高强度开发地区鸟类自然保护地保护空缺识别——以天津市为例

高强度开发地区因长期受到人类活动干扰,自然生境退化严重,生物多样性受到严重威胁,区域内自然保护地保护效率亟待提升。科学评价高强度开发地区自然保护地保护效率、识别生物多样性保护热点与空缺地区,对城镇化建设可持续发展具有重要意义。本研究以鸟类作为生物多样性指示物种,运用MaxEnt与InVEST模型分别计算天津市鸟类多样性及生境质量热点地区,并与现有自然保护地边界进行比较,精确识别保护空缺区域。结果表明：参与本研究MaxEnt模型建模的鸟类共19目54科228种;滨海地区各类自然与人工湿地为天津市鸟类最适宜生境,占天津市鸟类多样性热点地区的66.8%,且水库、鱼塘等人工湿地因食物来源充足,鸟类生境适宜度较高,表明适度的人工建设有利于提升鸟类多样性;天津市自然保护地对鸟类多样性热点地区覆盖率仅为37.7%,存在较为严重的保护空缺,空缺区域主要包括大神堂及临港地区湿地、河流交汇处及入海口湿地,是未来需进行重点保护的关键区域。采用两种模型协同分析的方法,能提高保护空缺区域识别精度,对高强度开发地区提高生物多样性保护效率具有一定普适性。     

坝上地区农田及两种恢复生境中蜘蛛多样性与群落特征

蜘蛛是农田生态系统中重要的自然天敌,其生物多样性及群落特征直接决定了农田的害虫控制等生态系统服务功能质量。农田及其周边的恢复生境是蜘蛛重要的栖息地。本研究采用陷阱法,对河北省张家口市崇礼区871、1360、1635 m 3个海拔农田、自然恢复草地及人工修复林地的蜘蛛群落的物种组成、物种多样性和功能特征进行研究,分析不同恢复生境中蜘蛛群落特征。结果表明: 不同生境蜘蛛的物种多样性指数差异明显,人工修复林地蜘蛛的多度为124.3只,显著高于自然恢复草地(70.1)及农田(38.6)的蜘蛛多度;人工修复林地(16.3)与自然恢复草地(21.4)的物种丰富度没有显著差别,但均显著高于农田(8.9);人工修复林地(2.04)及自然恢复草地(2.05)的Shannon多样性指数差异不显著,且均显著高于农田(1.55)。3种生境的蜘蛛群落组成均具有显著差异;蜘蛛体长与蜘蛛捕猎类型呈正相关,大型蜘蛛倾向于通过捕猎获取食物;自然恢复草地与农田蜘蛛以游猎型为主,而人工修复林地倾向于拥有更多的结网型蜘蛛,高海拔地区的蜘蛛体积通常较小。自然恢复草地与人工修复林地均可以提升蜘蛛群落多样性,在区域生物多样性保护中起重要作用;不同生境蜘蛛群落组成出现了显著分化,即蜘蛛群落总体的功能特征发生改变和保留了部分生境特有种。2种恢复生境蜘蛛多样性指标优于农田生境,且2种恢复生境物种组成存在差异,均具有保护特有种的功能,研究结果对农田及区域尺度蜘蛛生物多样性保护与恢复具有指导意义。     

生物多样性保护的一个理论框架——生物最小面积概念

稳定而复杂多样的自然生境有利于多样性的形成和保存,剧变并趋于简单化的干扰生境常使多样性丧失。现实中的森林破碎化使区域物种丧失。多样性保护要求具备促使物种能长久生存的生境。生物最小面积概念集中讨论物种长久生存与群落(景观)面积的关系,是多样性保护的最基本的理论基础。根据自然保护实践,提出最小景观,扩充了生物最小面积概念。讨论了生物最小面积概念在建立自然保护区的理论框架、了解被保护生物及其生境的自然特点以及建立更全面的自然保护网络等方面的应用。     

