Incorporating spatial autocorrelation in rarefaction methods: Implications for ecologists and conservation biologists

Recently, methods for constructing Spatially Explicit Rarefaction (SER) curves have been introduced in the scientific literature to describe the relation between the recorded species richness and sampling effort and taking into account for the spatial autocorrelation in the data. Despite these methodological advances, the use of SERs has not become routine and ecologists continue to use rarefaction methods that are not spatially explicit. Using two study cases from Italian vegetation surveys, we demonstrate that classic rarefaction methods that do not account for spatial structure can produce inaccurate results. Furthermore, our goal in this paper is to demonstrate how SERs can overcome the problem of spatial autocorrelation in the analysis of plant or animal communities. Our analyses demonstrate that using a spatially-explicit method for constructing rarefaction curves can substantially alter estimates of relative species richness. For both analyzed data sets, we found that the rank ordering of standardized species richness estimates was reversed between the two methods. We strongly advise the use of Spatially Explicit Rarefaction methods when analyzing biodiversity: the inclusion of spatial autocorrelation into rarefaction analyses can substantially alter conclusions and change the way we might prioritize or manage nature reserves.     

四川米仓山自然保护区台湾水青冈群落学特征沿海拔梯度的变化

为了解不同生境中台湾水青冈(Fagus hayatae)的群落特征,对四川米仓山国家级自然保护区不同海拔的台湾水青冈群落的物种组成、区系特征、生活型谱、重要值和物种多样性等进行了研究。结果表明,台湾水青冈群落中的植物种类随海拔存在差异。群落中植物区系均以北温带分布类型为主,且其分布比例与海拔呈正相关关系。不同海拔群落的物种生活型谱主要以高位芽植物为主,其它生活型较少。群落乔木层中台湾水青冈的重要值随海拔上升不断增大。中海拔群落中的物种多样性指数均低于高海拔和低海拔,具有物种种类少、多样性低的特点。因此,不同海拔段上的台湾水青冈群落学特征有明显的差异。     

地形对七姊妹山自然保护区植物丰富度及分布格局的影响

该研究以七姊妹山自然保护区40个(20×20m2)植物群落调查样方为基础,并采用回归分析和典型对应分析(CCA)的方法研究该区地形对植物物种丰富度及植物分布格局的影响,以明确海拔、坡度、坡向、坡位等地形因子的相对重要性,为该区植物多样性的保护和管理提供理论依据。结果表明:(1)七姊妹山自然保护区40个调查样地共有植物633种,隶属133科,316属,其中乔木118种,灌木150种,草本365种。(2)曲线回归方程拟合结果显示,七姊妹山自然保护区植物物种丰富度分别与海拔、坡度具有显著相关性,物种丰富度沿海拔梯度升高而增大,沿坡度梯度先减少后增大之后又减小。(3)从植物的生活型来看,在所有海拔段,乔木物种丰富度始终低于灌木和草本植物;在低、中低海拔地带,灌木物种丰富度均高于乔木和草本植物;而在中、高海拔地带草本植物物种丰富度较大且高于乔木和灌木。(4)CCA排序结果表明,地形因子对植物物种的分布具有显著影响按其影响强度排序为海拔坡度坡位坡向,说明海拔是影响该区植物物种分布最重要的地形因子。     

贵州赤水桫椤国家级自然保护区鸟兽多样性红外相机初步监测

红外相机监测是了解野生动物多样性和威胁因素的重要手段。本研究采用网格法和分层抽样调查法, 在贵州赤水桫椤国家级自然保护区内选取20个监测位点布设红外相机, 对区内鸟兽物种多样性进行监测。2015年8月至2017年8月, 红外相机累计工作6,370个工作日, 共拍摄45,953张照片, 独立有效照片1,936张。准确鉴定出兽类4目8科19种, 鸟类4目11科28种, 其中, 国家II级重点保护野生动物7种。相对丰富度指数(RAI)排前五位的兽类依次是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、鼬獾(Melogale moschata)、藏酋猴(Macaca thibetana)、小麂(Muntiacus reevesi)和野猪(Sus scrofa); 鸟类依次是紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、红腹角雉(Tragopan temminckii)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracicus)、黑喉噪鹛(Garrulax chinensis)和棕颈钩嘴鹛(Pomatorhinus ruficollis)。物种积累曲线结果表明, 兽类稀疏化曲线在300天后趋于稳定, 表明监测取样已较充分, 而鸟类监测物种数随时间积累依旧保持增长趋势。     

