陆栖哺乳动物的地理隔离研究进展

地理隔离是驱动物种分布格局形成的主要因素之一。本文回顾和总结了近几十年来地理隔离影响陆栖哺乳动物空间分布的研究成果, 从自然因素和人为因素两方面就地理隔离对物种分布的影响研究进展进行了综述。自然因素包括山脉、水体、沙漠和其他极端环境、气候变化等, 这些要素通常是在陆栖哺乳动物的缓慢演化进程中发挥作用; 人为因素侧重于因人类活动参与导致的物种分布变化, 包括景观结构变化、交通设施建设等, 在短短几百年甚至几十年内, 可以使物种分布特征发生显著变化。地理隔离对陆栖哺乳动物分布的作用是普遍而相对的, 长期存在且处于动态变化中。多种地理隔离因素之间的尺度效应不同, 哺乳动物在适应地理隔离的过程中表现出了生物个体和种群的响应过程。最后, 建议今后重点开展以下几方面的研究: (1)基于历史动物地理学与生态动物地理学, 深入研究地理隔离与动物地理边界形成的原因; (2)微观尺度下, 借助分子生物学和各种组学技术探讨地理隔离对物种遗传和适应机制的影响; (3)借鉴其他动物类群的研究经验, 加强对我国陆生哺乳动物的跟踪监测; (4)以数据驱动为导向, 将动物地理学与数据科学相结合, 以更好地分析动物分布的变迁史。     

中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学和生物地理学的中心议题之一。本文利用中国陆栖哺乳动物分布数据, 结合高分辨率的气候、地形、植被等环境信息, 探讨了中国陆栖哺乳动物及主要类群的物种丰富度格局及其影响因素。结果显示, 中国陆栖哺乳动物物种丰富度具有显著的纬度梯度格局, 总体上呈现出由低纬度向高纬度逐渐减少的趋势, 并与宏观地形具有良好的对应关系; 其中, 亚热带、热带西部山区的物种丰富度最高, 而东部平原地区、西北干旱区和青藏高原腹地则是丰富度的低值区。各主要类群的物种丰富度格局既有相似性, 又存在差异。最优线性模型的分析结果显示, 由归一化植被指数(NDVI)、生态系统类型数和气温年较差构成的回归模型对哺乳动物物种丰富度格局的解释率最高, 其中NDVI对模型解释率的贡献最大, 这表明中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理分异受多种环境因素的共同影响, 其中植被生产力起主导作用。各主要类群的最优线性模型显示, 影响物种丰富度格局的主要环境因子因类群而异, 这可能反映了各类群进化历史及生理适应的差异。     

宁夏哺乳动物区系与地理区划研究

宁夏现有哺乳动物75种,隶属于6目19科52属 。本文分析了宁夏哺乳动物区系特征,将宁夏划分为3个动物地理省、6十动物地理州,并对各省及各州动物区系之间的相似性等问题进行了探讨。     

城市化背景下小微湿地景观动态变化及其驱动因素

小微湿地是指自然界在长期演变过程中形成的小型湿地。城市发展导致小微湿地大量消失,了解小微湿地景观动态变化特征及驱动因素是保护与管理小微湿地的重要基础。以合肥市包河区为研究区域,选取2006-2018年4期遥感影像,利用空间分析方法确定2006-2010年、2010-2014年、2014-2018年、2006-2018年4个时期小微湿地景观动态变化,基于300m×300m的网格单元,结合增强回归树和地理加权逻辑回归模型,分析13个预测变量与小微湿地损失之间的关系。结果表明：2006-2018年,小微湿地在整个研究区大范围减少,总面积下降了60.8%,斑块数量减少了60.5%,同时,小微湿地边缘复杂度降低,小微湿地间的空间距离增加,聚集程度降低。增强回归树模型显示,城市发展初期(2006-2010年),周边用地类型(建设用地、旱地、林地和草地)变化是导致小微湿地损失的主要因素,中后期(2010-2018年)各类型土地利用变化的相对影响有不同程度的下降,斑块面积和坡度对小微湿地损失的驱动作用逐渐凸显。2006-2018年,建设用地变化(14.4%)、斑块面积(13.5%)、旱地变化(11.1%)、坡度(10.1%)、林地变化(8.5%)、草地变化(7.0%)是导致小微湿地损失的高重要性变量。地理加权逻辑回归模型揭示了高重要性变量对小微湿地损失影响的空间非平稳性特征,结果显示,除斑块面积系数的空间可视化无解释意义,其余高重要性变量对小微湿地损失的影响随地点的变化,贡献的大小和方向也有所不同。研究方法和结果可以为城市快速发展地区小微湿地的保护与管理提供理论支持。     

