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。     

自然保护区栖息地影响因素的研究

自然保护区物种栖息地的研究,对保护区的管理及开发具有重要意义,旨在对保护区栖息地的研究提供一套数量研究方法,以盐城自然保护区为案例,以丹顶鹤栖息地为研究对象,地理信息系统为变量处理工具,运用空间统计学方法,进行相关变量因素的初选,空间自相关分析,以及通过显著性水平检验最终确定影响栖息地分布的因素最后就研究结果,针对保护区的经济开发及保护管理提出了建议。     

丹顶鹤越冬栖息地数学模型的建立

利用地理信息系统及遥感卫片通过建立数学模型的方法来模拟及预测盐城自然保护区丹顶鹤越冬栖息地的分布。经验证,模型的正确预测率为７２．６３％,认为模型基本上能够反映丹顶鹤栖息地的分布情况。     

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。     

基于TM与ASAR遥感数据的扎龙丹顶鹤繁殖栖息地多尺度特征

选取扎龙保护区Landsat TM及Envisat ASAR双极化（HH/HV）两种遥感数据源,利用丹顶鹤巢址GPS位点数据（n=28）,在8个尺度（30～240 m）下,采用二元Logistic回归建立丹顶鹤繁殖栖息地选择模型,从而确定不同尺度下栖息地选择关键影响因子;并通过对比两种遥感影像数据模型,探讨了雷达影像在不同尺度下对模型预测能力的影响.结果表明： 两种数据集的回归模型总体精度均较理想（≥69.0%）.在30 m尺度下,TM数据集模型中仅穗帽变换绿度分量(TCA_2)以系数为负值进入模型,表明该尺度下丹顶鹤避免选择植被密度较高的芦苇沼泽;60～120 m尺度下,两种数据集模型的主成分变换中第二主成分(PCA_2)系数均为正值,表明该尺度下丹顶鹤对植被覆盖度和长势要求较高,有利于增强其隐蔽性;90 m尺度交叉极化（HV）的后向散射系数信息进入混合模型,表明该尺度下水分条件是丹顶鹤栖息地选择的重要因子;>120 m尺度下,两种数据源的纹理信息开始进入模型,说明较大尺度下丹顶鹤栖息地选择对植被特性的要求降低,而对人为干扰因子的敏感度增强.在不同尺度的混合模型中,ASAR变量的纳入均显著提高了模型的预测精度.     

体验鹤路

<正>全球有一部分丹顶鹤分布在中国东北,它们在草地、芦苇丛、莎草沼泽中繁殖。在飞往黄河三角洲和江苏沿海地区越冬的途中,它们在滩涂、盐泽、河流、鱼塘等地活动。在丹顶鹤的重要栖息地例如松嫩平原、双台河口及黄河三角洲,受到湿地的丧失和退化、污染、投毒、盗猎等因素的影响,它们已经变得濒危。     

基于Voronoi图的丹顶鹤巢址空间格局分析

依据1996年、2003—2007年扎龙保护区丹顶鹤巢址数据,利用Voronoi图理论,分析了巢址的空间分布特征,计算了其拓扑指数—Voronoi图面积。结果表明,丹顶鹤巢址空间分布具有明显的空间聚类特征。以扎龙保护区的2006年巢址、居民点、国道和铁路为对象,构成其Voronoi图,较好地说明了人类活动对丹顶鹤巢址的空间格局的影响,研究结果对丹顶鹤栖息地的保护将起到重要作用。     

人类活动影响下具有Allee效应的非自治种群演化模式的研制及其应用——以丹顶鹤为例

提出“中国的丹顶鹤是否是一活着的灭绝物种(活死者) ?”这一重大科学问题。要回答这个问题,首先必须建立有关丹顶鹤种群演化与人类活动、栖息地斑块平均面积和斑块数关系的动力学模式,其次必须对丹顶鹤种群的大小进行动力学预测。前者涉及到所谓的“相互作用的标度理论”,后者则属于“物种多样性动力学预测”这一崭新的研究领域。首次应用标度理论,阐述了单个物种环境容量(K)与斑块数(P)的标度性质,并用实测的小三江平原的丹顶鹤资料进行了验证发现,K∝P0 .7。同时,在对logistic模式改进的基础上,引进人类活动累积效应及其作用的时间因素,首次提出了人类活动影响下具有Allee效应的非自治种群演化模式。并以丹顶鹤为例,模拟了其种群演化特征,预测了其灭绝时间。模拟结果发现:对于我国的珍稀物种丹顶鹤,其繁殖率的相对高低对物种灭绝的影响并不显著,但Allee效应对其物种灭绝的影响却是明显的,Allee效应越弱,物种灭绝时间越长。如果小三江平原湿地的生境质量得不到有效的恢复和提高,该区丹顶鹤将有可能会在330～4 2 8a后走向灭绝,即丹顶鹤的灭绝对现有栖息地毁坏的响应具有330～4 2 8a的时间滞后性。因此,认为丹顶鹤是一种典型的“活着的灭绝物种”,这一点必须引起政府、科学家和公众的高度重视。     