西藏雅鲁藏布大峡谷国家级自然保护区金猫的色型类别与活动节律

2013-2018年间采用红外相机技术对西藏雅鲁藏布大峡谷国家级自然保护区的金猫(Catopuma temminckii)进行长期监测, 累计布设70个点位, 14,071个相机工作日。共收集金猫独立照片101张, 其中60张可识别色型, 占金猫独立照片总数的59.40%。共记录到4种不同色型的金猫个体, 拍摄频次比例为麻褐色型:红棕色型:黑色型:灰色型 = 46:7:4:3; 其中灰色型为我国野生金猫实体首次记录。不同色型的个体可同域分布, 而以雅鲁藏布大峡谷自然保护区为代表的藏东南地区是我国金猫色型变异最丰富的地区。基于红外相机照片对金猫的共性形态特征和不同色型的独特形态特征进行了详细的图文描述, 以期为该物种的深入研究提供详实的基础资料。活动节律的分析结果显示, 研究区内金猫以昼行性活动为主, 10:00-12:00为其最强的活动高峰。不同月份的日活动差异指数(daily-discrepancy index) α和昼行性指数(diurnal-nocturnal index) β均存在显著差异, 且活动强度具有明显的季节性变化, 不同季节的活动峰型存在显著差异。本研究为东喜马拉雅生物多样性热点区动物多样性本底的完善积累了基础资料, 也为后续的猫科动物色型多样性的形成机制研究提供了基础信息与参考。     

贵州梵净山国家级自然保护区鸟兽红外相机监测

红外相机监测是了解野生动物多样性现状、动态变化和面临威胁的重要手段。本研究采用网格抽样调查法, 在贵州梵净山国家级自然保护区内选取2个监测样区共40个监测位点布设红外相机, 对区内兽类和鸟类物种进行监测调查。2017年4月至2018年12月间, 红外相机累积监测14,808个相机工作日, 共收集有效照片14,119张, 独立有效物种照片3,199张。共鉴定野生动物9目22科61种, 其中兽类26种, 隶属于4目12科; 鸟类35种, 隶属于5目10科。记录到国家I级重点保护野生动物2种: 黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti), 国家II级重点保护野生动物9种; 被IUCN红色名录评估为濒危(EN)的1种、易危(VU)的5种、近危(NT)的8种。物种的相对多度指数(relative abundance index, RAI)分析结果显示, 藏酋猴(Macaca thibetana, RAI = 28.23)、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus, RAI = 15.46)、野猪(Sus scrofa, RAI = 11.82)、小麂(Muntiacus reevesi, RAI = 9.05)、黔金丝猴(RAI = 7.70)为相对多度最高的5种兽类; 紫啸鸫(Myophonus insularis, RAI = 10.33)、红腹角雉(Tragopan temminckii, RAI = 9.59)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus, RAI = 6.96)、白颈长尾雉(RAI = 3.71)、勺鸡(Pucrasia macrolopha, RAI = 1.55)为相对多度最高的5种鸟类。另外, 红外相机还监测到较多的家畜活动(RAI = 11.14)和人为活动(RAI = 12.90), 保护区管理部门仍需采取相应管理措施, 进一步提高周边居民的保护意识, 促进保护区与社区的协调发展。     

江西庐山国家级自然保护区珍稀濒危植物优先保护定量研究

为制定江西庐山国家级自然保护区珍稀濒危植物的保护策略,采用濒危系数、遗传系数及物种价值系数等评价指标对58种珍稀植物的濒危程度和优先保护顺序进行评估。结果表明,自然保护区珍稀植物的综合评价值(VS)为0.153～0.742,濒危等级为安全的11种,占该区珍稀保护植物总数的19%;稀有的28种(48%);渐危的18种(31%);濒危的1种(2%)。优先保护顺序为Ⅰ级的8种,占该区珍稀保护植物总数的14%,急需保护;Ⅱ级的22种(38%),需要保护;Ⅲ级的23种(40%),可以一般保护;IV级的5种(8%),较为安全。生境破坏和人为干扰是该区珍稀植物保护面临的主要威胁。     

福建梅花山自然保护区蕨类植物区系研究

通过野外调查和资料整理,统计分析梅花山自然保护区蕨类植物区系组成和分布区类型,比较其与周边相邻4个自然保护区的蕨类植物区系的相似性。结果表明:(1)梅花山自然保护区共有蕨类植物42科83属189种,科、属组成优势现象明显,区系起源古老。(2)分布区类型在科、属级水平上以泛热带分布和世界分布为主,种级水平以热带亚洲分布、东亚分布和中国特有分布为主,热带亲缘明显,具有由热带向温带过渡的性质。(3)在地理亲缘关系上,梅花山与梁野山的蕨类植物区系联系最为紧密,与圭龙山的关系次之,与热带区系性质较强的南靖南亚热带雨林自然保护区和典型的中亚热带性质的武夷山自然保护区的种子植物区系联系较为疏远,具有从南亚热带向中亚热带过渡的明显特点。     

广西恩城保护区黑叶猴种群数量和保护现状

黑叶猴是栖息于喀斯特石山地区的珍稀濒危灵长类动物,由于非法捕杀和栖息地丧失,种群数量急剧减少。2017年10-12月,我们采用样方法调查恩城国家级自然保护区及其周边地区黑叶猴的种群分布、数量及保护现状,分析其致危因素,为制定有效管理行动计划提供理论依据。本次调查共记录到黑叶猴夜宿地89处,其中有43处夜宿地下方有新鲜排泄物。结合本次调查和访问,确定黑叶猴的种群数量为18群100~105只,包括1只全白化黑叶猴成年雌性个体;其中11群分布在保护区内,7群分布在保护区外。猴群由3~12只个体组成。栖息地破碎化和退化是威胁恩城保护区黑叶猴种群生存的主要因素。