黄河流域不同生态地理区草地生态系统脆弱性及其驱动因素

阐明全球变化和人类活动干预下草地生态系统脆弱性及其空间驱动机制是理解草地生态系统变化和有效应对变化环境冲击的科学基础。基于植被净初级生产力及其年际变率与变化趋势,量化了黄河流域不同生态地理区草地生态系统敏感性、适应性和脆弱性,并结合地理探测器和地理加权回归模型揭示黄河流域草地生态系统脆弱性空间分异规律及其驱动因素。结果表明:(1)黄河流域草地生态系统脆弱性整体较高,其中,中度及以上脆弱性面积占比达61%;空间分布上,草地生态系统脆弱性呈现由东南向西北递增的变化趋势。(2)黄河流域不同生态地理区草地生态系统脆弱性存在显著差异,河套与内蒙古西部中平原荒漠草原区、内蒙古东部中平原草原区、青南高原宽谷高寒草甸草原区脆弱性最高,华北山地落叶阔叶林区、黄土梁峁与山地草原区、华北平原栽培植被区、祁连青东高山盆地针叶林、草原区次之,汾渭盆地与黄土高原南部落叶阔叶林、栽培植被区、鲁中低山丘陵落叶阔叶林、栽培植被区、华北山地落叶阔叶林区的脆弱性最低。(3)黄河流域草地生态系统脆弱性的主导驱动因子为归一化植被指数(NDVI)和年均降水,且所有驱动因子间的交互作用产生的影响作用显著增强。(4)年均降水、NDVI和海拔整体和草地生态系统脆弱性均以负相关关系为主,NDVI对草地生态系统脆弱性的影响具有极显著的空间非平衡性。研究表明,地理气候带的气候条件以及生态本底的生产力高低属性特征直接决定了黄河流域草地生态系统脆弱性的空间分布特征。     

中国晚第三纪小哺乳动物区系史

长期以来认为中国动物区系的分化直到第四纪才开始明显。上第三系哺乳动物化石的发现表明,晚第三纪时中国小哺乳动物的地理分布,不仅发生了南北分异,而且出现了东部和西部的分化。一个与现代东洋界相似和一个与古北界相似的动物区系在晚第三纪时就已经相当清楚了。我国动物区系分化是一个逐渐而稳定的过程,它与青藏高原的形成和抬升密切相关。     

基于地理空间角度的黑龙江省水源涵养功能变化的驱动因素分析

生态系统服务功能评估关乎人类福祉,是全球关注的热点问题,而水源涵养功能已成为最重要的服务功能之一,是保障区域生态安全和可持续发展的关键因素。基于InVEST模型对黑龙江省2000—2020年水源涵养功能进行定量评估,通过地理探测器分析近二十年黑龙江省水源涵养功能变化空间分异特征的主导影响因素,并结合地理加权回归来捕捉驱动因素的空间分异。结果表明：(1)2000—2020年,全省平均水源涵养量从13.81 mm/m²增加到20.29 mm/m²,水源涵养总量提升46.92%。(2)气候变化是影响水源涵养变化的主要驱动因素,土地利用变化是间接驱动因素;气候和土地利用之间的交互作用对水源涵养变化空间分异性的影响明显大于任何单一因素。(3)驱动因素与水源涵养变化的相关性及强度存在明显的空间分异特征。全省水源涵养变化与降水和林草覆盖率正相关。大小兴安岭和三江平原地区水源涵养变化同时与耕地和城乡工矿用地覆盖率负相关。本研究可为管理部门制定生态环境保护决策和优化生态系统管理提供科学依据。     

