遥感与GIS支持下的崇明东滩迁徙鸟类生境适宜性分析

崇明东滩鸟类自然保护区位于长江入海口,是国际迁徙鸟类重要的栖息地.受自然和社会因素影响,该地区鸟类栖息环境正处于快速变化.研究采用面向对象的图像分割方法提取鸟类生境适宜性多边形评价单元,根据近年来野外调查数据分析了影响迁徙鸟类生存的地类、植被、潮沟、底栖生物等关键环境因素,建立了鸟类与关键环境影响因素的定性定量关系.在此基础上利用GIS空间分析方法和技术,进行了崇明东滩鸟类保护区内主要四大鸟类种群雁鸭类、鸻鹬类、鹭类以及鸥类的生境适宜性分析.结果表明:(1)崇明东滩迁徙鸟类生境较适宜的面积占保护区总面积40%左右;(2)光滩区域、与光滩邻近的海三棱藨草带以及潮沟地带是鸟类生境适宜性较好的地理区域;(3)基于面向对象的遥感分析技术和GIS空间分析技术,能有效且简便地对生态环境处于快速动态变化中的物种生境适宜性进行快速、客观准确的分析评价,其结果可为崇明东滩鸟类种群及其生存环境规划、保护和管理提供基础科学依据.     

白洋淀流域大鸨越冬栖息地的适宜性评价

基于大鸨越冬期生境选择的相关研究成果,结合专家意见和近年来白洋淀流域大鸨的分布点记录,选择3项一级指标和13项二级指标,用以表征影响大鸨越冬生境选择的关键因子,并通过构建适宜性评价模型,对白洋淀流域大鸨越冬生境的质量进行了评价.结果表明:2005年,白洋淀流域内大鸨越冬适宜栖息地面积11907.25 km2,占流域总面积的34.1%;其中,最适宜生境面积4596.25 km2,仅占流域总面积的13.2%.研究区最适宜生境的空间分布相对集中,主要位于流域东部的白洋淀自然保护区及其周边(I区)和流域西南部的行唐、曲阳2县(II区).I区和II区中最适宜生境面积之和达2803.55 km2,占流域内最适宜生境面积的61.0%.为保护流域内大鸨的越冬生境,须重点针对上述2个区域的特点,分别采取适当措施加以保护.     

基于空间分带的崇明东滩水鸟适宜生境的时空动态分析

本文采用1990—2008年期间6期Landsat TM遥感影像的解译结果,基于ArcGIS空间分带方法并构建生境有利度指数,分析了崇明东滩水鸟适宜生境的时空动态。结果表明：（1）近20 a来,主要受自然湿地的围垦、堤内土地利用方式变化和堤外互花米草(Spartina alterniflora)入侵的影响,崇明东滩海三棱藨草(Scirpus mariqueter)群落（SMC）和养殖塘（AP）的数量特征变化较大,水鸟适宜生境的数量和结构经历了由自然生境到人工生境再到自然生境占支配地位的变化;（2）1990—2008年期间,SMC和AP生境有利度指数值的最高年份分别是1990和2003年,指数值的最低年份分别是2000和2008年;（3）1990s年代的大规模围垦以及互花米草的入侵,致使SMC生境的面积锐减,其主要分布范围从1990年的堤外1000—5000 m变为堤外0—3000 m处,导致SMC生境状况恶化;（4）大堤内AP生境是崇明东滩的重要水鸟生境类型,受堤内土地利用方式改变的影响,该生境2008年的生境有利度指数很低。崇明东滩鸟类生境的管理和保护不仅应重视自然湿地中的光滩与浅水区域,同时更应侧重于海三棱藨草群落和堤内养殖塘的管理和保护,其重点管理和保护范围可界定在堤外3000 m到堤内2000 m之间。崇明东滩水鸟生境的管理应实现多目标管理,维持各类适宜生境的足够面积和合理的空间布局,并在时间尺度上保持相对稳定,才能有效地保护各类水鸟种群及其生物多样性。     

