管理工作、促进丹顶鹤野生种群健康可持续发展提供依据。     

基于多尺度的丹顶鹤生境适宜性评价——以黄河三角洲自然保护区为例

尺度是生态学中的一个核心问题,基于多尺度更能抓住物种一环境之间关系.生境适宜性模型可以定量并多尺度研究物种一环境关系,被广泛应用于野生动物生境适宜性评价中.本文以丹顶鹤(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,应用二项逻辑斯谛回归模型,并结合地理信息系统和遥感技术,在10-1,500 ha之间,通过变换空间尺度大小构建了10个空间尺度下丹顶鹤生境适宜性模型.通过检测尺度对模型构建的影响,选择最佳模型开展丹顶鹤生境适宜性分析和评价.尺度影响分析结果表明:环境因子的拟合能力和模型的预测精度均存在尺度效应,空间尺度为50 ha时的单尺度模型为最佳单尺度模型,多尺度模型优于所有单尺度模型.模型分析结果表明:丹顶鹤适宜生境占保护区总面积的25%以上,且大部分适宜生境分布在自然保护区南部,自然保护区北部由于缺乏淡水来源,适宜生境较少.为有效保护丹项鹤生境,建议加强保护区湿地生境监测、评价和规划.以及对人为干扰活动进行监督和管理.     

耦合种群动态的生境格局变化分析粒度与景观因子选择——以盐城越冬丹顶鹤及其生境的变化为例

选择盐城珍禽国家级自然保护区,以丹顶鹤越冬生境景观与种群动态这一格局-过程关系为切入点,尝试从丹顶鹤最小存活面积特征与种群动态视角探讨一下最佳粒度、景观格局变化分析的指数遴选方法。结果发现:根据丹顶鹤最小生存面积确定200m为最大转换粒度,综合景观指数随空间粒度变化的规律和粒度转换精度损失评价的结果,确定最佳分析粒度为70m。在众多景观因子中,运用Spearman秩相关分析,再利用逐步回归分析建立起景观与丹顶鹤数量指标间的联系,最终筛选出反映景观面积(CA)和空间格局(IJI,ENN_MN)的3种影响显著景观因子,其解释贡献率(累计R2)达到70.5%,且其所代表的生境景观的组成和结构信息较为客观地反映出研究区丹顶鹤种群动态分布的显示状态。与纯粹的景观指数分析相比,这种方法更能反应景观格局演变特征的特定生态学意义。     

盐城保护区生境变化与丹顶鹤数量的耦合关系分析

以江苏盐城国家级珍禽自然保护区的核心区为研究区, 采用灰色关联度模型, 分析了不同生境敏感因子与丹顶鹤数量的耦合关系, 再根据斜率关联度对生态敏感因子进行了综合排序。结果表明: 丹顶鹤数量与研究区的生境敏感因子密切相关, 各因子之间相互作用, 相互影响, 形成了复杂条件下的耦合关系。关联程度的排序为: 碱蓬破碎度指数>芦苇破碎度指数>净初级生产力年总量>景观破碎度指数>芦苇面积>香农生物多样性指数>碱蓬面积。其中碱蓬破碎度指数、芦苇破碎度指数、景观破碎度指数与丹顶鹤数量呈负相关关系。碱蓬破碎度指数与丹顶鹤的数量关联度最强, 对该地区的生境状况具有良好的指示作用。     

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。     

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。     

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.     

Pb and Cd Bioaccumulations in the Habitat and Preys of Red-Crowned Cranes (Grus japonensis) in Zhalong Wetland, Northeastern China

Pb and Cd concentrations in the habitat and preys of the red-crowned crane (i.e., reed rhizomes and three typical aquatic animal families (Perccottus glehni Dybowski, Carassius auratus Linnaeus, and Viviparidae)) were analyzed to examine the impact of these hazards on red-crowned cranes in northeastern China. Results indicated that Pb and Cd concentrations in the preys of the red-crowned cranes were elevated via food chain. Most of the detected Pb and Cd contents in the sediments were above the natural background level, ranging from 9.85 to 129.72 ppm and 1.23 to 10.63 ppm (dry weight), respectively. Cd geo-accumulation index at all sites were larger than 3, even reached 5.22, suggesting serious pollution in this region. Three common water animal families were detected to contain heavy metals, following the order of increasing concentrations: primary consumers (i.e., Viviparidae and Carassius auratus Linnaeus)?<?secondary consumers (i.e., Perccottus glehni Dybowski). Pb and Cd concentrations in the buffer zone are significantly higher than in the core area and being elevated in the food chain. The molten feathers of the red-crowned cranes showed the highest toxic metal concentrations of Pb (2.09 to 5.81 ppm) and Cd (1.42 to 3.06 ppm) compared with the feces produced by cranes and residual eggshell left by water fowls. Exceptionally high Pb and Cd concentrations in the cranes and their preys were thought to be associated with their habitat.     

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。