評價動物棲息地適宜性的兩種方法比較以大相嶺山系大熊貓種群為例cropped

1、評估動物棲息地適宜性的兩種方法比較_以大相嶺山系大熊貓種群為例 _cropped評估動物棲息地適宜性的兩種方法比較:3 以大相嶺山系大熊貓種群為例1,2,31124133張文廣唐中海齊敦武胡遠滿胡錦矗白丹 1 2 (西華師范大學珍稀動植物研究所, 南充 637002 ; 中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所, 沈陽 110016 ;3 4 )中國科學院研究生院,北京 100039 ;沈陽市第 36中學 ,沈陽110016() ( )摘 要 采用景觀因素賦值法方法 ? 和主成分分析法方法 ? 對大相嶺山系大熊貓棲息地進行評價 , 結果表明 , 方法 ? 的結果中中等適宜、適宜等級和最適宜等級所占的面積分

2、別為 94162 、45146 和 2 0121 km, 分別占總面積的 4117 % 、 2100 %和 0101 % ; 而方法 ? 的結果中 , 中等適宜和適宜等級所占的 2 面積分別為 623103和170127 km,分別占總面積的27149 %和7151 %。結合實際調查數據和景觀因素,發(fā)現2種方法均能對大相嶺山系大熊貓生境進行評價, 但差異較大。方法 ? 評判因素較少 , 各因素所占比重較大 , 因素對整個評價結果影響很大 , 評價結果不精確 , 但所需人力 、物力較少 ; 方法 ? 所需評判因素較多 , 野外搜集所需資料困難 , 累計貢獻率很難達到 95 % , 而且需要大量的

3、人力 、物力 。因此 , 為了減少評估誤差, 應將 2種方法結合對動物生境進行評估。關鍵詞大熊貓 ,棲息地 ,適宜性評價 ,大相嶺山系()文章編號 1000 - 4890 200612 - 1465 - 05中圖分類號 Q143 文獻標識碼 AComparison of t wo evaluation methods on wil d an imal ha bitat suita bil ity : A case study of Ail u ropoda 1 ,2 ,3 2 2 mel a noleucain Daxiangl ing Mounta ins. ZHAN G Wenguang,

4、 TAN G Zho nghai, Q I Dunwu, HU 1 2 4 1 ( Yuanman, HU J inchu, BA I DanI nst i t ute of R a re an d Precious A ni m al an d Pl ants , Chi n a W est N or2 2 m al U ni versit y , N anchong 637002 , Chi n a ; I nst i t ute of A p pl ied Ecology , Chi nese A cadem y of S ciences , 3 4 S heny an g 110016

5、 , Chi n a ; Grad u ate U ni versi ty of Chi nese A cadem y of S ciences , Bei ji ng 100039 ; T he) () 36 t h Hi gh S chool , S heny an g 110016 , Chi n a. Chi nese Jou r n al of Ecology ,2006 ,25 12:1465,1469 .( ) ( ) In t his paper , landscape element s evaluatio n met hod Iand p rinciple co mpo n

6、ent s analysis met hod I Iwere( ) used to evaluate t he habitat suitability of giant panda A il u ropod a mel anoleucain Daxiangling Mountains.Wit h met hod I , t he moderate suitable , suitable , and mostsuitable areas occupied 94 . 62 , 45 . 46 , and 0 . 21 2 km, accountingfor 4 . 17 % , 2 . 00 %

7、, and 0 . 01 % of t he total area , while wit hmet hod I I , t he moderate 2 suitable and suitable areas occupied 623 .03 and 170 . 27 km, accounting for 27 . 49 % and 7 . 51 % of t he totalarea , respectively. Bot h of t he t wo met hods could be used to evaluate t he habitat of A . mel anoleuca in

8、 Daxi2angling Mountains , but t here was a greater difference bet ween t he result s. Met hod I needed less mo ney andmanpower , but t he result was not very accurate , because fewer factors were co nsidered in t he evaluatio n p ro2cess , which led to t he more co nt ributio n of o ne factor to t h

