基于生态位模型的秦岭山系林麝生境预测

生境评价和预测是对物种进行有效保护的基础。利用林麝痕迹点、自然环境及人类干扰空间数据,分别用两种生态位模型MAXENT和ENFA,预测了秦岭山系林麝的生境分布,并对结果进行了阈值依赖和非阈值依赖比较。探讨了林麝生境选择与环境因子的关系。结果表明,两种生态位模型预测效果都较好,但MAXNET模型预测效果更为优秀。秦岭山系林麝生境主要集中在主峰太白山及周边地区中高海拔的森林中,共有生境面积10764.4km²,现有的保护区保护了 3500.9km²的林麝生境,还有67.5%的林麝生境处于保护空缺状态。交通干道、农田和居民点是影响林麝生境选择的主要人类干扰因子。为更有效地保护该地区的林麝及其生境,有必要对现有保护区进行规划调整,使林麝生境集中分布区都得到有效保护,并恢复隔离的林麝生境之间的迁徙廊道。     

美国大陆外来入侵物种斑马纹贻贝(Dreissena polymorpha)潜在生境预测模型

防止外来生物入侵造成危害的重要手段是阻止可能造成入侵的物种进入适合其生存的地区.论文以1864个美国外来入侵物种斑马纹贻贝定点发生数据和开放式基础地理信息数据库Daymet的34个环境变量为主要信息源,采用逻辑斯蒂回归(LR)、分类与回归树模型(CART)、基于规则的遗传算法(GARP)、最大熵法(Maxent)4种途径,建立美国大陆部分潜在生境预测模型,从接受者运行特征曲线下面积(AUC)、Pearson相关系数、Kappa值3个方面来检验模型预测精度,在此基础上分析斑马纹贻贝的空间分布规律及其环境影响因素.研究结果表明:在3个评价指标中,4个生态位模型预测精度均达到优良水平,其中Maxent在物种现实生境模拟、主要生态环境因子筛选、环境因子对物种生境影响的定量描述方面都表现出了优越的性能;距水源距离、海拔高度、降水频率、太阳辐射是影响物种空间分布的主要环境因子.论文提出的研究方法对中国外来入侵物种生境预测具有较强的借鉴意义,研究结果对中国海洋外来入侵物种沙筛贝的预测与防治,具有一定的指导作用.     

基于多尺度的丹顶鹤生境适宜性评价——以黄河三角洲自然保护区为例

尺度是生态学中的一个核心问题,基于多尺度更能抓住物种一环境之间关系.生境适宜性模型可以定量并多尺度研究物种一环境关系,被广泛应用于野生动物生境适宜性评价中.本文以丹顶鹤(Grus japonensis)为研究对象,以其迁徙和越冬的重要地区--黄河三角洲自然保护区为研究区域,应用二项逻辑斯谛回归模型,并结合地理信息系统和遥感技术,在10-1,500 ha之间,通过变换空间尺度大小构建了10个空间尺度下丹顶鹤生境适宜性模型.通过检测尺度对模型构建的影响,选择最佳模型开展丹顶鹤生境适宜性分析和评价.尺度影响分析结果表明:环境因子的拟合能力和模型的预测精度均存在尺度效应,空间尺度为50 ha时的单尺度模型为最佳单尺度模型,多尺度模型优于所有单尺度模型.模型分析结果表明:丹顶鹤适宜生境占保护区总面积的25%以上,且大部分适宜生境分布在自然保护区南部,自然保护区北部由于缺乏淡水来源,适宜生境较少.为有效保护丹项鹤生境,建议加强保护区湿地生境监测、评价和规划.以及对人为干扰活动进行监督和管理.     

