景观破碎化对东北虎主要猎物种群动态影响的模拟

以完达山东部地区的现实景观为背景,采用空间直观种群模型LAPS和情景模拟相结合的"虚拟实验"途径,模拟了在10个不同破碎化程度的景观情景中东北虎的主要猎物于1992-2011年间的种群动态,评价了完达山东部地区当前的景观破碎化程度对东北虎主要猎物种群动态的影响。结果表明:LAPS模型准确刻画了研究区东北虎主要猎物种群数量急剧下降的趋势,2002年模拟的东北虎主要猎物的种群数量和实测值之间没有显著差异,马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8651、0.9534和0.2836;不同生境类型的种群密度数据与实测值之间均没有显著差异,其中阔叶林生境中的马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8521、0.9447和0.3152;在灌丛生境中的马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8846、0.9576和0.2415。斑块类型和景观水平上的格局指标变化趋势表明由于农田扩张导致10个景观情景的破碎化程度逐渐增加,景观水平的破碎化程度低于斑块类型水平。方差分析显示10个景观情景中的种群数量没有显著差异,马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8516、0.2624和0.7636,说明研究区当前的景观破碎化程度对种群动态影响并不显著。完达山东部地区存在盗猎等人为干扰,导致了东北虎主要猎物的数量远低于环境容纳量,景观破碎化虽然在局部地区较为严重,但完达山东部地区整体上景观破碎化并不强烈,该地区景观破碎化的效应尚未显现。认为控制盗猎等人为干扰是增加该地区东北虎主要猎物的数量、实现东北虎种群恢复所应优先采取的措施。     

基于MaxEnt模型的小兴安岭东北虎潜在生境适宜性评价

小兴安岭是东北虎的历史分布区之一,近年来东北虎数次重返小兴安岭,预示了小兴安岭东北虎种群恢复的可能性。为了探明小兴安岭作为东北虎栖息地的适宜程度,本文以我国小兴安岭及俄罗斯联邦阿穆尔州、犹太自治州为整体研究区域,利用该区域内东北虎出现点数据,采用Maxent模型,以植被、气候、地形、积雪4类环境数据为基础,分析自然环境条件下小兴安岭东北虎潜在生境的适宜性及空间分布。结果显示：小兴安岭东北虎潜在适宜生境面积为0.96×10⁴~1.03 ×10⁴ km²,主要位于小兴安岭北部和东部,中部、西部和东南部有少量分散适宜生境;次适宜生境面积为2.46×10⁴~1.76 ×10⁴ km²,主要位于适宜生境周边区域;叶灌层差异、蒸散量、归一化植被指数、叶面积指数等植被相关因素及降水季节性、最冷季降水量等气候因素是影响东北虎栖息地适宜程度的主要环境特征变量。小兴安岭仍具备东北虎种群生存的自然条件。     

基于目标种保护的生态廊道构建——以崇明岛为例

景观破碎化和适宜生境面积减少是生物多样性降低与物种灭绝的重要因素之一。生态廊道的构建为陆行野生动物扩大活动范围提供了空间途径,从而增加了物种基因交流的机会, 提高了种群的生存能力。上海市崇明岛是一个地理上孤立的冲积沙岛,随着岛上森林斑块的减少与破碎化,依赖林地生境生存的陆行动物个体与种群数量大大减少。本文以崇明岛为例,选择上海市一级保护动物刺猬作为目标种,在分析其生活习性和基质斑块空间分布特征的基础上,利用最小耗费模型和GIS手段,实现了生境斑块之间的最佳连接,建立了以目标动物保护为目的的生态廊道规划方案。     

区域农田景观格局对麦蚜种群数量的影响

明确农田景观格局对麦田蚜虫种群的影响,是开展区域性害虫生态调控的重要理论依据之一。以区域性小麦种植区为研究对象,基于遥感影像与土地覆盖分类数据以及田间调查的蚜虫种群数据,计算景观格局指数,使用负二项分布的广义线性模型从农田景观、非作物生境景观和区域景观3个方面分析了区域农田景观格局对麦田蚜虫种群的影响。结果表明,蚜虫种群的数量与草地的平均斑块面积和最大斑块指数显著正相关,与县域的平均几何最邻近距离和面积加权平均斑块面积显著负相关,与耕地的面积加权平均斑块面积显著负相关,与耕地的斑块密度显著正相关。草地斑块面积的增大、区域景观与耕地的破碎化、区域景观的聚集会促进蚜虫种群数量的增加。使用草地的斑块面积和最大斑块指数、区域景观的平均几何最邻近距离可以预测蚜虫种群的发生量。非作物生境草地的斑块面积、耕地的破碎化、区域景观的空间分布及破碎化是影响麦田蚜虫种群发生的重要景观因素。     