生物多样性保护的一个理论框架

稳定而复杂多样的自然生境有利于多样性的形成和保存,剧变并趋于简单化的干扰生境常使多样性丧失。现实中的森林破碎化使区域物种丧失。多样性保护要求具备促使物种能长久生存的生境。生物最小面积概念集中讨论物种长久生存与群落（景观）面积的关系,是多样性保护的最基本的理论基础。根据自然保护实践,提出最小景观,扩充了生物最小面积概念。讨论了生物最小面积概念在建立自然保护区的理论框架、了解被保护生物及其生境的自然特点以及建立更全面的自然保护网络等方面的应用     

海洋岛屿生物多样性保育研究进展

海洋岛屿生态系统因具有明显的海域地理隔离而区别于陆地生态系统,被誉为生物地理与进化生态学研究的"天然实验室".陆地或其它邻近岛屿的种源物种迁移到新的岛屿后,经历地理隔离、特征置换或适应辐射等一系列的岛屿进化过程,形成与种源物种具有显著遗传差异的岛屿特有种.岛屿在小面积范围内分化形成大量的特有种,是岛屿生物多样性最为重要的特点之一.但是,岛屿种群由于分布范围局限、生境脆弱且种群规模较小,岛屿种群较陆地种群具有更高的灭绝风险.本文通过对海洋岛屿物种的起源与演化、遗传结构以及岛屿物种的濒危与保护3个热点问题的讨论,阐述岛屿生物多样性的形成机制、濒危肇因以及岛屿生物多样性保育的重要性.     

坝上地区不同海拔农田和恢复半自然生境下尺蛾多样性

为研究生境恢复及地形变化导致的景观异质性对退化景观中生物多样性的影响,于2006和2007年对河北坝上3个不同海拔村庄的农田生境与恢复中的禁牧草地或再造林等半自然生境的尺蛾群落采用灯诱法进行取样调查,比较不同生境的尺蛾多样性.结果表明： 两种生境类型间物种数和个体数存在显著差异、不同海拔村庄物种数也存在显著差异,但不同海拔村庄间个体数差异不显著,不同海拔村庄间以及各村庄内农田和半自然生境稀疏标准化物种数和Fisher α指数无显著差异;非度量多维标度法(NMDS)显示不同海拔的不同生境下尺蛾群落结构显著不同.地形变化导致的景观异质性对坝上地区尺蛾群落组成及多样性影响显著,而无论是恢复中的草地、再造林等半自然生境还是农田生境均是维持尺蛾多样性的重要生境.注重不同地形条件下农田生境和半自然生境景观镶嵌体的保护对维持尺蛾群落γ多样性具有重要意义,但生境恢复能否促进尺蛾群落多样性恢复尚需长期监测.     

广东省不同地貌形态类型区生境质量归因

城市用地扩张和人类活动生物生境破碎, 已成为生物多样性降低的主要原因; 全面认知区域生境质量是改善生境质量的基础, 更是保护和维护生物多样的前提。论文基于广东省1980—2018年土地利用变化数据, 利用InVEST模型对广东省生境质量进行评估, 从地形视角分析其地形梯度效应; 综合自然地理环境和社会经济几个方面, 共选择10个影响因子, 探测不同地形梯度下生境质量的主导因子。结果表明: (1)林地和耕地是广东省最主要的土地利用类型。耕地与草地是流失最显著的地类, 建设用地是明显增加的用地类型, 耕地是其主要来源; (2)生境质量空间分异特征明显, 低值区集聚化分布在珠三角平原地区, 并且珠三角生境质量低值区明显向外扩张, 粤北、粤东、粤西地区的生境质量相对较高。(3)不同的地形位, 归一化植被指数对生境质量的解释力都最强。在低地形位的地区, 生境质量的主导影响因子还有人口分布、GDP和道路密度; 在中地形位的地区, 还有道路密度、土壤类型和降雨量; 在高地形位的地区, 归一化植被指数解释力最强。研究有助于全面认知区域生境质量变化规律及其空间分异机制, 是实现区域生态、农业和城镇三空间合理布局, 充分保护生物多样性的基础。     