辽河流域生态系统服务权衡-协同效应及其驱动因素

探究生态系统服务之间的权衡协同关系的性质和强度并从空间的角度更深入探索其形成机制,可为制定流域生态系统恢复治理措施提供科学依据。以辽河流域为研究对象,基于InVEST模型对流域内产水量(WY)、生境质量(HQ)、碳储量(CS)、土壤保持(SC)四种典型生态系统服务进行评估,分析其时空演变格局,利用权衡-协同标准(TSC)探究生态系统服务之间的权衡-协同关系,在此基础上利用地理探测器模型、多尺度地理加权回归模型对其驱动因素进行分析。结果显示:(1)2000-2020年,流域东部及东南部WY明显增强;HQ自东向西呈现出\"高-低-高\"的空间分布特征;CS的空间分布格局具有一定的差异性,其空间分布特征与HQ较为一致;SC则表现出整体增加态势。(2)在SC-WY、HQ-SC、WY-HQ中,流域内部有明显的协同作用,而CS-SC、CS-WY、CS-HQ均以权衡作用为主。(3)单因子作用下,地形因子对六种生态系统服务的权衡-协同关系的解释力较大;在交互作用下,各因子间的交互作用主要以双因子增强和非线性增强为主。(4)不同影响因子对于六种生态系统服务的权衡-协同关系作用出现明显的空间差异,其中气候因子表现出明显的单一正向作用。     

黄土高原土壤保持服务供需平衡及其驱动因素

土壤保持服务是黄土高原重要的生态系统调节服务,明确土壤保持服务供需空间格局及驱动因素,对于实现黄土高原生态系统管理和资源有效配置具有重要意义。采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)量化了2000—2018年黄土高原土壤保持服务供给量和需求量,并分析其时空演变及供需匹配特征,基于地理加权回归(GWR)模型探究不同因子对土壤保持供需平衡影响的空间异质性。结果表明：(1)2000—2018年,黄土高原土壤保持服务供给量、需求量以及供需比均呈现波动增加的趋势,增幅分别为57.13%、11.9%、150%。供给量和需求量均呈现“东南高、西北低”的空间分布格局,供需比高值位于黄土高原东北部和西南部,低值位于西北部。(2)黄土高原土壤保持服务供需以低低型空间匹配为主,主要分布在黄土高原的西北部和东南部地区。(3)黄土高原土壤保持供需主要受到坡度、NDVI、降水、DEM以及人口密度的影响。其中,坡度、NDVI、降水和DEM表现出明显的正向促进作用;人口密度既有正向促进作用又有负面抑制作用,但促进作用强于抑制作用。该研究对优化调控黄土高原生态建设以及促进区域可持续发展具有一定的借鉴意义。     

比较逻辑斯蒂与地理加权逻辑斯蒂回归模型在福建林火发生的适用性

林火预测预报是科学有效进行林火管理的前提,是林业管理部门和科研工作者的广泛关注的领域。逻辑斯蒂回归(Logistic Regression,LR)是目前国内外广泛应用于森林火灾预测的模型方法,然而近年来有学者发现该方法没有充分考虑林火影响因子的空间相关性和异质性,从而导致模型拟合结果偏差。地理加权逻辑斯蒂回归(Geographically weighted logistic regression,GWR)模型考虑到了模型变量之间的空间相关性,有效提高的模型的拟合能力。为探讨GWLR模型在福建林火预测上的适用性,本研究应用LR和GWLR两种方法分别建立福建省森林火灾与气象因子的预测模型,通过模型拟合能力对比,判断在GWLR的适用性。研究以2000—2005年福建地区森林火灾卫星火点数据和每日气象因子为基础,将全样本分为60%的建模数据和40%的校验数据,并重复5次,建立5个样本组。选择在5个样本组中3个及以上表现显著的变量进入最终模型。研究结果表明GWLR在模型拟合度、模型残差、空间自相关性以及预测准确率等方面均优于LR模型,说明充分考虑模型变量的空间异质性有助于提高模型的预测精度,同时也验证了GWLR在福建地区林火预测上的适应性。此外,模型参数结果显示,\"日最高地表气温\"、\"日最低地表气温\"、\"日平均风速\"、\"24小时降水量\"、\"日最高本站气压\"、\"日照时数\"、\"日最高气温\"和\"日最小相对湿度\"8个因子对福建省林火发生有显著影响,研究结论为福建地区林火预测预报提供了新的方法。     

