汶川地震灾区生物多样性热点地区分析

汶川地震灾区位于长江上游,是我国大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的主要分布区,被保护国际认定的25个全球生物多样性热点地区之一.2008年5月12日发生的汶川大地震导致该区域生态环境遭受严重破坏,需要识别生物多样性热点地区,指导灾后生物多样性保护.选取物种生境质量、植被景观多样性指数和物种多样性指数作为评价指标,其中生境质量采用InVEST生物多样性模型计算,然后利用空间相关分析中G系数进行热点地区分析,探测出灾区生物多样性的热点区,并在此基础上与现有保护区分布、物种生境分布以及Marxan模型计算出的优先区进行对比验证.结果显示:热点区范围涉及到现有76％的保护区,且保护区内的热点区面积达到灾区所有保护区面积的55％;在选取的69个指示物种中有60个物种位于热点区的生境面积占这些物种在灾区的总生境面积的50％以上,有32个物种在80％左右,热点区内的所有指示物种生境总面积占整个灾区指示物种生境总面积的70％以上.基于空间相关分析方法得出的热点地区基本上与Marxan模型输出的优先保护区范围结果基本一致.但空间相关分析的热点区划分克服了Marxan模型优先保护区分布过于离散,孤岛效应明显的不足.     

重庆澎溪河湿地自然保护区生物多样性空间格局及热点区

生物多样性空间格局和热点区域的分析与探测是进行生物多样性保护规划和科学管理的有效途径。以重庆澎溪河湿地自然保护区为例,基于实地综合调查、历史资料、文献信息,利用生境质量指数、物种多样性和景观多样性评价指标,构建生物多样性综合指数。结合空间自相关分析,揭示保护区生物多样性空间分布格局及其空间自相关程度,并识别生物多样性热点区,探讨现有保护区对热点区域的保护有效性。结果表明: 保护区生物多样性空间格局呈现出随距河流及两岸消落带距离的增加而减少的趋势,生物多样性指数高值区主要集中在澎溪河、普里河、白夹溪及其沿岸地区。生物多样性在空间分布上具有显著的正相关性,局部空间自相关以高-高聚集和低-低聚集类型为主。生物多样性热点区域面积为457 hm²,占保护区总面积的11.1%。现有保护区核心区涵盖了51%的热点区域和50%的次热点区域,保护区结构和功能区布局有待进一步优化调整,建议将普里河段龙王堂区域,白夹溪小垭口、邓家湾、洞子岩、龙王塘、旧屋咀、铧头咀、新铺子与龙家院子等热点区域纳入核心区,将冷点区域划到核心区之外,完善保护区功能区划。研究结果可为保护区范围及功能区优化和管控、合理推进“三区变两区”调整提供定量的基础资料,对于提高物种保护效率、制定科学的保护策略具有指导意义。     

海南尖峰岭不同热带雨林类型与物种多样性变化关联的环境因子

环境因子是影响物种分布并导致物种多样性形成的重要因素,采伐后恢复的热带森林次生林和原始林的环境因子是否一致是一个很重要的问题.对于该问题的回答对长期监测热带森林次生林的变化具有重要意义.该文基于在海南尖峰岭地区设置的164个625 m2植被公里网格样地数据,记录了每个样地的采伐历史并测定了其他的17个环境变量指标,分析了17个环境因子之间的相关关系;将164个样地划分成3种不同采伐历史的森林,通过典范对应分析(CCA)探讨3种森林类型中影响物种分布的环境因子组成;比较两种多元回归模型的优劣,来揭示3种森林类型中影响物种丰富度形成的环境因子组成的差异.结果表明:驱动海南尖峰岭地区物种分布并导致物种多样性差异的环境因子在森林采伐前后并不是一成不变的,而是与森林采伐历史有关联的.除了人为森林采伐干扰外,海拔梯度是形成海南尖峰岭热带天然林物种多样性的最重要因素.CCA分析显示:原始林中,物种分布与海拔、土壤交换性钙和交换性镁含量3个环境因子有较密切的关系,也与4个土壤物理性质环境因子(土壤密度、土壤最大持水能力、毛细管持水量和毛管孔隙度)关系密切;森林采伐后的恢复森林中,土壤全磷和速效磷含量对物种分布的影响增强,但皆伐后土壤交换性钙和交换性镁含量对物种分布的影响减弱.多元回归分析显示:原始林的物种丰富度与海拔和土壤交换性钙含量显著相关,径级择伐后恢复热带天然林的物种丰富度和海拔、土壤全磷含量和速效钾含量显著相关,皆伐后恢复热带天然林的物种丰富度仅和海拔显著相关.研究结果还显示,如果数据中存在空间自相关,建立多元回归模型时应该考虑数据中的空间自相关属性,虽然它并不总是存在的.     

Persistence of invading gypsy moth populations in the United States

Exotic invasive species are a mounting threat to native biodiversity, and their effects are gaining more public attention as each new species is detected. Equally important are the dynamics of exotic invasives that are previously well established. While the literature reports many examples of the ability of a newly arrived exotic invader to persist prior to detection and population growth, we focused on the persistence dynamics of an established invader, the European gypsy moth (Lymantria dispar) in the United States. The spread of gypsy moth is largely thought to be the result of the growth and coalescence of isolated colonies in a transition zone ahead of the generally infested area. One important question is thus the ability of these isolated colonies to persist when subject to Allee effects and inimical stochastic events. We analyzed the US gypsy moth survey data and identified isolated colonies of gypsy moth using the local indicator of spatial autocorrelation. We then determined region-specific probabilities of colony persistence given the population abundance in the previous year and its relationship to a suite of ecological factors. We observed that colonies in Wisconsin, US, were significantly more likely to persist in the following year than in other geographic regions of the transition zone, and in all regions, the abundance of preferred host tree species and land use category did not appear to influence persistence. We propose that differences in region-specific rates of persistence may be attributed to Allee effects that are differentially expressed in space, and that the inclusion of geographically varying Allee effects into colony-invasion models may provide an improved paradigm for addressing the establishment and spread of gypsy moth and other invasive exotic species.     

基于随机森林模型的国家重点保护陆生脊椎动物物种优先保护区的识别

准确可靠地识别国家重点保护陆生脊椎动物物种的优先保护区,是生物多样性保护的热点问题之一。采用随机森林(random forests)模型,基于12个环境变量,对中国263种国家重点保护陆生脊椎动物建模,并预测各个物种在背景点的适生概率,迭加计算得到国家重点保护陆生脊椎动物物种的生境适宜性指数。此外,基于对生境适宜性指数的空间自相关分析,识别和确定国家重点保护陆生脊椎动物物种优先保护区,并对优先保护区目前的被保护情况进行分析。结果表明,国家重点保护陆生脊椎动物物种的优先保护区的面积为103.16万km~2,约占我国国土面积的10.90%。优先保护区主要分布在我国的西部地区,包括西南地区的秦岭-大巴山山区、云南省与印度及缅甸的交界地区、武陵山山区、喜马拉雅山-横断山脉山区、阿尔泰山脉山区、天山山脉山区、昆仑山山脉山区;东北的大、小兴安岭、东北-华南沿海地区及长江中下游地区有少量分布。优先保护区中被保护的面积为50.40万km~2,占优先保护区总面积的48.86%,保护率偏低,未被充分保护。利用系统聚类分析,将未被保护的优先保护区划分成3种优先保护顺序,以期为相关部门的决策提供科学依据,更好地保护生物多样性。