农业景观生物多样性与害虫生态控制

现代农业的一个重要特征就是人类对农田生态系统的干扰强度及频率不断增加,严重影响农业景观的结构及其生物多样性.农业景观结构的变化及其生物多样性的丧失,必然引起生态系统服务功能的弱化,不利于实施以保护自然天敌为主的害虫生态控制.农业的集约化经营导致自然生境破碎化,减少了农业景观的复杂性,使得作物和非作物变成一种相对离散化的生境类型和镶嵌的景观格局;破碎化的生境不仅会减少某些物种的丰度,还会影响物种之间的相互关系及生物群落的多样性和稳定性.非作物生境类型如林地、灌木篱墙、田块边缘区、休耕地和草地等,是一种比较稳定的异质化环境.非作物生境较少受到干扰,可以为寄生性和捕食性节肢动物提供适宜的越冬或避难场所以及替代猎物、花粉和花蜜等资源,因此,非作物生境有利于自然天敌的栖息和繁衍,也有利于它们迁入邻近的作物生境中对害虫起到调节和控制作用.景观的格局-过程-尺度影响农田生物群落物种丰富度、多度、多样性以及害虫与天敌之间的相互作用.从区域农业景观系统的角度出发,运用景观生态学的理论和方法来研究作物、害虫、天敌等组分在不同斑块之间的转移过程和变化规律,揭示害虫在较大尺度和具有异质性的空间范围内的灾变机理,可为利用农业景观生物多样性来保护农田自然天敌,实施害虫的区域性生态控制提供新的研究思路和手段.     

城市社区更新中生物多样性的保护策略:以上海市长宁区生境花园为例

保护城市生物多样性、在城市中营造生物多样性生境是城市可持续发展的重要挑战。不断加快的城市化进程对生物多样性造成严重影响,城市生物多样性保护在新型城镇化和生态建设中日益紧迫。生境花园作为城市生物多样性保护的一种模式,厘清其在高密度城市中实现生物多样性保护的机制与效果,探索其科学的建设管理模式具有重要意义。本研究采用案例分析法,通过调研长宁区生境花园的生物多样性现状、居民参与建设和使用情况、生境花园管理模式等,梳理分析了上海市长宁区生境花园所处区域的绿地斑块分布现状、生境花园建设前后的生境条件、政策的促进作用与建成效果,探讨了高密度城市中社区更新背景下实现社区尺度生物多样性保护的模式,并提出相应的生物多样性保护策略。研究结果表明,生境花园是一个低维护管理的自然演替生态系统,作为城市绿地的基本单元,不仅填补了城市小尺度生物多样性保护的空白,而且分布具有空间异质性,对城市绿色生态网络的完善和生物多样性保护格局的优化起到重要作用,然而,生境花园依然存在知识技术方面入门难、资金投入量大、潜在障碍等问题。生境花园有效实现生物多样性保护的4种主要建设管理模式包括:(1)过程管理。包括前期选址、确定生物...     

探索中国山地植物多样性的分布规律

目前地球上的生物物种每年以0．1％-1．1％的速率在急剧减少(World Conservation Monitoring Centre,1992),人类社会开始进入保护生物多样性的时代。大规模开垦土地导致的自然生境快速丧失是生物多样性急剧减少的根本原因。山地由于具有浓缩的环境梯度和高度异质化的生境、相对较低的人类干扰强度,以及在地质历史上常成为大量物种     