基于“潜力-弹性-稳定性”模型的温州市生态韧性时空变化及影响因素研究

城市生态韧性为城市应对长期发展积累的内在压力,以及外界不确定性风险的冲击提供了新思路,对城市的可持续发展具有重要意义。基于城市生态学视角,从生态韧性的抵御力、恢复力及适应力三个方面特性,构建基于“潜力-弹性-稳定性”的生态韧性评价模型,分析了1990—2020年温州市生态韧性时空变化特征,并运用时空地理加权回归模型(GTWR),探究了生态韧性影响因素的时空异质性。结果表明：(1)1990—2020年,温州城市生态韧性指数总体呈现先上升后下降的趋势,潜力、弹性、稳定性呈现出相似的变化趋势,研究后期稳定性的提升使生态韧性的下降得到短暂缓解。(2)温州市东部沿海地区生态韧性较差,西部与北部山地生态韧性较好;低韧性水平区呈现出区域中心韧性水平降低,并且向外围扩张的趋势。(3)温州市城市生态韧性影响因素之间存在显著的时空差异,空间上也存在波动方向与强度的差异,这种差异性集中分布于城市边缘县(区)。研究以期为温州市及沿海同等级城市,提升城市生态韧性、促进区域可持续发展决策提供参考。     

四川卧龙国家级自然保护区大中型兽类空间分布模式

为深入了解四川卧龙国家级自然保护区大中型兽类栖息地与丰富度分布现状,以实现更好的种群及栖息地保护,本研究基于物种分布模型与空间叠加法分析了保护区大中型兽类栖息地与丰富度空间分布模式。结果显示：（1）大中型兽类中,偶蹄目Artiodactyla具有较高的优势,适宜栖息地面积排名前5的物种均隶属于偶蹄目,其次为食肉目Carnivora和灵长目Primates。（2）根据24种大中型兽类的适宜栖息地进行空间叠加分析的结果,利用四分位法,按阈值4、9和13将丰富度分为了丰富度低、较低、较高、高4个等级;其中,物种丰富度高与较高的区域共占保护区总面积的2.76%,分布于保护区中部、西南部、东北部、东南部靠近河流且海拔<4 000 m的针叶林、灌丛以及针阔混交林。（3）物种丰富度低的区域占保护区总面积的78.29%,主要包括保护区西北部、西部、南部的高海拔区域,保护区海拔>4 000 m的区域物种丰富度均为低或较低。本研究揭示了保护区内大中型兽类的栖息地与丰富度分布现状,保护区未来可针对研究结果中的关键区域开展相应保护管理工作（如长期监测）,有利于最佳地分配利用有限保护资源,这对维持保护区生态稳定具有重要实际意义。     

四川贡嘎山国家级自然保护区鸟兽多样性

四川贡嘎山国家级自然保护区位于全球生物多样性热点地区之一的横断山区, 是我国生物多样性保护优先区。本文利用红外相机影像和已发表文献对该保护区的大中型兽类和地面活动鸟类进行编目并提出未来监测建议。2011-2018年在97个1 km × 1 km的网格安放红外相机, 累计39,881个相机日, 获得独立有效照片20,932张, 其中野生兽类16,244张, 鸟类2,775张, 牲畜1,737张, 人176张。鉴定出野生兽类30种, 另有文献报道4种和观察3种, 分属于5目15科; 鸟类78种, 分属于9目22科; 牲畜6种。包括12种国家I级和28种国家II级重点保护野生动物; 被CITES附录I收录的有11种, 附录II收录的有12种。被IUCN红色名录评估为濒危(EN)和易危(VU)等级的分别有3种和8种。被《中国脊椎动物红色名录》评估为极危(CR)、濒危和易危等级的分别有5、5和11种。相对多度指数(relative abundance index, RAI)排名前三的兽类是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus, 147.39)、水鹿(Rusa unicolor, 66.10)、野猪(Sus scrofa, 36.03); 鸟类是血雉(Ithaginis cruentus, 14.64)、白马鸡(Crossoptilon crossoptilon, 10.43)、大噪鹛(Garrulax maximus, 8.05)。阔叶林、针阔混交林、高山灌丛草甸和高山流石滩是调查薄弱生境, 后期应开展重点调查, 以厘清本区域大中型兽类资源。     

