基于Maxent模型的冬虫夏草中国潜在适生区预测

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是分布在青藏高原高寒地区稀缺的可再生生物资源,是我国传统名贵中药材,具有很高的药用价值和经济价值。目前对冬虫夏草的潜在适生区研究较少,对虫草资源的空间分布格局尚不清晰。明确冬虫夏草在我国的地理分布,对其保护及有效利用具有重要意义。研究共收集了175个分布点及24个环境因子数据,最终筛选出12个环境变量数据参与模型训练,利用Maxent模型预测冬虫夏草中国潜在适生区,通过ROC曲线分析模型预测效果,结合贡献率、置换重要值和刀切法检验分析环境变量对冬虫夏草分布的影响。结果显示:我国虫草主要分布于西藏、青海、甘肃、四川和云南五省,适生区总面积(高适宜分布区与中适宜分布区)为8.82927×10^(5)km^(2)。ROC评价结果显示,Maxent模型训练数据的AUC值高达0.959,表明预测结果准确度极高。对环境变量进行分析,影响冬虫夏草地理分布的主要环境因子是海拔,最暖季度平均温度,最暖季度降水量。本研究明确了冬虫夏草在我国的潜在适生分布区,为虫草的资源明确及生境保护提供了理论依据。

基于MaxEnt模型的天峻县放牧家畜生境适宜区估计

天峻县是青海省海西州唯一的纯牧业县,预估放牧家畜在天峻县的生境适宜区,对合理放牧和保护大型野生草食动物栖息地具有重要意义。利用MaxEnt模型和地理空间分析技术,结合放牧家畜分布数据和主要环境数据,预测了天峻县放牧家畜(牦牛、绵羊、马)适宜区分布及其生态特征。结果表明,距居民点的距离和距道路的距离两个变量对放牧家畜生境适宜区分布影响最为显著;天峻县牦牛的适宜区面积18857.22 km^(2),占天峻县总面积的79.89%,主要分布在苏里乡、龙门乡、木里镇;绵羊的适宜区面积18908.73 km^(2),占天峻县总面积的80.11%,主要分布在苏里乡、龙门乡、木里镇、舟群乡、阳康乡;马的适宜区面积13690.18 km^(2),占天峻县总面积的58.00%,主要分布在龙门乡、舟群乡、木里镇。

基于MAXENT模型的唐家河自然保护区大熊猫生境适宜性评价

基于MAXENT模型,依据保护区已知的大熊猫分布点信息和保护区影响大熊猫生境的12个环境要素,对唐家河国家级自然保护区大熊猫生境进行了适宜性评价和预测.结果表明大熊猫偏好在远离人类活动干扰、海拔2 000~2 500 m、靠近河流的针叶林和针阔混交林中活动;保护区最适宜、较适宜和不适应生境面积分别为56、148、196 km^2,分别占保护区总面积的14%、37%、50%.为更好地保护大熊猫,必须加强大熊猫适宜生境的保护;控制人为干扰,以提高大熊猫生境的连通性和适宜性.

近30年黑河流域草地变化分析及分布格局预测

草地是人类生存的基本资源和条件,在全球变化、全球循环和生态系统功能等方面起着非常关键的作用。本文基于GIS技术和1986、2000和2011年黑河流域草地分布数据,采用转移矩阵、草地动态变化度、空间动态度和CA-Markov模型等方法,分析了黑河流域近30年的草地变化,并对其未来分布格局做出预测。结果表明,(1)黑河流域1986年草地面积为32997.71km^2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为4290.02、6371.80和22335.89km^2;2000年草地面积为23939.46km^2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5508.78、5540.01和12890.67km^2;2011年草地面积为24272.50km^2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5561.31、5715.01和12996.18km^2,近30年间黑河流域草地面积呈现先减后增的趋势。(2)1986-2000年期间,黑河流域草地面积大幅减少,且退化严重,高覆被草地主要向中低覆被草地转换,中覆被草地主要向低覆被草地转换,低覆被草地主要向未利用地转换。(3)2000-2011年期间,黑河流域草地面积小幅增加,各类型草地转化面积较少,保持小幅缓慢上升趋势。(4)在现行趋势下,预测2022年黑河流域草地面积为24449.58km^2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5560.28、5657.65和13231.65km^2,与2011年相比呈增加趋势,但下游地区草地面积和覆盖度依然较低。