9、e whole evaluatio n. Met hod I I needed more mo neyand manpower , and it was very difficult to collect all t he necessary data to reach 95 % of accumulated co nt ri2butio n . These t wo met hods should be integrated toget her to decrease t he error in t he evaluatio n of wild animalhabitat suitabili

10、ty. Key words A il u ropod a mel anoleuca , habitat , suitability evaluatio n , Daxiangling Mountains.能使自己的適合度達到最大的生境。動物的這種生1引 言 境選擇行為是動物在長期的進化適應過程中, 與自近幾十年來 , 隨著人類活動范圍的不斷擴大, 野然環(huán)境相互作用的產物, 已成為動物的重要生態(tài)學7 ,8 ,14生動物賴以生存的環(huán)境大面積消失, 生境日趨破碎。 特性之一化 , 最適生境面積逐漸減少, 殘留生境斑塊面積還在( )對于 大 熊 貓 A il u ropod a m el a nole

11、uca棲 息 地 進一步縮小且各生境斑塊之間的距離逐漸增大 。生 的研究 ,20世紀 90 年代之前主要停留在對有大熊境消失和破碎化嚴重影響動物的生存和繁衍。動物( ) ( )3 國家自然科學基金項目 30170148 和世界野生動物基金 WWF由于具有可移動性特征 , 在與自然環(huán)境相互協(xié)調過 ( ) 資助項目 CN0865 . 01 。 程中 , 能判斷其生存生境的利弊 , 而趨向于選擇那種 3 3 通訊作者收稿日期 :2006 - 01 - 16接受日期 :2006 - 08 - 0411 貓分布棲息地的描述, 胡錦矗等發(fā)現 ,大熊貓棲筍產區(qū)。息地常在峽谷之上半封閉的剝蝕面或坳溝, 小氣候

12、大相嶺河流為岷江支流、大渡河水系的中下游比較穩(wěn)定 , 土層厚而地勢平緩, 喬木層郁閉度和竹子,多發(fā)育于山地兩坡,河床縱比降較支流的發(fā)源地覆蓋度均較適度的地方。秦嶺的大熊貓主要棲息于大,水量豐富。大熊貓分布于這些支流的源頭。屬 海拔1 400,2 800 m的針闊混交林和亞高山針葉岷江水系的支流主要有洪雅縣的白沙河、燕子巖溝林 , 海拔 1 900 m以下的巴山木竹林是它們的冬居和白熊溝。屬大渡河水系青衣江支流的主要有滎經13 地 ;2 300 m以 上 的 松 花 竹 林 是 它 們 的 夏 居 地。 縣的滎經河 、黃沙河和白石河。 20 世紀 90年代之后 , 隨著研究手段的改進和研究212

13、研究方法方法的更新 , 以及一些數理統(tǒng)計方法的引入 , 大熊貓 (21211 調查路線 此次調查涉及四川省 3 個縣 洪) ( )的生境選擇研究也逐漸進入定量化分析的階段。魏 雅縣 、滎經縣及漢源縣、一個區(qū)金口河區(qū)包括一15 ,16 采用 Vanderploeg和 Scavia的選擇指數 ()輔文等 個保護區(qū)瓦屋山自然保護區(qū) , 歷時 8個月 。在大2 對馬邊大風頂自然保護區(qū)大熊貓的生境選擇進行了熊貓分布區(qū)域內每215,3km布設一條路線 , 按此9 研究 。胡杰等采用 Vanderploeg和 Scavia的選擇 標準在 1?100 000地形圖上劃定調查小區(qū), 在外業(yè)指數 , 在松潘縣黃龍

14、自然保護區(qū)研究了大熊貓對華調查過程中根據實際情況選擇路線, 使其能穿過大1西箭竹的選擇和利用。張澤均等對唐家河自然熊貓在不同季節(jié)活動的各種生境 , 并能控制整個調 保護區(qū)和蜂桶寨自然保護區(qū)的大熊貓生境選擇進行 查小區(qū) 。了研究 , 并且對大風頂和冕寧大熊貓的生境選擇的21212 竹子分布的劃分通過移動窗口分析法對大412結果進行了橫向對比。此外,陳利頂等、歐陽 志 熊貓主食竹邊界進行切割。首先沿樣線進行6 19 云等、 Liu 等還分別對臥龍自然保護區(qū)內大熊 等距離采樣 , 并把這些數據按順序放在窗口內 , 再把 貓生境破碎化 、群落格局以及棲息地變遷進行了研窗口分成 2 個不同部分 , 計算