坝上地区不同年代退耕还林生境的草本层植物多样性及影响因子

退耕还林是坝上地区重要的生态修复工程,其生态效益日益受到广泛关注,但针对林下植物多样性保护功能的研究还较少,虽然草本层植被是森林生态系统服务功能的重要指标之一。为评估不同年代退耕还林生境的生物多样性,调查了20世纪70年代至21世纪初共4个年代退耕还林生境的草本层植物多样性,并与弃耕生境及自然林生境进行了对比。为进一步分析林下草本层植物多样性的影响因子,还分析了乔灌层植被、土壤理化性质与林下草本植物多样性的关系。结果显示,不同年代退耕还林的林下草本植物多样性未有显著差异,且均显著低于弃耕生境与自然林生境。草本层物种丰富度对土壤碱解氮含量、灌木层丰富度、灌木层密度具有显著的正响应,Simpson多样性主要与乔木层林木密度呈显著负相关。研究表明,不同年代退耕还林后的林下草本层植物多样性保护功能低于预期,而改善林分空间结构与建设模式可能利于提升其生物多样性保护功能。未来植被修复中需充分权衡生态系统不同服务功能之间的关系,因地制宜,宜林则林,宜草则草,重视自然恢复与多元化生态修复方式,以实现更好生态效益。     

拉萨市城关区近50年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响

拉萨市城关区建设用地紧邻拉鲁湿地国家级自然保护区,导致城市发展与自然生境保护间的矛盾十分突出。全面揭示该地区城市扩展过程对自然生境质量的影响对于优化城市景观格局、保护生物多样性具有重要意义。为此,定量评价了该地区1968—2019年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响。基于锁眼卫星遥感数据、Landsat系列遥感影像和Google Earth遥感数据获取了该地区土地利用/覆盖变化信息。结合空间叠加和模型模拟量化了城市扩展过程对自然生境质量的影响。结果表明,拉萨市城关区近50年城市扩展过程不断加快,城镇建设用地面积从9.78 km~2增加到67.67 km~2,增加了近6倍。城市扩展过程导致自然生境质量加速下降,近50年下降了12.69%。自然生境质量同时受到城市扩展过程的直接影响和间接影响。在各类自然生境中,林地和湿地的生境质量下降尤为明显,分别下降了96.59%和49.21%。其中,林地主要被城镇建设用地直接占用,湿地则主要受城市扩展过程的间接影响。因此,需要同时关注城市扩展过程对自然生境的直接占用和间接影响,采取有效措施协调城市建设与生物多样性保护,促进区域可持续发展。     

千岛湖两栖爬行类动物群落结构嵌套分析

生境片段化是导致生物多样性降低的主要原因之一.该文采用样线法对千岛湖23个岛屿的两栖爬行类进行了调查,并结合植物种类调查数据和GIS技术提取的栖息地景观参数,使用“BINMATNEST”软件和Spearman相关性分析等方法,对这些岛屿上的两栖爬行类群落的分布格局及其影响因素进行分析.结果表明,千岛湖两栖爬行类群落整体上呈现嵌套分布格局;嵌套格局与岛屿面积和生境类型相关显著.因此,在制定千岛湖地区两栖爬行动物保护措施时,应优先考虑面积较大和生境类型多的岛屿.     

开封市城市水系微生境特征对两栖动物多样性的影响

两栖类生物生活史独特对环境变化极其敏感,是环境变化的重要指示物种。开封城市水系的建设直接影响两栖类生物栖息地与两栖类生物多样性。本研究通过设置样线,采用目视遇测法对开封市水系中的两栖类生物进行调查,并采集相应的生境因子变量。采用Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数研究了不同生境类型下两栖类生物多样性特征,运用聚类分析与冗余分析探究了无尾两栖类对微生境因子的响应特征。结果表明: 在开封水系中,自然驳岸两栖类生物的多样性、均匀度以及优势度均大于两种人工硬化驳岸,表明两栖动物种群在自然生境中稳定性较好,自然驳岸两栖类生物的优势度指数大于两种人工硬化驳岸,两栖类生物生境选择偏向于自然生境;黑斑侧褶蛙与中华蟾蜍的丰富度和夜间光照强度呈显著正相关,金线侧褶蛙与总磷呈显著正相关,泽陆蛙与水体pH值呈显著正相关。开封城市水系建设考虑两栖类生物保护,河渠建设中增加自然驳岸,对提升开封市两栖类生物多样性具有重要意义。     