2000-2020年青藏高原土地利用时空动态变化研究

土地利用/覆盖变化是反映区域生态环境是否健康的重要指标之一。本研究以青藏高原为例,基于2000-2020年的GlobeLand30数据集,使用土地利用转移矩阵及动态度等方法揭示了区域土地利用/覆盖的空间分布格局的动态变化。研究表明:(1)青藏高原区域内草地分布最广,其次是裸地、林地,2000年分别为59.52%、23.61%和9.05%;2010年依次为57.87%、24.59%和8.99%;2020年则为54.67%、26.67%和9.19%。(2)2000-2020年,湿地、水体、人造地表、裸地及冰川和永久性积雪的分布面积增加,其中湿地、水体和冰川的增长比例依次约为36.18%、24.79%、32.07%;人造地表与裸地的增长比例为242.86%、12.97%;而草地的面积呈下降趋势,下降百分比为8.15%。(3)土地覆盖类型中人造地表的动态度属于快速变化型,其余类型都属于极缓慢变化型。(4)2000-2020年间,耕地主要转换成草地(742.31 km^(2))、林地(374.92 km^(2))和人造地表(636.85 km^(2));灌木地约6128.03 km^(2)转换成了草地,1128.74 km^(2)转换成了林地。表明生态保护政策的实施对青藏高原草地和林地的恢复具有明显的推动作用。该研究对生态修复和促进区域的可持续发展具有重要意义。

祁连山国家公园青海片区雪豹栖息地适宜性评价

雪豹是全球生物多样性保护的旗舰物种,精准评估雪豹栖息地质量可为其种群保护提供科学参考。本文选取地形、气候、植被类型和人为干扰等环境因子,采用景观连接度和MaxEnt模型两种方法,对祁连山国家公园青海片区雪豹栖息地质量进行评价。结果表明:高适宜栖息地主要分布在研究区的西部和中部,适宜面积占青海片区总面积的71.8%~77.5%,两种方法预测的适宜栖息地重叠区为8979.1 km^(2),占青海片区总面积的56.7%;39.8%~43.3%的适宜栖息地分布在一般控制区,56.7%~60.2%的适宜栖息地分布在核心保护区;疏勒河源区适宜栖息地面积最多,石羊河源区适宜栖息地面积最少,黑河源区适宜栖息地面积占比最高,约为77.1%~91.8%。适宜栖息地面积整体呈现自东向西递增的趋势。一般控制区分布有较大面积的雪豹栖息地,人类活动将是一般控制区雪豹栖息地的潜在威胁。本研究对优化雪豹就地保护措施提供科学借鉴与参考。

高寒草甸群落结构对不同氮素添加的响应分析

为研究全球气候背景下氮沉降对高寒草甸物种组成、种内-种间关系,以及群落结构的影响,在青藏高原研究区开展不同氮素添加水平下的控制实验.设置对照(CK,0 g·m^(-2))、低氮(L-N,5 g·m^(-2))、中氮(M-N,10 g·m^(-2))和高氮(H-N,15 g·m^(-2))4个氮素添加水平,探讨不同氮素添加水平下群落物种空间分布格局和物种多样性的关系.结果表明:随着氮素添加水平的增加,垂穗披碱草聚集程度出现逐渐增强的趋势,条叶银莲花聚集程度出现逐渐减少的趋势,垂穗披碱草的正相互作用逐渐增强,条叶银莲花的负相互作用逐渐增强.

基于生态位模型的白水江自然保护区保护效益评价研究

以甘肃白水江国家级自然保护区为研究区,选择大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、金丝猴(Pygathrix roxellanae)和羚牛(Budorcas taxicolor)三种重点保护动物为研究对象,通过系统收集相关物种种群数量和分布信息,基于生态位模型,模拟分析主要保护对象的栖息地适宜区分布,进而通过各物种适宜区的空间配置与保护区功能区划叠置分析,对它们竞争与协同关系进行分析,进而对白水江保护区保护效益进行评价.研究表明:大熊猫适宜生境的面积为209.9 km^(2),较适宜生境面积为545.4 km^(2);金丝猴适宜生境的面积为249.1 km^(2),较适宜生境面积为744.0 km^(2);羚牛适宜生境的面积为160.9 km^(2);较适宜生境面积为778.5 km^(2).保护区区划总体合理,核心区有效保护了89.8%~92.4%适宜栖息地和68.1%~83.5%较适宜栖息地,70%的缓冲区面积和22.9%左右的实验区面积为潜在栖息地.建议对保护区边界和功能区划微调.