区域农田景观格局对麦田天敌瓢虫群落的影响

【目的】明确农田景观格局对麦田天敌瓢虫种群的影响,为开展区域性害虫生态调控提供理论依据。【方法】以山东省22个县市区域的小麦种植区为研究对象,基于遥感影像与土地覆盖分类数据以及田间调查的瓢虫种群数据,计算景观格局指数,使用负二项分布的广义线性模型从农田景观、非作物生境景观和区域景观3个方面分析区域农田景观格局对麦田天敌瓢虫群落的影响。【结果】麦田瓢虫种群数量与草地的平均斑块面积(mean patch area,AREA_MN)和面积加权平均斑块分维数(area-weighted mean patch fractal dimension,FRAC_AM)、区域景观的斑块丰富度密度(patch richness density,PRD)呈正相关,与非作物生境的面积加权平均几何最邻近距离(areaweighted mean Euclidean nearest neighbor distance,ENN_AM)呈负相关。草地、聚集的非作物生境以及多样性的区域景观有利于天敌瓢虫种群数量的增加。使用草地的平均斑块面积和非作物生境的面积加权平均几何最邻近距离可以预测瓢虫的发生量。【结论】作为非作物生境的草地、非作物生境的空间分布及区域景观的多样性是影响麦田天敌瓢虫发生的重要因素。     

景观生态学:两栖动物生态学研究的新途径

全球两栖动物正以远超过自然灭绝的高速率灭绝,这与生境丧失和景观破碎化有着直接关系。生境丧失导致两栖动物的生存空间减少,使局部种群消失,而景观破碎化则导致两栖动物种群之间的隔离度增加,不利于动物的繁殖和扩散。但两者往往是同时出现,相互作用。复合种群、景观连接度、景观遗传学及景观模型模拟等理论和方法的发展,为在生境丧失与破碎化景观下两栖动物的种群结构、组成和动态变化研究提供了理论基础和技术方法。同时景观生态学中特别重视研究的尺度,生境破碎化是发生在景观尺度下的生境变化过程,因此对生境破碎化的影响应该从现有的主要集中在斑块尺度和斑块-景观尺度转变到景观尺度上来。     

生境破碎化对动物种群存活的影响

生境破碎是生物多样性下降的主要原因之一。通常以岛屿生物地理学、异质种群生物学和景观生态学的理论来解释不同空间尺度中生境破碎化的生态学效应。生境破碎化引起面积效应、隔离效应和边缘效应。这些效应通过影响动物种群的绝灭阈值、分布和多度、种间关系以及生态系统过程,最终影响动物种群的存活。野外研究表明,破碎化对动物的影响,因物种、生境类型和地理区域不同而有所变化,因此,预测物种在破碎生境中的存活比较困难。研究热点集中于：确定生境面积损失和生境斑块的空间格局对破碎景观中物种绝灭的相对影响,破碎景观中物种的适宜生境比例和绝灭阈值,异质种群动态以及生态系统的生态过程。随着3S技术的发展,生境破碎化模型趋于复杂,而发展有效的模型和验证模型将成为一项富有挑战性的任务。     

完达山东部地区东北虎主要猎物种群的时空动态模拟

基于能体现直接与间接人为干扰的不同意外死亡率和环境容纳量情景,使用景观尺度的动物种群模型（LAPS）模拟了1990—2009年完达山东部地区东北虎主要猎物种群的时空动态,研究了意外死亡率和环境容纳量对种群动态的影响,并直观展现了研究区内动物集群的时空分布状况,比较了不同生境斑块类型中个体密度的差异.结果表明：意外死亡率对研究区动物种群动态的影响较环境容纳量大;灌丛中动物种群的密度高于阔叶林中的密度.研究结果为有效进行东北虎主要猎物的保护与管理提供了科学依据,但相关的定量验证还需深入研究.     