甘肃小陇山林区不同生境类型蝶类多样性研究

于2006～2008年对甘肃小陇山林区不同生境类型中蝴蝶多样性进行了调查研究,研究中依据植被的不同将该林区的蝴蝶生境划分为6种类型:人工林、灌木丛和次生林、居民农田、针阔混交林、落叶阔叶林、针叶林。共获得蝴蝶标本5365只,隶属于11科116属210种。计算了6种生境类型中蝶类物种丰富度、相似性系数和多样性指数。不同生境中,灌木丛和次生林蝶类物种的多样性指数、丰富度和个体数量较高,人工林物种多样性指数、丰富度和个体数量较低;人工林与针叶林之间的相似性系数(0.4194)最高,针阔混交林与落叶阔叶林的相似性系数(0.2951)次之,人工林与灌木丛和次生林之间的相似性系数(0.0769)最低,表明各生境之间蝶类相似性系数很低。     

凉山山系大熊猫和黑熊适宜生境预测及重叠分析

研究同域物种的分布格局及重叠状况对物种的区域整合保护管理及区域生物多样性保护具有重要实践价值。本研究基于全国第四次大熊猫调查及长期野外调查数据, 利用MaxEnt模型预测了凉山山系两种同域分布的熊科动物——大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)和黑熊(Ursus thibetanus)的适宜生境, 基于适宜生境预测结果, 分析了两个物种的生境需求因子、生境破碎化现状及重叠状况。结果显示: (1)大熊猫和黑熊的适宜生境分布格局相似, 主要分布在凉山山系的山脊地带, 适宜生境面积分别为1,383.84 km²和2,411.49 km²; (2)两个物种的适宜生境都较为破碎, 且存在一些隔离分布区, 相较而言, 黑熊适宜生境的连通性要优于大熊猫; (3)两个物种生态位重叠度较高(D = 0.654, I = 0.901), 适宜生境重叠面积为958.29 km², 分别占大熊猫和黑熊适宜生境总面积的69.25%和39.74%; (4)两个物种对环境因子的选择和响应表现出了相似性和差异性。相似性在于对两个物种生境分布影响最大的两个因子均为距居民点距离和海拔; 差异性在于对大熊猫生境分布影响次之的因子是植被类型和最冷季均温, 而黑熊的是年最大EVI指数和距道路距离。为了更有效地保护两个物种, 应加强对人类干扰的控制和植被的恢复, 对栖息地实行连通管理, 并建立多物种保护规划。     

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。     

基于集成模型的小黄鱼越冬群体适宜生境及其环境影响因素

小黄鱼是中韩渔业共同利用鱼种,其跨界洄游习性限制了对越冬场范围的调查和评估,导致对越冬群体适宜栖息地分布缺乏了解。本研究基于越冬期我国自然海域的物种分布点位数据和5个环境数据,运用8个物种分布模型(SDM)分析了小黄鱼越冬场分布范围,采用5折交叉验证,利用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评价模型预测性能,并通过加权集成方法构建综合生境模型预测越冬场核心分布位置。结果表明: 出现/未出现数据模型预测准确度普遍高于仅出现模型;在出现/未出现数据模型中,机器学习方法预测准确度高于经典回归模型,支持向量模型(SVM)准确度最高(AUC=0.85),广义线性模型(GLM)准确度最低(AUC=0.73)。集成模型AUC较单一独立模型的准确度有所提升,表明集成模型能有效降低单一独立模型所带来的不确定性,提高模型预测准确度。变量重要性分析结果显示,盐度和温度是决定小黄鱼越冬场地理分布的重要因素,适宜分布区集中在黄海南部外海、东海北部外海和浙江省沿岸海域,而黄海南部沿岸海域和东海中南部外海为不适宜越冬区。研究结果为预测小黄鱼潜在越冬场提供了理论基础,可支撑越冬场渔业资源的空间规划和可持续利用。     