白水江国家级自然保护区未来气候变化分析

以白水江国家级自然保护区为研究对象,基于GIS空间分析以及地理统计方法,利用11个全球气候模式,在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5四种排放情景下预估研究区21世纪中叶和末期气温和降水,采用多模式集合平均探讨研究区的气候变化.结果表明,相比当前(1950-2000年)年均气温和年均降水,在约2050年,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下平均气温增加量分别为1.78、2.11、1.82和2.71℃,降水量分别增长4.58%、5.70%、0.80%和3.75%;到2070年,4种情景下平均气温增加量分别为1.76、2.56、2.60和3.95℃,降水量分别增长6.56%、7.88%、2.57%和7.55%.在2050年和2070年,无论哪种典型浓度路径,研究区的气温和降水都将增加.

祁连山中部不同植被类型土壤生态化学计量特征研究

为揭示祁连山中部天涝池流域不同植被类型对土壤碳、氮、磷生态化学计量特征的影响,以天涝池流域青海云杉、祁连圆柏、亚高山灌丛和干草原4种植被土壤为研究对象,探究土壤w(有机碳)、w(全氮)、w(全磷)及其生态化学计量特征.结果表明, 4种植被w(有机碳)、w(全氮)、w(全磷)均随土层深度增加而减小. 0~50 cm土壤中, w(有机碳)表现为青海云杉>祁连圆柏>亚高山灌丛>干草原;w(全氮)表现为青海云杉>亚高山灌丛>祁连圆柏>干草原;w(全磷)表现为亚高山灌丛>祁连圆柏>青海云杉>干草原;土壤w(C)∶w(N)表现为青海云杉>祁连圆柏>亚高山灌丛>干草原.土壤w(C)∶w(P)和w(N)∶w(P)受植被类型的影响,表现为青海云杉>祁连圆柏>亚高山灌丛>干草原.亚高山灌丛、干草原和祁连圆柏土壤均w(N)∶w(P)<10,受N限制,青海云杉土壤w (N)∶w (P)=10~20,受N和P共同限制;土壤碳、氮、磷之间相互影响,土壤有机碳和全氮的变化规律一致,土壤w(C)∶w(P)和w(N)∶w(P)随着土壤w(含水)和土壤w(砂粒)升高呈上升趋势,随容重增大呈下降趋势.

祁连山天涝池流域不同覆被和人类干扰下亚高山草地蒸散发研究

2017年利用Lysimeter蒸散仪对不同覆被和人类干扰下祁连山亚高山草地实际蒸散发进行观测.结果表明,日尺度上蒸发量,水面最大,平均为5.71 mm/d,裸土最小,为2.75 mm/d.3种不同覆被条件下(自然状态、垂穗披碱草群落和水面)的蒸发差距不大.模拟人类干扰下(重度放牧、中度放牧、轻度放牧和自然状态),中度放牧日蒸散发量最大,平均为5.10 mm/d,其次为自然状态下的,平均为4.41 mm/d,轻度和重度放牧的相互交替,4种情况下日蒸散发量差距不大.小时尺度上蒸散发量,自然状态较大,中度放牧下变化较大,轻度和重度放牧下较小.自然条件下,小时蒸散发量与空气温度和净辐射呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系,与风速无显著性关系.