15、每個變量在各半個窗 究 。目前 , 主要是利用遙感圖像 、地理信息系統(tǒng) , 從 , 以及變量在各窗口之間的相異系數。口內的平均值2 ,3 ,5 ,17 ,18宏觀上對大熊貓生境質量進行評價。無不同的竹子種類由于生物學特 性 分 布 于 特 定 的 海 論從統(tǒng)計學方法或者從宏觀對大熊貓生境評價,都 拔 , 因此在地形圖上將路線上的點沿著等高線連接具有偏差 , 不能如實反映大熊貓實際生境質量 。為 起來即得到竹子的分布斑塊。 此 ,本文通過景觀因素賦值法和主成分分析法的對 ) 21213 評價方法 1評價方法 ? 比 , 對大熊貓生境評價的方法進行探討 , 以期為今后 首先將研究地區(qū) 1?100

16、000地形圖輸入計算機評估動物生境提供參考 。 建立 D EM 模型 , 由 D EM 生成坡度圖 。對研究區(qū)域( ) TM 衛(wèi)星 影 像 分 辨 率 30 m ×30 m 通 過 ERDA S2 研究地區(qū)與研究方法 817 進行解譯 , 將野外原始調查數據輸入計算機 ,利 211研究區(qū)概況 用移動窗口分析法劃分竹子斑塊 , 利用 Arc GIS 911大相嶺山系位于 29?24, 29?56 N , 102?19 ,中的空間分析功能對 4種景觀因子類型圖進行再分 103?16E , 東起峨眉山 , 西至滎經河 , 北抵青衣江 , 南類產生大熊貓各景觀因子的生境適宜性評價圖; 利 到

17、大渡河 。南北長約 88 km ,東西寬 100 km , 總體 用距離分析功能生成公路干擾圖, 進行再分類生成 呈西北2 東南走向。大相嶺山系由峨眉山和瓦屋山適宜性評價圖。研究區(qū)域生境適宜性水平的計算公組成, 最高峰為洪雅、漢源、滎經三縣交界的小涼水式為n 井 , 海拔 3 552 m。大相嶺山系的地貌以中山地貌( )S = u - R 1 ji 7:為主 。大熊貓分布于山脊和緩坡的地形。研究區(qū)面 i = 1 2元針對大熊貓總的適宜性評價, n積約為 2 26618 km 。 j( )為景觀因子的數量食物 、海拔、坡度、坡位 , u多 ,地 勢 西 高 東 低 ,正 當 季 風 迎 風 i不

18、同景觀因子對大熊貓的影響程度進行的重要性賦面 ,式中 , S為不同單為大相嶺山地多地形角 , 加之又處高原低渦與高原低槽引來的( )冷空氣與東南暖溫氣流交匯處, 易形成峰面雨。雨 值, R為人為活動公路對大熊貓適宜性的影響, i為景觀因子的種類)稍冷 , 夏天酷暑。 量特多 , 雨日多達 200 d ,氣候濕潤 , 日照特少, 適于竹類的分布和生長, 是主要竹 2 評價方法 ?, 冬天表1大相嶺山系影響大熊貓生境因子累計次數及景觀連接度賦值首先將野外實際調查樣方數據輸入統(tǒng)計軟件Ta b. 1 Accumulation and eval uation offactors aff ecting A

19、 . me2 SPSS 1010中,對大熊貓生境進行主成分分析, 得出 l a n deuca ha bitat in Daxiangl ing Mounta ins每個評價因素的權重, 其累計方差貢獻率達到影響因素累計次數 生境適宜性( )0116 24 < 2000海拔 m () 95 % ,可根據特征值求得評價因素的權重式2。然 150 1 ,24002000后根據野外樣方調查中大熊貓對各個因子選擇的頻7001467 2400,2800( )次對各因素進行適宜性賦值方法同? 利用GIS 12 0102800,32000<32000()空間分析功能進行分析, 根據式3 計算總的