基于生境可获得性的完达山地区马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)冬季生境选择

于2004～2005年冬季研究了完达山地区马鹿的生境利用和选择。在野外调查的基础上,获取了研究地区马鹿种群水平上的生境利用数据;利用地理信息系统和遥感技术,从区域尺度上测度了各类生境因子的可获得性。通过比较被利用生境与可获得生境,测度了马鹿冬季对各类生境或生态因子的选择。结果表明,马鹿对植被类型、海拔、坡向、NDVI等级、到公路距离表现出非比例利用,对坡度的利用与其可获得性则没有显著性差异。马鹿选择采伐迹地,低郁闭度生境（第2、3NDVI等级）,200～300m海拔区间,南坡,距离公路600～700m的区间。马鹿采食生境和卧息生境对各类因子具有不同的选择性,表现出不同功能生境分离的特征。对于采食生境,马鹿选择采伐迹地、阔叶疏林,低郁闭度（第2、3NDVI等级）,南坡;对于卧息生境,马鹿仅选择采伐迹地,低郁闭度（第2、3、4NDVI等级）。根据马鹿活动样点的出现与否,建立了马鹿冬季生境选择的逻辑斯谛回归模型。模型回判结果表明,该模型对马鹿活动样方与对照样方的总体正确预测率为74．4％,对马鹿活动样方的正确预测率为84．2％,对对照样方的正确预测率为62．4％,能够较好的预测生境利用概率。     

四川唐家河自然保护区黑腹绒鼠对夏季生境的选择

为揭示影响黑腹绒鼠夏季空间分布的生态因素,采用样线法和样方取样法,于2009年6～8月在四川省唐家河国家级自然保护区对该物种夏季生境选择进行了研究.野外工作期间,共调查生境样方和对照样方各58个.在21个生境变量中,海拔、坡度、坡向等16个变量在生境样方和对照样方间存在显著差异,表明该地黑腹绒鼠对夏季生境的利用具有明显的选择性.该地黑腹绒鼠夏季频繁出现的生境为:坡向朝南,偏好选择处于较早植被演替阶段,海拔较低,乔木和竹子较矮,离水源较近,乔木层郁闭度、乔木胸径、竹子盖度、竹子密度和落叶层盖度较小,而草本层较高,草本盖度、密度及灌木密度均较大.Logistic回归分析表明坡向和草本盖度是影响该地黑腹绒鼠夏季生境选择的主要生态因子,可能反映了来自食物丰富度和捕食两方面的选择压力决定着该物种空间分布.在此基础上构建了黑腹绒鼠夏季生境资源选择函数logit(P)=8.027+2.792×草本盖度+0.325×坡向,其对生境的选择概率为P=elogit(P)/(1+elogit(P)),可用于预测夏季黑腹绒鼠在该保护区内的空间分布.     

黄河下游平原不同非农生境中植物多样性

自然、半自然等非农生境是区域农业景观的重要组成部分,对区域生物多样性保护具有重要意义。黄河下游平原区是典型的农业景观,农田是最主要的景观类型,林地、树篱等景观要素散布其中,为研究区内非农生境中生物多样性及其生态效应,采用典型样地法对区内典型农业景观中林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境中的植物群落进行调查研究。结果显示:区内植物组成以菊科、禾本科等为主;区内植物科的地理成分以世界分布和泛热带分布为主,各生境间有一定的差异,属的地理成分复杂,具有中国15个种子植物属分布型中的13个,以温带分布、世界分布和泛热带分布为主,总体上区内的植物组成以广布种为主,优势科属明显,特有种缺乏;各非农生境中的植物多样性存在一定的差异,林地和树篱生境具有较高的物种丰富度和多样性,显著高于田间道路,沟渠、林地和树篱生境中的物种均匀度和群落盖度均显著高于田间道路;β多样性分析表明田间道路生境中的群落组成分化程度在各样点间最大(β多样性指数最高);树篱、林地和田间道路等生境间群落相似性均较高,但其群落结构和优势种组成方面却存在显著的差异,沟渠作为一种特殊生境与其它生境间的群落相似性相对较低。研究表明,在黄河下游平原典型农业景观中,作为非农生境存在的林地和树篱在物种多样性维持中具有重要地位,沟渠为水生和湿生植物提供了庇护所,意义重大;各生境间高的群落相似性仅是物种组成名录相似性的反映,其空间格局和优势种群间差异明显,各生境植物群落的生态功能差异巨大。未来区内生物多样性的保护应重在生态系统过程、功能的加强以及生态系统服务的维持和提高,且需进一步在景观水平上探讨各非农景观要素的空间构型对其生态效益的影响机制及其调控和管理策略。     

