白颈长尾雉空间生态学研究 ——栖息地、分布、密度与集合种群

论文摘要

19992003年，在浙江省开化县境内调查了白颈长尾雉栖息地斑块及斑块内该雉的分布情况。研究白颈长尾雉栖息地丧失与片段化，以及斑块特征与种群分布、相对密度的关系。在此基础上，引入集合种群理论构建分析开化县白颈长尾雉集合种群，提出种群在斑块间的平均扩散距离估算方法，研究白颈长尾雉保护对策。主要的研究结果如下：1．利用遥感与地理信息系统技术，从开化县的TM遥感数据中识别1986年及2000年分别有284个和151个自颈长尾雉栖息地斑块。14年间该雉的栖息地面积丧失13309.74ha，平均邻近距离从416.18m增加到673.93m，片段化程度也相应加剧。由于很多小栖息地斑块的丧失及局部的封山育林，使得2000年的平均栖息地斑块面积218.32ha要比1986年大56.21ha。层次网络分析表明，1986年栖息地斑块网络结构中各层次间与各类簇内部斑块间的联系都比2000年紧密。2．以羽迹法实地调查开化县内151个栖息地斑块的占有情况，其中52个为白颈长尾雉占有。选取栖息地斑块的面积、形状指数、邻近距离、邻近指数、高程、坡度、坡向、植被指数、离最近公路距离、离最近居民点距离、离最近河流距离等11种景观参数，并分析它们对斑块占有的影响。t检验分析表明斑块的面积、形状指数、邻近距离、植被指数等四个特征对白颈长尾雉的栖息地斑块占有有极显著的影响。前向逐步选择的多元二值逻辑斯蒂回归分析得到白颈长尾雉栖息地斑块占有回归模型：其中P（yi=1）斑块i内有白颈长尾雉出现的概率，HAi、PRi和VIi分别是斑块i的面积、邻近指数和植被指数。3．在古田山自然保护区及周边，对27个栖息地斑块内的植被与景观特征以及白颈长尾雉的羽迹密度进行了调查。为减少数据冗余将总盖度、乔木层盖度、灌木层盖度、乔木层高度、灌木层高度、植被类型等6个栖息地斑块内的植被特征进行主成分分析，得到反映生态外貌特征的PC1和反映灌木层特征PC2。PC1与PC2连同斑块面积、海拔、坡度、连接度、干扰度、相对保护区位置等栖息地斑块特征被用于白颈长尾雉斑块占有影响分析，以及可预测模型的建立。t验与χ2检验表明只有斑块面积显著影响斑块占有。采用逐步降元的多元线性回归分析建立模型：Di=0.852+0.078PAi-0.137PIi-0.006PDi其中：Di为预测栖息地斑块i内局部种群的相对密度，PAi为斑块i的面积，PIi为斑块i的连接度，PDi为斑块i内的干扰度。4．以估计的参数u=0.04、x=2、α=1、b=0.5及y=2，构建开化县白颈长尾雉概率函数集合种群模型。该模型预测开化县境内的白颈长尾雉种群可以长期续存，未来100年里平均的斑块占有率为18.0％。参数α、b及y敏感性分析结果表明：反映种群在斑块间的平均扩散距离的α参数对整个集合种群续存影响最大，当α=0.67时，开化县未来100年里平均的斑块占有率从18.0％扩大到34.0％。分析两种斑块间邻近距离对模型预测的影响表明斑块间边界邻近距离替代重心点间邻近距离对提高斑块占有率不显著。区域随机的引入，使集合种群的续存能力降低。当加入五十年一遇区域随机后，开化县未来100年里平均的斑块占有率从18.0％减少到8.0％。5．基于集合种群原理，通过空间等级层次聚类分析，搜寻已占有斑块与其它斑块相隔最远的距离确定种群在栖息地斑块系统内最长扩散距离，搜寻一个所有斑块都未灭绝的斑块族群，这一族群内斑块间最大的隔离距离确定为种群经常扩散距离，最长扩散距离与经常扩散距离的中间值即为种群的平均扩散距离。该斑块间扩散距离估算模型利用GIS控件实现了软件化，并通过实例集合种群的应用对比实际斑块间平均扩散距离，验证了该模型实用性，同时也说明了其局限性。6．选择四种较典型类型的白颈长尾雉栖息地斑块系统，在现状基础上设置斑块面积丧失50％与恢复20％、斑块间的隔离距离增加50％与缩短20％四种栖息地斑块变化情景，并分析各斑块系统内集合种群的生存能力。依据分析结果提出白颈长尾雉的保护原则：①应以整体区域复杂栖息地斑块系统的全局保护优先，②局部区域栖息地斑块系统内应以恢复栖息地面积优先。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 插图索引