崇明东滩春季鸟类群落特征

2003年春季对崇明东滩潮间带不同生境的鸟类群落进行了调查,共记录到鸟类64种,隶属7目15科。崇明东滩潮间带春季鸟类平均密度为14.60只/hm2,鸟类多样性指数2.08、均匀度指数0.49、优势度指数0.22。芦苇带、海三棱草带和盐渍藻类带是东滩潮间带典型的生境,各生境的鸟类种类、密度和多样性差异较大。其中芦苇带25种,平均密度2.56只/hm2;海三棱草带有48种,平均密度15.38只/hm2;盐渍藻类带36种,平均密度21.04只/hm2。3种生境中盐渍藻类带鸟类的生物多样性最高,海三棱草带最低。研究表明,滩涂围垦、人类活动干扰、互花米草的入侵是影响鸟类在东滩栖息的主要因素。     

上海崇明东滩震旦鸦雀冬季种群栖息地的生境选择

2008年11月-2009年3月,在崇明东滩对震旦鸦雀(Paradoxornis heudei)种群生态进行调查研究,并对震旦鸦雀种群和生境因子的相关性进行分析。运用单因素方差对互花米草(Spartina alterniflora)入侵和芦苇(Phragmites australis)收割造成的芦苇滩涂变化进行分析,并运用多元回归的方法对震旦鸦雀种群的密度和分布以及相关环境因子进行生境选择分析。结果表明,崇明东滩震旦鸦雀种群的密度为(5.08±3.11)只/hm2;震旦鸦雀种群的密度和芦苇直径呈极显著正相关,震旦鸦雀种群的分布和芦苇的高度、密度呈极显著正相关,和食物资源量呈显著正相关;互花米草和震旦鸦雀种群的密度和分布呈显著负相关;互花米草入侵和芦苇收割降低了震旦鸦雀越冬期的栖息地质量,保留一部分生长质量较好的芦苇可以缓解震旦鸦雀冬季种群的生存压力。     

崇明东滩白头鹤的越冬生态

对崇明东滩白头鹤（Grus monacha)的越冬生态进行了研究。白头鹤在崇明东滩越冬期140－150d。越冬期主要食物为海三棱Biao草（Scirpus mariqueter)的地下球茎,海三棱Biao草和Biao草（S.triqueter)的根茎。受气候和季节的影响,越冬后期比前期的日活动时间增加1h。潮汐节律影响越冬白头鹤行为活动的时间分配,觅食地的选择以及集群大小。滩涂的快速围垦和滩涂植被的演替对白头鹤的越冬栖息地造成严重的影响。     

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。     

内蒙古达赉湖地区蒙原羚生境适宜度评价

2008年在内蒙古达赉湖地区蒙原羚(Procapra gutturosa)生境考察基础上,以植被类型、植被盖度、坡度、距水源距离、距放牧点距离、距居民点距离、距道路距离为生境适宜性评价因子,利用3S技术和模糊赋值对蒙原羚生境适宜度进行评价。结果表明:在不考虑人为干扰时,蒙原羚的最适宜生境面积占总面积的17.7%,次适宜生境面积占总面积的36.9%,不适宜生境面积占总面积的45.4%;考虑人为干扰时蒙原羚的最适宜生境面积占总面积的13.0%,次适宜生境面积占总面积的28.3%,不适宜生境面积占总面积的58.7%;研究地区蒙原羚实际生境和潜在生境相比,不适宜生境面积增加了29.2%,表明人为干扰是内蒙古达赉湖地区蒙原羚适宜生境急剧减少的主要原因。     