吉林蛟河针阔混交林树木生长与生境的关联性

以吉林蛟河21.12 hm2(660 m×320 m)针阔混交林样地为对象,在以海拔、坡度、坡向以及凸凹度为地形变量划分样地生境类型的基础上,利用2009—2014年植被生长数据,研究生境差异对树木生长的影响机制。研究采用生境空间随机(生境CSR)、物种空间随机(物种CSR)以及物种Thomas3种生态学过程零模型,检验树木径向生长与4种生境类型之间的关联性;采用Pearson相关系数计算树木生长与地形变量之间的相关关系,量化地形变量对树木生长的影响。研究结果显示:(1)样地内绝大多数物种(生境CSR过程:86.1%;物种CSR过程:94.4%;物种Thomas过程:61.1%)的径向生长表现出明显的生境关联性。(2)不同生活型物种的生境利用方式不同:灌木和亚乔木具有类似的生境偏好,与海拔相对较低、地势相对平缓的生境型1正关联,与海拔相对较高、坡度相对较大的生境型2和生境型4负关联;乔木在不同生境类型中会同时存在正、负关联性,但更倾向于和生境1发生负关联,而和生境4发生正关联,并且乔木树种的径向生长对地形之间的差异更加敏感;(3)高达86.1%的物种生长与至少一种地形变量显著相关,其中海拔对树木生长影响最大,其次是坡度和凸凹度,坡向的影响则相对最小。上述结果表明,样地内不同物种之间出现了明显的生境利用性分化,生境利用性分化是影响温带针阔混交林树木径向生长的重要因素。     

三种同域高山鸡形目鸟类的生境选择

研究同域物种的生境选择对认识物种共存、竞争及生态位分化具有重要理论意义,对物种的区域整合保护与管理也有重要实践价值。本文对川西高原3种典型同域分布的珍稀濒危鸡形目Galliformes鸟类,即四川雉鹑Tetraophasis szechenyii、白马鸡Crossoptilon crossoptilon和血雉Ithaginis cruentus的生境选择进行了研究。研究于2014年4月—2015年1月在四川省雅江县格西沟国家级自然保护区进行,共布设17条调查样带,在春、秋、冬季分别发现了3个物种65、61、66处生境使用点。通过Jacobs指数法和Bonferroni修正检验对物种生境选择进行分析,结果表明:(1)春季,四川雉鹑显著喜好冷杉-红杉林,拒绝高山栎丛;白马鸡显著拒绝杜鹃或杂灌草丛;而血雉对各生境的喜好或拒绝并不显著。(2)秋季,血雉显著拒绝杜鹃或杂灌草丛,四川雉鹑和白马鸡对各生境的喜好或拒绝均不显著。(3)冬季,所有物种均显著拒绝杜鹃或杂灌草丛;此外,白马鸡还显著偏好高山栎丛。研究表明,同域鸡形目物种的生境选择具有差异,而同一物种的生境选择模式在不同季节也存在一定差异。建议在保护管理中维持多样式、镶嵌式的植被群落,以保护川西高原鸡形目物种种群。     

基于生境指数的天山中部云杉林潜在分布区预测

基于天山中部云杉生长分布的生境条件,综合考虑水、热、地形因素,利用3S技术和空间建模技术构建云杉分布生境指数模型,通过选取生境指数阈值,预测了天山云杉林潜在分布区.结果表明: 模型模拟的潜在分布区与现有云杉林分布区生境条件差异不显著,而与云杉林不可分布区生境差异显著;基于构建的生境指数模型,界定出研究区有7.01×10³ hm²的林地下限带、林间空地及阴坡半阴坡区域为云杉潜在分布区,占研究区总面积的6.4%,是未来林地的发展空间.     