野化放归丹顶鹤活动节律、家域特征和栖息地选择

了解野放丹顶鹤的运动模式、家域和栖息地选择的时间节律特征对丹顶鹤种群保护和栖息地管理尤为重要。基于GPS-GSM跟踪数据,综合运用3S技术、动态布朗桥模型、栖息地选择指数,研究了盐城海滨湿地野放丹顶鹤在不同生活周期的活动节律、家域的面积和重叠指数,以及栖息地选择。结果表明：(1)丹顶鹤日活动节律具有明显的周期性特征。丹顶鹤活动强度：育成期>越冬期>孵化期>育雏期,孵化期和育雏期日间活动强度平稳,育成期和越冬期呈“双峰”模式。(2)丹顶鹤95%家域面积均值介于(111.18±22.15)hm²—(621.28±105.77)hm²,育成期((621.28±105.77) hm²)>育雏期((226.83±54.86) hm²)>孵化期((112.40±7.72) hm²)>越冬期((111.18±22.15) hm²);核心家域面积均值介于(0.53±0.26)—(45.78±6.66) hm²,育成...     

向海湿地丹顶鹤迁徙动态及其栖息地保护研究

基于1997～2003年间吉林省通榆县向海湿地春季丹顶鹤数量和分布数据,分析了丹顶鹤的迁徙动态及其与栖息地生态环境变化之间的关系．结果表明,1997～2003年间,每年春季丹顶鹤的种群数量分别为32、25、64、92、72、59和14只;丹顶鹤迁达向海的最早年份为2002年(3月12日),最晚年份为2001年(3月28日),大多年份于3月中旬到达向海;其产卵时间最早的年份为2000年(4月1日),最晚年份为2003年(5月10日),大多年份于4月上旬开始产卵;在分布上,以2000年丹顶鹤分布点最多(15个),1998年和2003年分布点较少(2个)．表明丹顶鹤的迁徙动态随湿地水文条件的改变而变化．据此提出了利用洪水资源保护和恢复丹顶鹤等珍稀水禽栖息地的技术与对策．     

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。     

丹顶鹤在中国分布的现状

介绍了丹顶本息地的现状。东北三角衣内蒙古自治区有丹顶鹤的繁殖地,越冬地主要集中在盐城市的沿海滩涂上,人们为保护这一珍稀物种做了大量的工作。但如栖息地被破坏,环境污染,农药使用等问题制约着丹顶鹤种群的进一步发展。     

气候变化对丹顶鹤秋季迁徙路线潜在生境适宜性的影响

目前全球变暖趋势的加剧对丹顶鹤等大型濒危水禽的栖息地造成了严重的威胁。由于监测方法和技术手段的限制,丹顶鹤在迁徙路线上潜在生境的分布范围尚不清楚,气候变化对丹顶鹤迁徙路线生境适宜性的影响机理有待进一步研究。基于138个丹顶鹤样本分布信息和19种环境变量数据,利用 BIOMOD2 软件包构建了丹顶鹤潜在生境评价的组合模型,对丹顶鹤在亚洲东部秋季迁徙路线上的生境适宜性进行数值模拟,并预测SSP1.2-6气候背景下2021-2040年、2041-2060年、2061-2080年、2081-2100年四个不同阶段的丹顶鹤潜在生境范围的变化趋势。研究结果表明:与单模型的模拟结果相比,集成9种单模型的BIOMOD2组合模型预测精度更高。集成模型的重要性分析表明,气温日较差是丹顶鹤生境适宜性变化的最重要的影响因子。受气候变化的影响2021-2040年、2041-2060年、2061-2080年、2081-2100年丹顶鹤潜在生境的面积将分别减少到2.60×10⁵km²、2.58×10⁵km²、2.75×10⁵km²、2.56×10⁵km²,迁徙路线上胶东半岛和环渤海地区适栖生境面积减少的最为显著。本研究对于迁徙路线上珍稀水禽潜在适宜生境的模拟及全球变化背景下珍稀水禽栖息地的保育和修复具有重要意义。     

周边区域湿地景观变化对洪河保护区涉禽栖息地的影响

以三江平原洪河国家级保护区及其周边3个农场为研究区域,利用GIS技术和栖息地评价模型方法,探讨了周边区域湿地景观变化对保护区内景观结构以及丹顶鹤、东方白鹳栖息地的影响。结果显示：（1）自1983年区域土地开发以来,周边区域湿地景观面积减少了63％,景观类型多样性趋于单一化;（2）保护区内湿地景观结构改变明显,类型多样性呈降低趋势,丹顶鹤和东方白鹳栖息地面积和空间分布均发生变化;（3）保护区与周边区域湿地景观连通度降低了70％,其结果严重改变了保护区与周边区域的景观生态联系,削弱了保护区原有湿地景观多样性和涉禽栖息地功能;（4）必须从景观尺度,恢复保护区周边一定面积的湿地景观结构,维持保护区与周边区域适当的景观生态联系,是有效管理和维护保护区可持续发展的最佳手段之一。     