• 列表索引
• 第1章 前言
• 1.1 栖息地片段化与空间生态学
• 1.2 白颈长尾雉栖息地片段化研究现状
• 1.3 白颈长尾雉空间生态学研究及其意义
• 第2章 研究区域与研究物种概况
• 2.1 研究区域自然概况
• 2.2 研究物种概述
• 第3章 白颈长尾雉的栖息地研究
• 3.1 前言
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 栖息地斑块提取
• 3.2.2 栖息地斑块的景观指数分析
• 3.2.3 栖息地斑块的层次网络结构分析
• 3.3 结果
• 3.3.1 栖息地斑块系统及其景观指数
• 3.3.2 栖息地斑块的层次网络结构
• 3.4 讨论
• 3.4.1 栖息地丧失与片段化
• 3.4.2 开化县白颈长尾雉栖息地丧失与片段化原因
• 3.4.3 3S技术与栖息地研究
• 第4章 白颈长尾雉分布与生境斑块特征的关系
• 4.1 前言
• 4.2 研究方法
• 4.2.1 确定栖息地斑块系统及景观参数
• 4.2.2 白颈长尾雉分布野外调查
• 4.2.3 数据分析
• 4.3 结果
• 4.3.1 斑块特征间相关性
• 4.3.2 斑块特征影响斑块占有
• 4.3.3 斑块占有回归模型
• 4.4 讨论
• 4.4.1 面积效应
• 4.4.2 隔离效应
• 4.4.3 植被因素
• 4.4.4 其它因素
• 第5章 栖息地特征对白颈长尾雉相对种群密度的影响
• 5.1 前言
• 5.2 研究区域与研究方法
• 5.2.1 研究区概况
• 5.2.2 栖息地斑块划分
• 5.2.3 斑块内种群相对大小测定
• 5.2.4 景观连接度与干扰度指标
• 5.2.5 数据计算与分析
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 斑块总体特征
• 5.3.2 植被特征的主成分分析
• 5.3.3 斑块占有主要的影响因子
• 5.3.4 相对种群密度回归模型
• 5.4 讨论
• 第6章 白颈长尾雉集合种群研究
• 6.1 前言
• 6.2 研究方法
• 6.2.1 集合种群模型
• 6.2.2 模型基础数据准备与分析
• 6.3 结果
• 6.3.1 集合种群标准模型分析
• 6.3.2 a参数敏感性分析
• 6.3.3 b参数敏感性分析
• 6.3.4 y参数敏感性分析
• 6.3.5 两种斑块间邻近距离的影响分析
• 6.3.6 区域随机分析
• 6.4 讨论
• 6.4.1 IFM集合种群模型
• 6.4.2 加强斑块间扩散研究
• 6.4.3 区域随机影响
• 第7章 基于集合种群的斑块间扩散距离研究
• 7.1 前言
• 7.2 研究材料与方法
• 7.2.1 应用软件平台
• 7.2.2 数据来源
• 7.2.3 技术原理与方法
• 7.3 结果与分析
• 7.3.1 软件程序及其界面
• 7.3.2 程序计算结果
• 7.4 讨论
• 第8章 白颈长尾雉保护研究
• 8.1 前言
• 8.2 研究材料与方法
• 8.2.1 数据来源
• 8.2.2 研究方法
• 8.3 结果与分析
• 8.4 讨论
• 参考文献
• 致谢