亚热带-温带气候过渡区落叶阔叶林物种-生境关联分析

物种-生境关联分析有利于更好地理解物种共存理论和群落构建机制。根据秦岭落叶阔叶林25 hm²固定监测样地的调查数据,将树种分为幼苗、幼树和成树3个生活阶段,利用Torus-translation检验方法分析物种与不同生境类型之间的关联性。结果表明: 生境对各物种的影响不同。与高坡显著关联的物种数最多,其中95.7%为负关联;与低坡呈负相关的物种占89.5%;与山脊呈显著负关联的物种占90.9%;物种与高谷生境多存在显著正关联,呈负相关的只有1种,占0.03%。物种在幼苗、幼树和成树阶段与生境分别存在80、44和23个关联,表明幼苗阶段对生境的依赖程度更大。幼苗阶段的物种中有38个(占总物种数的90.5%)至少与一类生境存在显著的关联性;幼树阶段有25个(占总物种数的58.1%)至少与一类生境存在显著关联;成树阶段只有17个(占总物种数的39.5%)至少与一类生境存在显著关联。同一生境对不同生活史阶段物种的影响存在差异,到生活史阶段后期,生境的影响逐渐减弱。由于特定的环境需求,多数物种在不同生活史阶段表现出不同的生境偏好。     

西天目山低山地区人工与自然生境夏季鸟类群落比较

为了研究西天目山低山地区人类活动对鸟类群落的影响,于2007年7月对该地区两种自然生境(常绿乔木林和灌丛)与两种人工生境(苗圃和公园)中鸟类的种类、数量及鸟类群落的相似性进行比较.结果表明,常绿乔木林与灌丛中的鸟类物种数最多,常绿乔木林中的鸟类密度显著高于灌丛中的鸟类密度.苗圃和公园中鸟类物种数及密度都显著低于常绿乔木林和灌丛.两种人工生境中鸟类群落相似性最高,广性分布物种是这两种生境中鸟类群落的主要组成部分,而狭性分布物种仅在常绿乔木林和灌丛中分布.以上结果表明,人类活动所造成的生境改变对鸟类多样性有不利影响.     

王朗自然保护区大熊猫生境选择

基于王朗自然保护区的长期、连续监测,采用王朗保护区大熊猫野外监测数据,利用分布频率法和相似性指数法,从地形因子、森林群落结构特征和主食竹生长三方面研究大熊猫生境选择的年度与季节变化特征。结果表明:1997-2009年间,(1)随着时间的推移、环境的变化,大熊猫的生境选择是变化的。(2)大熊猫生境选择年度相似性指数曲线总体呈曲折上升趋势,尤其是2000-2009年,基本为平稳上升趋势,相似性指数总体逐渐接近于1,说明随着年度变化,大熊猫会对生境选择进行大的、明显的调整,并且是朝着某种趋势发生的。(3)大熊猫生境选择季节相似性指数均在0.90-1.00之间,表明在季节变化中,大熊猫的生境选择与13a整体的生境选择情况高度一致,说明随着季节变化,大熊猫会对生境选择进行小的、不明显的微调。此研究结果可以为大熊猫生境保护和管理提供重要借鉴和科学依据。     

区域变动尺度上不同生境类型及环境因子对西双版纳蝴蝶多样性的影响

【目的】生境类型和环境因子对物种分布和维持具有重要的影响。本研究通过分析不同生境类型对蝴蝶群落多样性及其群落结构影响的差异,以及环境因子对蝴蝶物种丰富度和多度的影响,为区域变动尺度蝴蝶多样性维持机制的研究奠定基础。【方法】于2019年8月和10月,在西双版纳地区采用样线法,调查了天然林、次生林、复合生境、人工林和农田5种生境中蝴蝶的物种,分析了蝴蝶群落多样性、群落结构相似性及物种丰富度和多度与环境因子的关系。【结果】2019年从西双版纳共采集蝴蝶2 226头,隶属于11科98属175种,在西双版纳州级尺度上蝴蝶物种丰富度高于县域尺度。在西双版纳州级尺度上,蝴蝶的物种丰富度和多度在5种生境间存在显著差异,而在县域尺度上,物种丰富度、多度和Chao 1物种丰富度估计值没有一致性规律。群落结构相似性结果显示,在西双版纳州级尺度上,蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在极显著差异,在县域尺度上,仅勐腊区域蝴蝶群落结构在不同生境类型间存在显著差异。蝴蝶物种丰富度和多度不仅受到生境类型的影响,还受到温度、年均降水和海拔的影响。【结论】本研究结果表明,在区域变动尺度上,生境类型对西双版纳蝴蝶的多样性的影响较大,而温度、年均降水和海拔是维持蝴蝶物种多样性的重要因素。这些发现对当前人类导致的生境丧失和气候变化时代生物多样性的保护具有重要意义。     