大相岭山系大熊猫生境评价与保护对策研究

从长远来看,从山系或更大尺度上来开展大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)生境的研究与保护更有意义。本研究通过野外调查,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用大熊猫生境结构理论模型,选取海拔、坡度、植被类型、竹子分布、道路和居民点的分布等评价因子,系统地研究了大相岭山系大熊猫生境的分布、生境质量与空间格局,以及生境保护现状,在此基础上提出了该山系生境保护与自然保护区建设的对策。遥感数据分析结果表明,与大熊猫生境密切相关的阔叶林与针叶林的面积为344,970hm2,占该地区总面积的58.4%,灌丛占18.4%,其他的土地利用与土地覆被类型占23.2%。综合评价结果表明,大相岭山系的大熊猫潜在生境为118,749hm2,由于森林及矿产资源的开发、交通以及农业活动等的影响导致生境面积减少为93,115hm2,且尚存的生境被隔离为两个互相独立的生境单元,使荥河与瓦屋山这两个种群的交流受到严重阻碍,而现有的保护区仅保护了生境总面积的28.0%。为了有效地保护该山系的大熊猫,应该注意从三个方面加强对大熊猫生境的规划与保护:(1)扩大自然保护区的保护范围,使大熊猫生境的集中分布区都得到保护;(2)以退耕还林和天然林保护工程为契机,加强被隔离生境的联系,促进大熊猫种群之间的交流;(3)控制海拔1,800–2,700m之间人类活动对大熊猫生境的影响。     

江苏盐城海滨区域丹顶鹤适宜越冬生境变化

以3期盐城海滨湿地景观分布图为基础,在GIS技术支持下,以食物丰富度、水源、隐蔽条件、人类活动、最小斑块面积和日常活动距离为生境适宜性评价因子,采用生境评价模型,分析了丹顶鹤(Grus japonensis)适宜越冬生境的变化.结果表明:1987-2007年,丹顶鹤生境类型发生显著变化,盐城海滨区域自然湿地面积减少27.6%,丹顶鹤条件适宜生境总面积迅速减少;丹顶鹤条件适宜生境面积和比例发生显著变化,面积由2354.36km2减为1100.13 km2,比例由1987年的51.6%减为2007年的24.1%;随着自然湿地景观破碎化和人类干扰逐渐加剧,盐城海滨区域丹顶鹤适宜生境的比例由1987年的28.2%减为2007年的13.5%,面积由1286.05 km2减为614.95 km2.     

崇明东滩越冬鸟类在养殖塘的空间分布

鸟类对空间的利用直接反映对栖息地的选择。通过对崇明东滩养殖塘越冬鸟类群落调查,运用空间自相关检验、空间插值分析和景观格局分析,研究越冬鸟类在养殖塘人工湿地的空间分布格局。结果显示:雁鸭类和鸻鹬类在养殖塘分布特征显著不同。雁鸭类呈现显著的空间自相关,为聚集分布,且丰富度和多度分布较为一致;而鸻鹬类在养殖塘以随机分布为主,丰富度显示一定的聚集分布。养殖塘已经成为崇明东滩越冬鸟类重要的栖息地,不同生态类群栖息地选择存在差异:芦苇植被发育好,水域面积较小且水深较深,不同斑块以聚集为特征的养殖塘是雁鸭类的适宜生境;鸻鹬类则偏好一定芦苇植被、水域面积大且水深较浅的养殖塘。因此在保护区土地利用和管理时应考虑不同生态类群对栖息地选择的差异。     

上海市崇明东滩湿地生态恢复与重建工程中社会经济价值分析

随着人类活动的增加,崇明东滩自然保护区内已被破坏或改变栖息地利用方式的湿地面积已达到8000hm^2,其逗留、栖息和越冬的鸟类逐年减少。因此,为了保护鸟类,并且提高上海在自然保护和维护物种多样性方面的国际地位,恢复和重建崇明东滩的湿地环境受到上海市政府的高度重视。崇明东旺沙B01号样地的恢复与重建是上海市崇明东滩湿地生态恢复与生态重建工程中的一期工程．结合野外调查,综合运用市场价值法、造林成本法和生态价值法等研究方法,对该样地现有功能价值,以及对样地在恢复和重建之后所产生的功能价值进行了估算,得到该示范区现有功能价值为72．27万元人民币,而初步预计恢复和重建之后的功能价值为7016.95万元人民币。     