20、適宜性金竹桂食物進行評價。竹八月8 01048竹冷箭()()R=B/B×1002 i i158 ?1 竹 0157 90式中 , R為評價因素的權重, B為評價因素的特征i0,20()148 1坡度 ?向量值 , B為各評價因素特征向量值之和, i為i ?21,3052 01351 30,40評價因素。 01285 42 > 40 n 14 01095脊部 ( )( )3S = R×C 上部104 1坡位i i ? i = 1中部0185 88式中, S為i評價單元適宜性的總評價, R為第i評 下部i 43 0141谷地12 0112價因素的權重, C為不同因子根據實

21、際調查對大熊i0109 9貓的影響進行的重要性賦值, i為評價因素。3 大相嶺山系大熊貓生境適宜性評價野外調查 ,大 相 嶺 山 系 有5718%的大熊貓活動在< 20? 以下的地區(qū) , 僅有 5 % 的大熊貓活動在坡度 >311 影響大熊貓生境的景觀因子 40? 以上的地區(qū) 。根據大熊貓在不同坡度活動的頻 31111 海拔 地形高度是影響大熊貓覓食和遷移的 1 ,4 ,10率和前人研究結果 ,將大熊貓野外調查中的 主要因子。根據野外調查發(fā)現, 大相嶺山系大熊貓地形坡度分為 4 級 , 即 0,20? 、20?,30? 、30?,40? 和 主要活動在海拔 2 000,2 800

22、m , 植被以落葉闊 葉> 40? 。林 、針闊混交林和針葉林為主 。在不同的海拔發(fā) 現31114 坡位 在野外調查過程中, 坡位也是影響大大熊貓痕跡的頻率不同, 從一個側面反映了地形熊貓選擇棲息地的主要因子。利用 Topo grap hic Po2高度對大熊貓的影響 , 也反映了高度變化對大熊貓( ) sitio n Index TP Iv. 1101軟件對大相嶺山系的坡景觀連接度水平的影響 。由此可以認為, 發(fā)現大熊位以 30個像元為一個單位進行分析, 產生坡位圖 , 貓痕跡頻率高的地區(qū)為大熊貓最喜愛的地方, 即最根據樣方表統(tǒng)計大熊貓在不同坡位活動情況, 進行 適合大熊貓生存的棲息地

23、,賦予生境適宜度為1 , 依適宜性賦值。 ()此可得出不同海拔段大熊貓的生境適宜值表 1 。31112 食物 大熊貓每天花費2/ 3的時間取食 , 有表 2大相嶺地區(qū)人為活動的影響范圍 10 Ta b. 2 Aff ecting area of human activities in Daxiangling Mounta ins 2次長時間休息,較少到無竹地區(qū)活動。因此,國家級 縣鄉(xiāng)級林落級 適宜性()()()對無竹地區(qū)適宜性賦值為0。在大相嶺山系有竹子公路 m 公路 m 公路 m7種,本次調查發(fā)現,大熊貓食用的主要有八月竹19-00,400 ,200 ,100 00- 017 4002001

24、00,800,400,200( ) ( Chi monobam bus neopu rpu rea和 冷箭 竹B ashania- 015 800,1200400,600200,300) f aberi2種 。八月竹分布海拔在2 000,2 400 m ,大 - 013 1200,1600600,800300,400熊貓春、秋、冬三季在此活動;冷箭竹分布在海拔1600,2000 800,1000 400,500 -0112 400,3 200 m ,是大熊貓夏季的主要取食地; 在冬季312 人為干擾(大熊貓偶爾也采食分布在2 000 m以下的金竹Phyl2( )由于大相嶺地區(qū)經濟條件落后, 人