西双版纳热带森林地区不同生境蜜蜂的物种多样性研究

本文研究了西双版纳热带森林地区不同生境蜜蜂的物种多样性。共鉴定蜜蜂总科5科、22属、77种。8个生境的物种丰富度指数D_MA的取值范围在1.914～7.877之间,多样性指数H′的范围是0.608～1.398,均匀度指数J_sw为0.716～0.956,其中保护区、雨林和灌丛拥有较高的物种丰富度指数和多样性指数,橡胶林的最小,而均匀度指数以曼养广龙山最大,农田最小。根据不同生境物种的相似性系数C进行系统聚类,8个生境在相似性系数0.169的水平时全部聚合在一起。傣族龙山在保持雨林的蜜蜂物种多样性中可以起一定的作用,但很有限,且当龙山面积越小,受人为干扰越严重时,物种多样性的损失就越大。雨林一旦被开垦为橡胶林或农田,雨林中原有的许多蜜蜂将会消失,物种多样性显著减少。     

基于四种常用机器学习的梭梭(Haloxylon ammod endron (C.A.Mey) Bunge)适宜生境分布研究

梭梭Haloxylon ammodendron (C.A.Mey) Bunge是适应中亚荒漠生境的耐寒、抗旱、耐盐碱C4植物, 预测该物种地理分布范围以及未来不同气候变化情景下该物种适宜生境分布的变化, 对于我国荒漠区生态环境保护具有重要意义。利用收集的梭梭分布数据与33个环境因子, 基于四种常用的机器学习算法组成的组合模型对该物种适宜生境在我国西北干旱区的分布进行了预测。结果表明: (1)不同的模型算法的结果在空间上具有较高的一致性, 但其分布细节具有一定的差异性。(2)梭梭在我国的适宜生境面积约为0.91×106 km2, 主要分布在新疆的准噶尔盆地和塔里木盆地边缘, 甘肃河西走廊地区, 内蒙古巴丹吉林、乌兰布和、腾格里沙漠和库布齐沙漠的西部, 青海省柴达木盆地等地区。(3)未来气候变化对该物种适宜生境分布的影响取决于升温幅度, 但是在大部分的增温情景中, 该物种的适宜生境变化较小。(4)高适宜生境面积为0.19×106 km2, 应该作为梭梭原生产地保护以及人工种植的重点区域。(5)集成多模型结果的组合物种分布模型能够在一定程度上减少模型的不确定性, 增加模型的精度。在环境条件限制性较高的干旱区, 加入土壤因素能够有效提高物种分布模型的建模科学性和合理性。     

若尔盖湿地黑颈鹤生境适宜性

明确稀有或濒危物种的地理分布是生物多样性保护的重要环节。黑颈鹤(Grus nigricollis)是高寒湿地的旗舰物种,属国家Ⅰ级重点保护野生动物。基于黑颈鹤分布点数据和生态环境数据,利用分类与回归树(classification and regression tree,CART)、树网梯度(treenet gradient boosting,TG)、随机森林(random forest,RF)、最大熵(maximum entropy,ME)模型预测黑颈鹤适宜分布区。结果表明:(1)限制黑颈鹤地理分布的主要环境因子是海拔和秋季迁离期降水、气温,贡献率分别为9.7%、8.9%、7.3%;黑颈鹤适宜生境为海拔3000～3950 m、秋季迁离期月均温-1.2～0.2℃、月降水量28～32 mm的地区。(2)综合AUC(area under curve)、TSS (true skill statistics)、Kappa系数3个检验模型精度的评价指标,随机森林模型预测结果与区域已知黑颈鹤存在点匹配程度最高(AUC=0.889、TSS=0.897、Kappa=0.613)。(3)黑颈鹤适宜分布区...