降水量和温度对植被覆盖指数影响的空间非平稳性特征——以新疆伊犁河谷地区为例

多变量空间相关分析多基于时间序列数据,对数据时长与统计要求严格,空间非平稳性特征分析可以利用单期数据分析多变量之间的相关性。通过空间变系数回归模型分析了2006年和2011年的新疆伊犁地区降水量和温度对植被覆盖度指数影响的空间变化特征,利用局部线性地理加权回归(GWR)方法估计得到了回归系数曲面,揭示出变量间相互影响的空间异质性,同时利用线性回归最小二乘估计进行了对比。结果表明:(1)空间变系数回归模型可以用于变量间的空间相关分析;(2)局部线性GWR估计方法明显优于线性回归最小二乘估计;(3)拟合结果表明,伊犁地区降水量和温度对植被覆盖指数的影响具有显著的空间非平稳性特征;(4)模型估计误差是降水、气温之外的地形、地貌及人类活动等多种因素造成的,需进一步研究。方法可为具有空间非平稳性特征变量间空间相关性分析以及植被覆盖指数的空间模拟分布提供思路和方法。     

人为活动对舟山群岛大中型兽的影响：大中型兽受威胁状态分析

本文根据历史记载对比和皮张收购资料分析研究了舟山群岛大中型兽的受威胁状态。结果显示,舟山群岛曾有大中型兽16种,5种已绝灭,3种处于濒危状态,3种分布区缩小（一种种群数量正在下降）,3种种群保持稳定,2种种群动态不明;食肉动物的绝灭率大于食草动物;大型动物绝灭率较高;岛屿物种绝灭率高于邻近大陆。文章还比较了确定种群趋势的几种方法。     

大中型兽类种群数量估算的研究进展

大中型兽类种群数量的估算是动物生态学中重要的基本问题, 受到研究者、管理者和公众的共同关注。国际上从20世纪中期开始研究该问题, 已出现了多种研究方法和相应案例, 且还在快速发展, 但世界各地仍有很多物种的种群数量尚未知晓。在我国, 从20世纪80年代开始调查大中型兽类种群数量, 取得了重要进展, 也还有很多物种的种群数量尚不清楚。因此, 有必要归纳国际上种群数量估算的研究进展, 同时, 总结国内研究的现状、优势和趋势, 供研究者参考。本文首先选择估算大中型兽类种群数量的原理、数据来源和模型这3个要素归纳出简明的研究框架, 将现有的多种方法置于其中予以阐述。在该框架下, 根据估算原理分为4大类方法, 为距离取样法、标志重捕法、基于遇见率法和遥感影像直接计数法。针对每一大类方法, 论述其基本原理模型和模型假设, 说明能实现该原理的相应数据来源(视觉观测、红外相机拍摄、DNA微卫星识别、卫星定位跟踪、声音监测或遥感影像)的特点及如何实现该原理, 评价其适用性及优缺点, 并选择其中具有可比性的方法予以比较评价。其次, 参照该研究框架, 总结我国的研究现状, 分析未来发展的优势和趋势: 我国的红外相机数据积累充分, 可以发展以此为数据源的距离取样法、标志重捕法和基于遇见率法; 发展以粪便样品为数据来源的距离取样法和粪便DNA标志重捕法; 相比地面调查数据, 获取高分辨率遥感影像数据更容易, 尽量以此估算符合适用条件的大中型兽类的种群数量。最后, 本文提出了适用于我国大中型兽类种群数量的估算方法的选择流程, 供研究者参考。