25、們生活水平) lost achys ni gra和桂竹P. bam busoi des。根據大熊貓低 , 大力發(fā)展水電工程和開鑿礦山 , 對大熊貓的棲息 對不同竹子種類的取食頻次進行適宜性賦值 。地造成一定的影響, 減少了大熊貓棲息地范圍。在 31113 坡度 大熊貓行動遲緩 , 對坡度反映十分敏模型中主要考慮了公路對大熊貓棲息地的影響。將感。隨著坡度的增加, 大熊貓行動越來越困難。據表 4 影響大熊貓棲息地的因子特征值 () 公路分為 3 級 國家級 、縣鄉(xiāng)級和村落級 , 調查人員 Ta b. 4 Eigenval ue of factors aff ecting ha bitat of A

26、 .mel a noleuca 垂直公路步行 , 聽 不 見 路 上 的 車 輛 聲 為 零 干 擾 ,用變 異 累計變異 因子 特征值 ( )( )% % GPS記錄距離確定公路的影響范圍。21915 1194 1194 16161海拔21151 111948 281142 4結果與分析 2 山體部位11903 101571 381712 3坡形11381 71670 461383 111方法 ?評價 4坡向11286 71147 531530 5坡度大熊貓在大相嶺的適宜生境零散的分布在不適11216 61756 601286 6植被類型宜和不太適宜生境之間, 增加了大熊貓在適宜生境 111

27、92 61623 661909 7森林起源之間移動的距離。中等適宜生境分布相對集中, 生 11071 51042 721857 8喬木高度01820 41555 771412 9郁閉度境斑塊間距離較近, 但相對整個地區(qū)面積較小 。從 01752 41178 811591 10灌木層高度表 3可見 , 方法 ? 將大熊貓棲息地劃分為 6個等級 , 01620 31446 851037 11竹子種類每個級別按照等距劃分。其 中適宜面積為881419 12 竹子蓋度 2 01497 21759 911178 13竹子高度 ) ( km,占總面積的2101 % 包括最適宜 , 適宜 ; 不適 0147

28、5 21638 931816 14 人為干擾 2 ( ) 宜面積為 1 552132 km 包括無竹地區(qū) , 占總面積 01409 21272 961088 15 基底狀況 2 的68148 % 。中等適宜面積為94162 km, 占總面積 01280 11558 971646 16倒木密度01229 11270 981916 17 水源的 4117 % 。因此 , 從方法 ? 得出 , 分布在大相嶺山 01195 11084 1001000 18 樹樁密度系的大熊貓生境中 , 適宜生境面積小 , 間隔距離遠 ;中等適宜面積相對集中, 但面積較少 ; 應加強大相嶺表 5大相嶺北坡大熊貓棲息地適

29、宜性評價山系的大熊貓生境保護。Ta b. 5Ha bitat suita bil ity a ssessment f or A . mel a noleuca in Daxian2gl ing Mounta ins表 3大相嶺北坡大熊貓棲息地適宜性評價適宜水平生境適宜所占單元面 積 占總面積 Ta b. 3 Ha bitat suita bil ity assessment f or A . mel a noleuca in Daxian2分級 性評價 個數 2( )( )km %gl ing Mounta ins0 1605179 1444166 173 63適宜水平 生境適宜 所占單元 不

30、適宜 面 積 占總面積 2 分級 性評價 個數 1)( )( )km %勉強適宜 28184 1127 32058011,013 )2623103 27149中等適宜 692260 132 148 1552680 1724821 013,015不適宜 1)189189 170127 7151 15,017適宜 0 不太適宜 443946 399155 171640,011)2) ) 174164 717注 :1包括 013,2包括 015 。 勉強適宜 194046011,013 )3105129 94162 4117中等適宜 013,015 )4 出 4 個等級 , 其中缺少最適宜等級和不太

31、適宜等級。 適宜 最適 229 0121 0101 015,017 2 45146 505152 017,1 宜 其中適宜面積為 170127 km, 占總面積的 7151 % , ) ) ) )注:1 包括011,2 包括 013,3包括 015,4包括 017 。 分布比較零散 ,只有較少的適宜斑塊集中分布, 增加了大熊貓對其利用的難度;不適宜面積為 1 444166 412方法 ? 評價2 km, 占總面積的 63173 % , 將大相嶺山系的大熊貓41211 主成分分析在大相嶺山系影響大熊貓棲息生境從中間分割, 不利于種群之間的基因交流; 中等 地的 因 子 貢 獻 率比較均勻,當累計