基于MaxEnt模型的广西黑颈长尾雉潜在栖息地预测与保护空缺分析

了解物种生境的空间分布以及和环境因子的关系,对物种的保护有重要意义。黑颈长尾雉Syrmaticus humiae作为在广西壮族自治区分布的鸟类,通过查阅文献与分布名录得到其分布点,以GIS空间技术运用Max Ent模型对区内黑颈长尾雉的生境适应性和其主要影响因子进行分析,模型评价结果为优秀水平。通过划分出的适宜生境和现有保护区进行保护空缺分析。模型预测黑颈长尾雉的生境适宜区主要分布在广西的西北区域,适宜生境总面积为6 771.84 km~2,已建立的保护区覆盖了16.72%的适宜生境,尚有4 985.86 km2的适宜生境在保护区之外。为更有效地实行保护,应对保护空缺区域进行填补。     

东亚-澳大利亚迁徙路线上鸻形目水鸟适宜生境变化:以崇明东滩迁徙停歇地为例

崇明东滩湿地是鸻形目水鸟东亚-澳大利亚迁徙路线上的重要迁徙停歇地。本文借助Landsat ETM+遥感影像对研究地区2000—2010年鸻形目水鸟适宜生境(海三棱藨草和滩涂湿地)的变化进行动态监测,并借助FRAGSTATS景观指数对适宜生境的景观特征进行分析。结果表明,鸻形目水鸟的适宜生境的总面积为10305.52 hm2,仅次于深水区湿地(15918.66 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地的总面积在2000—2006年缓慢增加(从10448.2hm2增加到10696.5 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地面积的增加主要由深水区湿地转化而来,而其面积的减少主要被芦苇和互花米草湿地所取代。与2000年相比,海三棱藨草和滩涂湿地的景观异质性和破碎程度在2010年趋于增加(2000—2006年趋于增加,2006—2010年趋于下降)。在整个景观尺度上,所有湿地的异质性和破碎程度在2000—2006年趋于增加,而在2006—2010年趋于下降。从景观特征来看,研究地区鸻形目水鸟适宜生境的质量(生境组成/要素配置、复杂性、连接性和异质性等)在2000—2006年趋于下降,而在2006—2010年趋于增加。本文结果有助于指导湿地修复与营造策略的制定,以更好地实现在长江河口湿地保护迁徙鸻形目水鸟。     

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。     

崇明东滩人工湿地春季水鸟群落结构及其生境分析

崇明东滩处于独特的地理位置,拥有辽阔的滩涂和丰富的湿地资源,是亚太地区候鸟迁徙路线上的重要驿站。然而崇明东滩也是上海促淤圈围重点区域之一,且围垦后滩涂用作多种农业、工业发展,导致当地植物群落和滩涂湿地结构的改变,从而直接造成了鸟类生物多样性的明显下降,因此东滩湿地保护人员采取了修复和优化的治理措施,但治理同时也将自然滩涂改造成人工湿地。本研究将改造后自然滩涂作为研究不同类型人工湿地的水鸟群落结构及其生境关系的研究区域,并把研究区域分为4种不同类型人工湿地,捕鱼港优化区即一期工程(已修复)、鸟类栖息地优化区即二期工程(修复中)、人工鱼蟹塘、耀全农场。本研究目的在于分析这4种不同类型人工湿地中鸟类群落特征并寻找影响鸟类对生境利用的主要因子,同时考虑修复优化工程的保育功能,对不同管理模式下的人工湿地进行研究,从而对湿地改造提出科学的建议。由于前期大量研究表明春季鸟类数量和种类较丰富,能够较好地反映崇明东滩湿地生态现状。因此从2013年3月下旬至5月上旬在大潮期和小潮期分别对上述4种不同类型人工湿地进行了鸟类及其生境因子调查。此次鸟类调查采用样点法,共统计到水鸟2357只,隶属于6目11科45种,其中斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、红骨顶(Gallinula chloropus)、金眶鸻(Charadrius dubius)、环颈鸻(C.alexandrinus)、牛背鹭(Bubulcus ibis)、鹤鹬(Tringa erythropus)、林鹬(T.glareola)等25种鸟为优势种。非参数检验分析表明,春季这4类人工湿地水鸟种类、密度、多样性均有显著性差异,一期工程内水鸟的种类、密度、多样性指数、均匀度指数都为最大。对生境因子与鸟类群落特征进行相关分析,根据非参数检验的结果得出裸露浅滩面积、水域面积、生境小岛个数是影响水鸟分布的关键因子,为此对鸟类栖息地优化区的修复及其完善提出科学建议。     