中国及其他分布区域野生虎的系统地理学和遗传起源研究进展

世界野生虎(Panthera tigris)传统上被划分为8个亚种，其中3个亚种已于20世纪灭绝，而剩余种群的生存仍然受到偷猎、栖息地丧失和片断化的威胁。作为唯一栖息着4个现存虎亚种的国家，中国在世界虎的保护事业中负有重要责任，然而其野生和圈养虎的分类地位却仍然不确定。最近一项研究(Luo et al，2004)从所有现存野生虎分布地区(包括中国)采集了134份“基准样品”(即原产野外或有确定地域起源的个体生物样品)，对虎的系统地理学、种群结构以及遗传起源进行了全面分析。所用的分子标记包括四千碱基对的线粒体DNA、30个核基因组微卫星位点，以及MHCDRB基因。研究结果表明，虽然虎的整体遗传多态性较低，但是种群分化程度很高，它们被划分为6个，而不是5个现存亚种：(1)西伯利亚虎(P. t. altaica)；(2)苏门答腊虎(P. t. sumatrae)；(3)孟加拉虎(P. t. tigris)；(4)华南虎(P. t. amoyensis)；(5)印支虎(P. t. corbetti)；(6)新定义的亚种马来虎，暂命名为P. t. Jacksoni。由于所研究样本量有限，目前暂定的华南虎亚种还需进一步确定。现有华南虎圈养种群包括遗传关系相距较远的两支：一支与印支虎(P. t. corbetti)无异；而另一支则与其他种群均相距甚远，可能代表了真正的华南虎(P. t. amoyensis)。利用分子生物学方法对中国动物园中圈养虎的遗传起源调查亟待进行，以确认该圈养种群整体的遗传独特性或者非独特性。换言之，这将是确认华南虎是否仍然存在的关键。     

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。     

Dispersal of Amur tiger from spatial distribution and genetics within the eastern Changbai mountain of China

Population dispersal and migration often indicate an expanded habitat and reduced inbreeding probability, and to some extend reflects improvement in the condition of the population. The Amur tiger population in the northern region of the Changbai mountain in China mostly distributes along the Sino–Russian border, next to the population in southwest Primorye in Russia. The successful dispersal westward and transboundary movement are crucial for the persistence of the Amur tiger in this area. This study explored the spatial dispersal of the population, transboundary migration, and the genetic condition of the Amur tiger population within the northern Changbai mountain in China, using occurrence data and fecal samples. Our results from 2003 to 2016 showed that the Amur tiger population in this area was spreading westward at a speed of 12.83 ± 4.41 km every three years. Genetic diversity of the Amur tiger populations in southwest Primorye was slightly different than the population in our study area, and the potential individual migration rate between these two populations was shown to be about 13.04%. Furthermore, the relationships between genetic distances and spatial distances indicated the existence of serious limitations to the dispersal of the Amur tiger in China. This study provided important information about spatial dispersal, transboundary migration, and the genetic diversity of Amur tigers in China, showed the urgent need for Amur tiger habitat restoration, and suggested some important conservation measures, such as corridor construction to eliminate dispersal barriers and joint international conservation to promote trans‐boundary movement.     

Estimating the Population Size and Genetic Diversity of Amur Tigers in Northeast China

Over the past century, the endangered Amur tiger (Panthera tigris altaica) has experienced a severe contraction in demography and geographic range because of habitat loss, poaching, and prey depletion. In its historical home in Northeast China, there appears to be a single tiger population that includes tigers in Southwest Primorye and Northeast China; however, the current demographic status of this population is uncertain. Information on the abundance, distribution and genetic diversity of this population for assessing the efficacy of conservation interventions are scarce. We used noninvasive genetic detection data from scats, capture-recapture models and an accumulation curve method to estimate the abundance of Amur tigers in Northeast China. We identified 11 individual tigers (6 females and 5 males) using 10 microsatellite loci in three nature reserves between April 2013 and May 2015. These tigers are confined primarily to a Hunchun Nature Reserve along the border with Russia, with an estimated population abundance of 9–11 tigers during the winter of 2014–2015. They showed a low level of genetic diversity. The mean number of alleles per locus was 2.60 and expected and observed heterozygosity were 0.42 and 0.49, respectively. We also documented long-distance dispersal (~270 km) of a male Amur tiger to Huangnihe Nature Reserve from the border, suggesting that the expansion of neighboring Russian populations may eventually help sustain Chinese populations. However, the small and isolated population recorded by this study demonstrate that there is an urgent need for more intensive regional management to create a tiger-permeable landscape and increased genetic connectivity with other populations.     