32、貢獻率達到時(適宜生境分布面積較大, 有 15個因子對大熊貓的生境起作用27149 % 。因此 , 從方法 ? 可得出 ,占整個大相嶺地區(qū)的>95%表中等適宜面積較) 4 。其中海拔、坡位 、坡度、竹子種類和人為干擾等大 ; 適宜生境零散的分布在中等適宜生境之間 ; 對大 因素的適宜性賦值同方法 ?; 根據對野外大熊貓在生境內出現的頻次得出在大相 嶺 山 系 大 熊 貓 對 坡 熊貓生境質量的評價結果比方法?的評價結果樂觀 。 向 、植被類型和森林起源等因素的選擇沒有顯著性差異 , 因此其適宜性賦值為1 ;由于森林資源資料不5 結 論 夠詳盡 , 只考慮海拔 、坡位 、坡度、坡向 、植被

33、類型、森林起源、竹子種類和人類干擾8個因子 , 累計貢獻率景觀因素賦值法和主成分分析法等 2種方法都能夠對生境進行評價。從評價結果可以看出景觀因為 62134 % ?；旧夏軌蚍从硹⒌氐馁|量。素賦值法能夠評價出6個等級 , 而主成分分析法只41212 空間分析表 5可看出 ,由于森林資源的資 料不夠詳盡 , 方法 ? 只能夠對大熊貓棲息地劃分能評價出 4個等級 。主成分分析法依靠大量的野外()J.生態(tài)學報, 23 11: 2424,2435 .資料,但由于對當地森林資料掌握不夠詳盡, 使影響8鄭師章,吳千紅 . l994 .普通生態(tài)學:原理 、方法和應用 M . 因子對棲息地的累計貢獻率只達

34、到了 62134 % , 未 上海 : 復旦大學出版社 , 51,62 .9 胡 杰,屈植彪 . 2000 .黃龍大熊貓對華西箭竹選擇與利用達到預期的95%,只能基本地對棲息地進行質量評( )的研究J .動物學研究,211:48,52 .價,評價出4個等級。景觀因素賦值法中考慮的影10 胡錦矗,夏 勒 .1985 .臥龍的大熊貓M .成都:四川人民出版社, 78,86 .響因子比較少,增加了影響因子在棲息地評價中的11胡錦矗 . 2001 .大熊貓研究M .上海:上?？萍冀逃霭姹戎?有一個因子的適宜性為不適宜或不太適宜時,社,120,131 .12常禹,整個評價值為 0報 , 15 1: 1

35、5,20 .文石,高鄭生,希仁倉 ,胡遠滿 ,等 . 2004 .長白山森林景觀邊界動就導致、不太適宜或勉強適宜。而 ( )態(tài)變化研究 J .應用生態(tài)學在主成分分析法中, 當累積貢獻率達到95 % 時 ,有 13潘呂 植 ,等. 1988 .秦嶺大熊貓的自然庇護所M .北京:北京大學出版社, 52,72 . 15個因子對棲息地的評價起作用,降低了每個因子14 顏忠誠,陳永林 . 1998 .動物的生境選擇J .生態(tài)學雜志,在整體棲息地評價中的比重, 當一種因子的適宜性( ) 17 2: 43,49 .15 魏輔文 , 馮祚建 , 王祖望 . 1999 . 相嶺山系大熊貓和小熊貓對 為不適宜或不太適宜時 , 對整個地區(qū)的評價結果作 ( ) 生境的選擇 J . 動物學報 , 451: 57,63 .16 用不大 , 使得在評價結果中 , 中等適宜和適宜等級的 魏 輔 文 , 胡 錦矗.1993. 大熊貓種群生存力初步分析A.見 : 成都動物園 、成都大熊貓繁育研究基地 . 成都國際大熊貓 面積比較大 。