上海崇明东滩堤内次生人工湿地鸟类冬春季生境选择的因子分析

2004年12月—2005年5月,对上海崇明东滩98海堤内200hm2次生人工湿地进行鸟类调查,在冬季统计到鸟类8目15科56种,以游、涉禽为主;在春季统计到鸟类10目19科55种,以涉禽为主。运用多元回归对鸟类种类数、数量、物种多样性、均匀性指数和科属多样性等群落特征以及调查样点内水位、水面积、植被盖度、底栖动物密度、鱼类捕捞和人类干扰等环境因子进行鸟类生境选择分析。回归模型显示冬季鸟类种类数与植被盖度呈显著正相关,鸟类数量、物种多样性、科属多样性等群落特征与水位高低、水面积比例以及鱼类捕捞强度等有关,底栖动物密度影响鸟类均匀度和数量;春季鸟类数量与鱼塘的水面积呈正相关,而种类和数量与水位呈显著负相关,物种多样性和均匀性明显受水位、水面积和植被盖度影响,鸟类科属多样性与底栖动物密度呈显著相关,捕捞状况对春季鸟类群落影响不大。     

崇明东滩冬季水鸟生态位分析

依据2003年冬季对崇明东滩自然保护区越冬水鸟的种类、数量、生境类型分布的最新调查数据,以及上海农林局10年来积累的越冬水鸟食性与形态的数据,采取聚类分析方法对崇明东滩冬季鸟类的群落生态进行研究,从鸟类的取食空间生态位、食性生态位以及形态生态位三个维度确认其生态资源分配状况,并由此确认了占据优势种群地位的鸟类在不同生态位维度上的分离是群落结构处于稳定状态的主要原因。     

亚洲象生境长时序变化及其对人象冲突的影响——基于融合MaxEnt与HSI模型的生境适宜性评价方法

生境变化直接关系到物种种群维持与人类安全,揭示其长期变化规律及其对人类的影响,可为物种保护与生境恢复提供科学支撑。但因受物种活动点数据获取与位置精度的局限,鲜见濒危、危险物种的长时序生境变化研究。以人象冲突频发的西双版纳勐海—普洱澜沧地区亚洲象种群(勐海—澜沧象群)活动区为例,提出融合MaxEnt与HSI模型的亚洲象长时序生境适宜性评价方法,即基于荟萃分析筛选出的15个亚洲象生境评价因子,结合近期有限的物种活动点监测数据,利用MaxEnt得到生境评价因子的贡献率,再运用HSI模型计算生境适宜性指数;利用该方法制作出研究区1988—2020年逐年时序的亚洲象生境适宜性图,以分析亚洲象生境的时空变化,将其与亚洲象肇事数据结合,进而分析人象冲突与生境变化的关联。结果表明：(1)基于物种生境偏好不变的前提,融合MaxEnt模型与HSI模型的生境适宜性评价方法可应用于物种的长时序生境评价,且基于亚洲象活动点数据从动物对生境利用的生态学视角定量获取亚洲象对各生境评价因子的偏好程度,使生境评价结果具有良好的生态可解释性;(2)目前亚洲象适宜生境面积占研究区面积三分之一(4039.76 km^...     

北戴河地区鸻形目鸟类觅食生境动态变化

生境破坏是目前野生动物保护面临主要问题,加强生境恢复与重建对保护珍稀物种具有重要意义.将3S技术运用到北戴河地区鸻形目鸟类觅食生境评价中,分析了近20a(1987～2006年)北戴河地区鸻形目鸟类觅食生境的动态变化,结果:鸻形目鸟类最适宜觅食生境和适宜觅食生境分布面积在1993年最大;觅食生境变化以1993年为分水岭;最适宜觅食生境和适宜生分布面积呈下降趋势(倒U形分布),不适宜觅食生境分布面积呈增加趋势(U形分布).北戴河地区鸻形目鸟类觅食生境变化主要影响因素是人类活动增加.