黑龙江省完达山东部林区东北虎猎物生物量

研究一个地区猎物种群生物量能否满足捕食动物种群数量的需求,这对于了解濒危大型食肉动物是否受到来自于食物缺乏的威胁和制定相应的保护措施极其重要。为了掌握黑龙江省完达山东部林区东北虎食物需求与猎物生物量之间的关系,于2008年冬季至2009早春积雪覆盖期采用随机布设样线,通过收集有蹄类动物在雪地上留下的足迹等活动的方法,在东方红林业局和迎春林业局管辖境内3 692.06 km²的区域布设大样方48个,并在大样方里共布设样线240条开展有蹄类动物种群数量调查,确定东北虎猎物生物量。调查结果表明:研究地区野猪(成体502 606只,亚成体209 210只)、马鹿(成体331 357只,亚成体67 72只)和狍子(成体810 815只,亚成体202 203只)的生物量分别为74 767.50 87 825.00 kg、79 744.50 85 984.50 kg 和 31 337.00 31 525.50 kg,3种有蹄类动物生物量共计1 85 849.00 205 335.00 kg。研究地区猎物总生物量为209 619.89 231 598.24 kg。如果按8%的生物提供给东北虎,3种主要猎物生物量可满足5.22 6.92只东北虎个体的食物需求,研究地区猎物总生物量则可满足5.89 7.81只东北虎个体的食物需求。此外,对足迹遇见率与抽样强度、抽样强度与足迹遇见率的均值标准误差之间关系的分析表明,在完达山东部林区布设120条样线(抽样距离600 km)、150条样线(抽样距离750 km)和115条样线(抽样距离675 km)能满足野猪、马鹿、狍子种群数量调查准确性的最低需求。     

东北虎分布区土地利用格局与动态

土地利用变化是影响东北虎栖息地和东北虎长期生存的关键因素之一.基于东北虎分布区土地利用和土地覆盖的时空变化及其对东北虎种群动态的影响,本文从古代(1860年以前)、近代（1860—1949年）和现代（1949年至今）3个不同的历史时期,系统地分析了东北虎分布区最主要土地利用类型（农业用地、森林、城镇）的发展历程和特征.古代东北虎分布区内零星的人为土地利用对东北虎的生存没有显著影响,而近代以来广泛、剧烈的土地利用变化则是导致东北虎生存空间压缩、种群数量减少的主要原因之一.近代以来,东北虎分布区分属中国和俄罗斯,两国土地利用格局、政策和强度的不同导致东北虎在两国生存状况的差异.东北虎分布区内土地利用的主要驱动力为人口增长、政策变化和生产力的发展.     

国家公园生态系统完整性的内涵及评价框架: 以东北虎豹国家公园为例

保护自然生态系统的完整性是我国建立国家公园的主要目标之一, 《国家公园设立规范》(GB/T 39737-2021)已将生态系统完整性作为国家公园的准入条件生态重要性的认定指标之一, 但目前对国家公园生态系统完整性的内涵还没有统一定义, 并缺乏具体的评价体系。本文在国内外相关研究的基础上, 结合我国国家公园体制试点成果及第一批国家公园设立实践, 提出了国家公园生态系统完整性的基本内涵及评价指标体系, 以期为今后设立国家公园时划定边界范围或评估国家公园管理成效提供理论依据。作者提出, 应从生态系统结构和过程完整性、功能完整性、空间格局完整性3个维度对我国国家公园生态系统完整性进行综合评价。以东北虎豹国家公园为例, 体制试点以来, 东北虎(Panthera tigris altaica)和东北豹(P. pardus orientalis)等顶级食肉动物的食物链相对完整, 虎、豹野生种群从俄罗斯进入、定居、繁衍、扩散的路径清晰, 种群稳定增长、栖息地质量持续改善, 生物多样性日益丰富, 国家公园正式设立范围划定时充分考虑了生态系统完整性保护, 生态系统完整性评级为优秀, 为国家公园可持续发展奠定了良好基础。     

Effects of environmental and anthropogenic drivers on Amur tiger distribution in northeastern China

We examined environmental and anthropogenic factors drive range loss in large mammals, using presence data of Amur tigers opportunistically collected between 2000 and 2012, and anthropogenic and environmental variables to model the distribution of the Amur tiger in northeastern China. Our results suggested that population distribution models of different subregions showed different habitat factors determining tiger population distribution patterns. Where farmland cover was over 50 km² per pixel (196 km²), distance was within 15 km to the railway in Changbaishan and road density (length per pixel) increased in Wandashan, the relative probability of Amur tiger occurrence exhibited monotonic avoidance responses; however, where distance was within 150 km of the Sino-Russia border, the occurrence probability of Amur tiger was relatively high. We analyzed the avoidance or preference responses of Amur tiger distribution to elevation, snow depth and Viewshed. Furthermore, different subregional models detected a variety of spatial autocorrelation distances due to different population clustering patterns. We found that spatial models significantly improved model fits for non-spatial models and made more robust habitat suitability predications than that of non-spatial models. Consequently, these findings provide useful guidance for habitat conservation and management.     