黑河上游亚高山草地小时尺度蒸散发研究

选择黑河上游天涝池小流域为研究区,亚高山草地为研究对象,利用涡度系统计算2014-2016年小时尺度蒸散发量,选择Penman、FAO Penman-Monteith、FAO Penman、Priestley-Taylor模型模拟研究区亚高山草地小时尺度蒸散发量.结果表明,除Priestley-Taylor模型,其他3个模型模拟结果与涡度计算结果相关关系较好,但是模拟结果偏大,修正后的模型模拟结果较好,可以用来模拟研究区小时尺度蒸散发量.根据Priestley-Taylor模型,修正FAO Penman-Monteith模型,模拟结果与Priestley-Taylor模型相似,模拟结果不好.利用2014年涡度计算小时尺度蒸散发量与净辐射、风速、空气温度、相对湿度和大气压强做Person相关分析,与其都呈极显著相关关系,利用2015和2016年涡度计算小时尺度蒸散发量验证经验公式,结果较好.

成兰铁路建设前期敏感区域环境噪声背景值及大中型兽类初步调查

为了揭示成兰铁路建设前后铁路周边敏感区域噪声值的变化,以及对该区域内大熊猫生态习性及其栖息地影响的过程与机制,探讨铁路建设对大熊猫及其栖息地的影响和保护管理措施,我们于2013年11-12月对成兰铁路穿越千佛山和宝顶沟两个自然保护区的路段开展施工前期噪声背景值测量与同域分布大中型兽类调查.结果发现:1、两个自然保护区各有近75%样线区域噪声值大小与距离铁路规划线的远近无相关性;2、两个保护区在距铁路规划线的不同距离上的噪声值都出现了差异,其中除了距离200 m和500 m处的噪声差异不显著以外,其余均呈显著差异;3、铁路规划线所穿越的千佛山自然保护区内的同域大中型兽类种类和数量显著多于宝顶沟自然保护区.最后,为更好地保护大熊猫种群及其栖息地,就所得结果进行讨论并提出保护管理建议.

蜂桶寨自然保护区大熊猫生境适宜性评价与保护管理对策

对濒危野生动物而言,开展生境质量评价是完善就地保护措施、提高自然保护成效的基础。蜂桶寨自然保护区位于邛崃山系中段,是大熊猫模式标本的采集地。而此前有关该保护区大熊猫生境的研究主要集中在生境的选择上,生境适宜性评价方面的研究尚未开展。本文以海拔、坡度、植被类型、食物来源等4个生态因子为指标,通过构建景观连接度模型对保护区内大熊猫生境适宜性进行评价。结果表明,保护区内大熊猫不适宜生境面积、较适宜生境面积及最适宜生境面积分别为223.26、133.67和33.46 km2,分别占保护区总面积的57%、34%和9%。从空间分布来看,最适宜生境和较适宜生境在保护区内的分布较为破碎分散,大熊猫活动痕迹点更多地集中在生境适宜程度较高的区域。为加强该区大熊猫种群的科学保护,应控制敏感区域的人为活动,确保保护区内大熊猫个体在不同生境斑块之间迁移扩散。日常保护管理工作中应重点关注与黄水河自然保护区相连区域,并可适度扩大蜂桶寨自然保护区的管护范围。

祁连山中段植被群落的时空格局变化

充分了解植被群落时空格局分布特征是开展生态环境恢复工作的前提。选择祁连山中段寺大隆林场为研究区,对1976、1991、2001、2016年的LANDSAT影像进行地物分类,并利用3种景观指数对植被群落生境破碎化程度进行分析,同时运用CA-Markov模型对植被2031年的分布情况作出预测。结果表明：人为因素是导致植被群落变化的主要原因;1976—2016年,祁连山中段寺大隆林场植被群落的分布面积发生了巨大的变化,乔木和草地分布面积分别减少了91 km^2和169 km^2;1976—2001年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积（MPA）分别减少了1.22 km^2、0.14 km^2和0.16 km^2,聚合指数（AI）分别减少了2.79、0.03和8.77,平均分维数（Fd）分别增加了0.013、0.001和0.005,植被群落生境破碎化严重;2001—2016年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积（MNA）分别增加了0 km^2、0.13 km^2和0.02 km^2,聚合指数（AI）分别增加了2.38、0.21和6.55,平均分维数（Fd）分别减小了0.005、0.002和0.002,植被生境得到修复;在现行趋势下,预测2031年乔木面积为409 km^2,灌木面积为486 km^2,草地面积为550 km^2,在面积分布上基本与1976年水平相当,植被生境恢复效果显著。