食物资源的枯竭对丹顶鹤营养位的影响

随着扎龙湿地生物资源的迅速减少,在该地栖息的丹顶鹤种群的营养关系可能发生显著的变化.本文使用稳定同位素(δ¹⁵N和δ¹³C)监测食物资源的枯竭对丹顶鹤营养位的影响.结果表明:丹顶鹤种群的δ¹⁵N和δ¹³C的丰度范围分别为6.9‰～8.1‰和-17.8‰～-18.5‰.扎龙湿地系统以大型水禽为食物顶端的食物链长度为3.8±0.2,其中丹顶鹤种群所处的平均营养位为3.1(范围在2.9～3.3).丹顶鹤的δ¹⁵N的丰度近年波动范围为7.4‰～8.8‰(波动幅度1.4,小于营养位发生显著变化的阈值3.4),这说明在该地区活动的丹顶鹤的营养位并没有随着大面积的栖息地和食物资源的消失而发生显著变化.然而,随着本地区生物资源的枯竭,丹顶鹤种群规模迅速减少,当前必须合理解决当地居民从湿地获取生活资源的需求与丹顶鹤觅食之间的矛盾,从而更好地保护这种濒危种群.     

基于证据权重法的丹顶鹤栖息地适宜性评价

采用证据权重法对扎龙丹顶鹤栖息地适宜性进行评价.利用RS和GIS的空间分析功能,分别提取土地利用、植被、铁路、国道及居民点的信息,建立证据专题层,确定相应证据层的权重值,然后进行条件独立性检验,最后生成后验概率图.利用证据权重法可以客观定量地评价栖息地适宜性,同样,一个客观的栖息地适宜性评价模型可以评估生物多样性价值,管理和保护湿地,为决策者保护珍贵的栖息环境提供智力支持.     

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。     

江苏盐城国家级珍禽自然保护区丹顶鹤的承载力

江苏盐城沿海滩涂地区是世界上最大的丹顶鹤(G rus jap onensis)越冬地。如今全球的丹顶鹤仅约2700只,而每年在此越冬的丹顶鹤接近世界野生个体总数的一半。因此,盐城滩涂的环境状况对于保护该物种的意义不言而喻。该地区能够容纳承养多少丹顶鹤?这是一个关键性的问题。此前尚无人就盐城滩涂对丹顶鹤的承载力作过详细分析。处于保护下的野生动物应按照“生态承载力”来分析其容纳量。由于滩涂上水源较充足,食物和隐蔽物就是丹顶鹤对生境的主要两方面需求,也即限制因子。根据2004~2005年越冬期统计的鹤数及其分布,运用N eu方法分析丹顶鹤对盐城8种不同栖息地的选择性,结果显示它们最偏爱的生境是稻田和草滩,可以栖息在芦苇(P hragm ites comm un is)地、淡水养殖塘或大米草滩,而回避的生境是泥滩、盐田、盐地碱蓬(Suaed a sa lsa)滩。之后,作者用“热量法”计算了射阳基地圈养丹顶鹤的饲料成分,基本符合营养定额标准;而人工投放的玉米饲料难以保障野生鹤的生存。又按“重量法”,以丹顶鹤对各生境的利用程度为权重,估算得盐城保护区可利用的食物总量远远大于鹤群一个越冬期所需量,表明食物并非生境的决定性因子。此外,作者分析了丹顶鹤对各种主要食物的选择性,发现植物在食物总量中占比例极小,但其喜爱的食物却是植物性的稻谷和人工的玉米饲料。总而言之,其种群喜爱居留在淤长型海岸带及食物量大、距道路(人类活动)远、盐度小的栖息地。核心生境丹顶鹤的分布密度约0.8~2.5只/km2,则1000km2最适宜生境的容纳量为800~2500只;实际上,近10a来80%~90%的鹤群分布收缩在核心区与缓冲区(面积共641km2),则整个保护区容纳量为570~2004只。结合这两方面考虑,作者预测盐城保护区的丹顶鹤承载力为2000~2500只,目前其数量未达饱和,种群还将增长。     

食物可获得性对冬季丹顶鹤能量收支的影响——以扎龙自然保护区人工辅助繁育丹顶鹤为例

动物主要通过摄入食物和获得食物中的能量来维持其正常的生命活动。为论证食物获得性对冬季丹顶鹤能量收支的影响及为其越冬保护提供科学依据,以扎龙自然保护区人工辅助繁育丹顶鹤为研究对象,对分别供给鲫鱼、玉米和混合(鲫鱼+玉米)饲喂3组丹顶鹤的能量收支、体重及其行为变化进行比较。结果发现,丹顶鹤的能量收支受食物可获得性差异影响,鲫鱼、混合饲喂和玉米3组丹顶鹤的能量收支及排泄次数依次降低,玉米组丹顶鹤的体重降低显著(P0.01)及其行为谱中的静息时间分配明显增加。食物的可选择性、环境低温和短光照的交互作用使丹顶鹤的可摄食时间受限,丹顶鹤的能量收支随之发生变化。分析结果表明扎龙保护区冬季每日定时、定量供给鲫鱼和足量供给玉米的饲喂丹顶鹤的方法较为合理。     

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。