黑龙江省东完达山地区东北虎猎物种群现状及动态趋势

猎物种群丰度是限制虎分布和数量的关键因子,因此猎物种群密度监测和估算是虎保护的重要内容之一。应用采用大样方法,地理信息系统技术和多元统计分析,研究了黑龙江东完达山东部地区东北虎猎物种群(马鹿、狍子和野猪)现状及动态变化趋势。结果表明:研究地区马鹿的种群平均密度为(0.2010±0.0270)只/km²、狍子的平均种群密度为(0.4980±0.0436)只/km²、野猪的平均种群密度为(0.3423±0.0275)只/km²。单因素方差分析表明,在相同生境下,3种有蹄类密度在在阔叶混交林中和杂木林中差异极为显著;不同的生境,3种猎物的猎物的密度也存在着显著差异。相关分析表明马鹿密度和野猪密度程正相关,而马鹿密度和狍子密度、狍子密度和野猪密度则不相关。 同1989年该地区东北虎猎物种群相比:1989-2002年的13 a时间内马鹿的年平均递减率为13.48%、狍子的年平均递减率为12.69%、野猪的年平均递减率为1.89%。     

中国野生东北虎数量监测方法有效性评估

虎数量监测是虎保护的核心内容之一。野生虎现存数量少、领域宽广,加之习性机警,很难对其数量和种群变化趋势做出准确的评估。合适的虎数量监测方法随着监测目标、监测尺度、虎密度、猎物密度、气候及其它环境因素的变化而不同。2002—2011年,用东北虎信息收集网络法,样线调查法,猎物生物量和捕食者关系法,对东北虎数量进行监测。(1)用老虎信息收集网络法研究2006年完达山东部地区东北虎的种群现状,结果显示东完达山地区2006年东北虎数量为6—9只,由1只成年雄虎,2—3只成年雌虎,2—4只亚成体虎和1只小于1岁的幼体虎组成;(2)用猎物生物量和捕食者关系法得到东完达山地区2002年东北虎的密度为0.356只/100 km2,能容纳22—27只东北虎;(3)用样线法在黑龙江的老爷岭南部和吉林省大龙岭北部面积1735.99 km2的区域内设置样线64条,总长609 km,没有发现东北虎足迹链。样线调查的结果表明,在2011年2—3月该调查区域东北虎的数量为0只。监测结果表明,用猎物生物量和捕食者关系得到东北虎数量远远超过现实数量,人们对有蹄类的盗猎和猎套对老虎的伤害可能是其主要原因;样线法调查得出的结果低于现实种群,主要原因是老虎数量极低和调查者对野生虎行为学了解甚少,较难在野外有效的发现虎信息;且样线法监测仅应用于当东北虎以一定的密度(即有定居虎)存在的情况下(多数监测样线能发现虎信息)。虽然和样线法一样存在着诸如专家估计密度和真实密度之间的关系,老虎足迹数量和老虎真实密度间关系不确定,保守估计等内在缺点,在目前中国东北地区野生东北虎种群密度极低,且多是穿越于中俄边境地区的游荡个体的现状下,信息收集网络法是一种高效,可行东北虎监测方法。因此,建议建立更广泛的监测信息收集网络,培训监测人员,严格执行信息收集程序,减少专家估计误差以完善此监测方法。此外,其他监测方法,如占有法、基于标志重捕远红外照相法、粪便DNA法、足迹数码信息法、警犬法等,应根据各种方法的理论前提、误差来源、适用范围和老虎是否定居及密度等具体情况有选择地加以应用,且有些方法可能成为未来中国野生东北虎种群的有效监测工具。     

中国东北虎栖息地分析与潜在生态廊道构建

东北虎（Panthera tigris altaica）是现存5个虎亚种中体型最大者,其作为全球生物多样性保护的旗舰物种,在维持健康生态系统功能中占据不可替代的重要地位。近几十年来,由于东北虎栖息地受到人类活动强烈干扰,致使栖息地破碎化,主要栖息地孤立分布,呈现岛状,天然生态廊道消失殆尽,东北虎的保护面临巨大挑战。因此,确定东北虎关键栖息地,构建与恢复东北虎栖息地之间的生态廊道十分必要。本研究运用专家模型结合东北虎栖息地选择规律和栖息地特征,综合分析植被类型、国家级与省级自然保护区分布、地形因子以及人为干扰因子共7个主要影响因子;通过层次分析法(AHP)获得各影响因子的相对权重值,运用加权线性方程获得了东北虎潜在适宜栖息地,并确定了东北虎核心分布区以及分布区间的综合代价值。通过廊道设计模型（Linkage mapper）得到东北虎核心栖息地间的潜在生态廊道。结果得到了21条东北虎潜在生态廊道,对打通国内零星分布区,特别是张广才岭-完达山-老爷岭之间的迁移通道、扩大东北虎生存空间具有现实指导意义。