农田边界生物多样性与边界属性相互关系研究

农田边界 (田埂ｆｉｅｌｄｂｏｕｎｄａｒｙ)可定义为农田(作物田块 )间过渡带 (ｅｃｏｔｏｎｅ) [4 ] 。不同类型农田边界所包含的景观要素不同。农田边界包括的景观要素有树篱、防护林、草带、墙、篱笆、沟渠、道路、作物边界带等。半自然生境的农田边界是重要的动植物栖息地和扩散廊道[6] ,而农田边界的生物多样性和物种的扩散 ,又受边界结构属性、农作系统及农作措施和区域景观结构及动态的影响[1,7] 。随着人口的增加和农业集约化的发展 ,农业景观中非生产性(半自然生境 )用地面积逐渐减少 ,在一定程度上引起生物多样性下降及影响农田…     

用空间多样性指数分析辽河三角洲野生动物生境的格局变化

在利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)对辽河三角洲土地覆被变化进行研究的基础上,引用空间多样性指数(Sd)对本区野生动物的生境格局进行了定量描述,并分析了其1988～1998年间的生境格局变化,结果表明,研究区野生动物生境格局受人为和自然干扰的双重影响而发生了较明显的变化,整体趋势是生境适宜性逐渐降低,适宜生境和较适宜生境(Sd≥0．35)的面积10年间减少7637hm^2。且破碎化程度加深,在空间上呈现由北向南推进、由东向西压缩之势,生境质量呈下降趋势,同时,空间多样性指数能够定量地反映野生动物生境的适宜程度,并能直观地描述生境的空间格局,为进一步揭示生境格局的变化规律及原因提供了有效措施和依据,对于协调区域经济发展与生物多样性保护具有重要意义。     

片段化景观中壳斗科植物种子捕食和扩散模式

生境片段化伴随的面积效应和边缘效应, 可改变分散贮食动物的竞争强度、觅食行为以及隐蔽条件, 影响种子捕食和扩散模式。阐明生境片段化对多物种种子捕食和扩散的影响, 对理解片段化生境中的植物更新和生物多样性维持十分重要。该研究在浙江省千岛湖地区的岛屿和大陆上开展了针对6种壳斗科植物的种子捕食和扩散实验, 分析了物种、分散贮食动物相对多度、种子产量、岛屿大小和边缘效应如何共同影响种子命运和种子扩散距离。主要结果: (1)种子命运和扩散距离在物种间存在显著差异; (2)大陆比岛屿有更长的种子留存时间, 小岛种子留存时间最短, 岛屿内部比岛屿边缘有更长的种子留存时间; (3)物种和岛屿大小对种子原地取食率存在交互作用, 白栎(Quercus fabri)种子在大岛上有更高的原地取食率; (4)种子在小岛上有最高的扩散率, 分散贮食动物相对多度对种子扩散后贮藏率有负效应。表明在千岛湖地区, 生境片段化改变了种子捕食和扩散模式, 且面积效应对不同物种的种子捕食和扩散模式产生了不同作用, 从而影响森林群落更新和生物多样性维持。     

坝上地区农田和恢复生境地表甲虫多样性

研究采用陷阱法对河北坝上崇礼县农田、禁牧草地及再造林地3种常见生境中地表甲虫进行了取样调查,分别从鞘翅目分科、步甲分种两个分类水平比较分析了不同生境中的生物多样性状况以评估生境恢复状况及其对生物多样性的影响,并探索在以生物多样性为指标评估生境恢复状况过程中,研究结论是否受分类水平的影响。结果显示,草地和林地具有较为相似鞘翅目和步甲的结构组成,但均显著不同于农田。农田较再造林地和禁牧草地具有更多的鞘翅目科数及步甲物种数,且均显著高于林地;农田中步甲群落的Fisher's α多样性指数也显著地高于林地,但鞘翅目分科水平上的Fisher's α多样性指数在各生境中没有差异。结果说明:(1)再造林和草地禁牧的生境修复活动在当前状态下对生物多样性恢复的作用尚不明显,仅是表现出促进了景观尺度上较高的Beta和Gamma多样性,而农田则在维持当地较高的生物多样性中扮演重要角色;(2)在鞘翅目分科和步甲科分种研究数据所反映的不同生境条件下的多样性和组成状况基本相同,因此在需要快速评估生境恢复状况且物种水平鉴定存在困难的时候,可以采用鞘翅目分科的数据替代指示生境恢复的状况并反映生境恢复对生物多样性影响的趋势,从而减少分类的难度并提高工作效率。但是物种水平的多样性状况更能显著反映生境间的差异。     

黄淮平原农业景观鸟类多样性及生境差异

农业景观中的鸟类多样性对生态系统功能和服务的形成与维持具有重要作用。黄淮平原区是我国最重要的农业景观区之一,为探讨区域内农业景观中鸟类多样性特征和不同生境间的差异,在研究区农业景观不同生境中布设样点,调查繁殖期鸟类多样性特征。结果显示:(1)共记录到32科、49属、66种的10044只个体,但优势科属明显;(2)物种丰富度、多样性和均匀度均表现出在沟渠、湖泊生境中较高,农田和村庄生境中相对较低,但物种多度呈现出村庄生境中最高,其次是沟渠和农田生境,湖泊生境中最低;(3)在区系分布上,各生境中均以广布种为主,生态类群上,鸣禽在各生境中均占绝对优势,涉禽和游禽主要分布在沟渠和湖泊生境中,从居留型来看,留鸟是各生境中的主导类群,候鸟、旅鸟和迷鸟比例很低;(4)鸟类群落异质性分析显示,各生境间的相似性总体上较高,表明区域内农业景观中鸟类组成具有较高的重叠性。研究显示农业景观中湖泊和沟渠的存在能有效的提高区域鸟类的丰富度和多样性,而沟渠的存在能有效的提高鸟类个体多度,农田和村庄有助于特定类群多度的增加,因此在未来的区域持续农业景观的构建中一方面要重视自然、半自然非农生境的作用,另一方面也不能忽视不同生物类群对景观异质性响应和对生境特征需求的差异。     

农业景观非农生境植物多样性及其影响因素

农业景观是人类生活所需资料的最主要来源地和生物多样性保护的重要区域之一。黄河中下游地区是我国最重要的农业区之一,在区域农业景观中,非农生境中各群落植物物种多样性组成特征有何差异?在不同尺度上,景观异质性特征与生境特征对植物物种多样性特征有何影响?在黄河中下游典型区域布点,对区内主要非农生境(次生林、次生灌丛、人工林和农田边缘等)中的植物群落物种多样性进行调查。结果显示:(1)次生灌丛中的物种丰富度和多样性显著高于其他生境,而农田边缘也保育有较多的物种;(2)从物种组成来看,景观尺度上样点间物种多样性差异(β_2)是所有生境中物种丰富度的最主要组成部分,而次生灌丛与次生林两类自然生境中小尺度(α和β1)物种丰富度的贡献相对较高。(3)景观异质性特征指标对物种多样性的影响主要体现在样方尺度上(α_(样方)),而β和γ多样性与之的关系并不甚密切。表征生境特征的群落高度和盖度指标能更好的预测物种多样性的特征。研究发现,常用的表征景观异质性的指数在各尺度上对植物群落物种多样性特征的影响也并不显著,局地群落特征的影响更为直接和重要。在探讨景观异质性特征与生物多样性关系时,常用的多样性指数(Shannon多样性指数、均匀度指数和Simpson指数等)并不合适,而拆分后的物种丰富度会更有效。但景观异质性对生物多样性的影响也不容忽视,它的改变会是影响群落物种多样性及其组成结构的重要潜在因素,在更大尺度上景观异质性会通过对景观组成要素特征(生境组成和构型)的影响进而影响到区域植物物种丰富度的变化。