中国鼠疫宿主鼠类丰富度格局及疫区环境因子分析

鼠疫等媒介疾病地理分布规律的认识对于疫病防控具有重要意义,分析影响疾病地理分布的因素进而预测疾病发生趋势已经成为目前研究的热点。本文在分析鼠间鼠疫及其宿主鼠类地理分布数据以及相关环境数据的基础上,探讨了鼠疫宿主丰富度与环境因子的关系以及影响鼠间鼠疫发生的主要环境因素。我国的鼠疫宿主鼠类在干旱区和季风区过渡带的县级行政单元中物种丰富度最高,物种丰富度与高度差正相关性最高。发生鼠间鼠疫的地区,宿主鼠类丰富度较高,未发生鼠间鼠疫的地区,宿主鼠类丰富度较低。影响鼠间鼠疫发生的主要环境因子包括蚤类物种数、年均气温、年降雨量、年均相对湿度和年日照时数和气候因子,其次是包括高度差、植被类型数、土壤类型数和地貌类型数的景观因子,以及反映海拔和宿主鼠类物种数的地形和宿主鼠类因子。在未来全国气候变干变暖条件下,我国鼠间鼠疫发病区可能随宿主鼠类的迁移而扩展。

基于中国植被图的西南地区主要乔木物种丰富度格局

以中国西南地区(云南、四川、重庆、贵州)为研究区,基于《1∶100万中国植被图》113种乔木分布数据,结合ArcGIS和37个环境变量,筛选各乔木主导环境变量,构建最大熵分布预测模型,进而拟合得到西南地区乔木物种丰富度的空间分布图,并结合未来气候情景预测西南地区乔木物种丰富度变化趋势.结果表明:(1)西南地区乔木物种丰富度整体格局呈现北高南低的分布特点,丰富度热点地区主要分布于25.0°N—30.0°N与100.0°E—105.0°E范围内,即横断山脉地区,其次在滇南与滇东南区域同样具有较高的物种丰富度;丰富度低值区域为川西北以东区域、四川盆地中丘浅区、云贵高原腹地.(2)未来气候情景下,乔木物种丰富度变化整体呈现递减趋势,丰富度高值分布区域下降趋势明显,仅有滇西北、三江流域与贵渝交界之处以南的物种丰富度略有增高.(3)西南地区乔木物种丰富度分布格局受温度和降水的共同影响,最湿季均温与年降水量是决定西南地区乔木物种当前分布格局的主导环境因子.

中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学和生物地理学的中心议题之一。本文利用中国陆栖哺乳动物分布数据,结合高分辨率的气候、地形、植被等环境信息,探讨了中国陆栖哺乳动物及主要类群的物种丰富度格局及其影响因素。结果显示,中国陆栖哺乳动物物种丰富度具有显著的纬度梯度格局,总体上呈现出由低纬度向高纬度逐渐减少的趋势,并与宏观地形具有良好的对应关系;其中,亚热带、热带西部山区的物种丰富度最高,而东部平原地区、西北干旱区和青藏高原腹地则是丰富度的低值区。各主要类群的物种丰富度格局既有相似性,又存在差异。最优线性模型的分析结果显示,由归一化植被指数(NDVI)、生态系统类型数和气温年较差构成的回归模型对哺乳动物物种丰富度格局的解释率最高,其中NDVI对模型解释率的贡献最大,这表明中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理分异受多种环境因素的共同影响,其中植被生产力起主导作用。各主要类群的最优线性模型显示,影响物种丰富度格局的主要环境因子因类群而异,这可能反映了各类群进化历史及生理适应的差异。

大熊猫分布区珍稀濒危物种丰富度空间格局与热点区分析

分析物种丰富度格局和热点区是保护生物多样性的有效手段和途径。本文基于珍稀濒危物种名录信息,结合遥感影像、文献信息和专家经验,研究了大熊猫分布区内珍稀濒危物种及中国特有珍稀濒危物种的丰富度空间格局,确定了物种丰富度热点区,分析了大熊猫保护区对热点区保护的有效性。结果表明：大熊猫分布区内,与大熊猫同域分布的珍稀濒危物种有293种,包括哺乳动物109种、鸟类58种、爬行动物18种、两栖动物35种、高等植物73种;其中,IUCN极危物种11种、濒危物种48种、易危物种111种、近危物种74种,列入CITES附录Ⅱ2种,国家一级保护植物7种,国家二级保护植物36种;293种珍稀濒危物种中,133种为中国特有,19种为大熊猫分布区特有。大熊猫分布区中,岷山的文县和平武,邛崃山的汶川、宝兴和康定珍稀濒危物种丰富度最高,达到15~19种/km2,物种密集区呈块状或线状破碎化分布;秦岭山系、岷山山系和邛崃山系为中国特有珍稀濒危物种丰富度最高的集中分布区,丰富度为5~6种/km2;海拔1 400~1 600 m和1 800~2 000 m,分别为珍稀濒危物种和中国特有珍稀濒危物种丰富度最高的海拔区段,物种丰富度达186种和77种;800~2 800 m是珍稀濒危物种和中国特有珍稀濒危物种分布最密集的海拔范围,分别覆盖了88.4%的珍稀濒危物种和87.2%的中国特有珍稀濒危物种。大熊猫分布区有6个珍稀濒危物种丰富度热点区,占分布区总面积的10.5%,覆盖了分布区85%的珍稀濒危物种;中国特有珍稀濒危物种热点区,占分布区总面积的17.2%,覆盖了85%的中国特有珍稀濒危物种。大熊猫保护区,覆盖了27.6%的珍稀濒危物种热点区和21.4%的中国特有珍稀濒危物种热点区,保护了71.7%的珍稀濒危物种和70.7%的中国特有珍稀濒危物种。本研究结果可为提高大熊猫保护区的有效性和维护大熊猫种群的持续生存提供科学依据。

广东省山茶科物种丰富度水平地带性格局分析

通过分析广东省山茶科125种植物物种丰富度水平地带性格局,并对其进行环境解释,利用软件DMAP将广东省划分为72个0.5°×0.5°的经纬度网格,并将基于网格的物种丰富度表现出来,同时利用箱形图分析其水平分布格局。结果表明:广东省山茶科植物的分布中心位于粤北山区,表现出显著的经度(P=0.001 2)、纬度(P=0.004 9)地带性差异。对125种植物、72个网格和6个环境因子进行典范对应分析(CCA)表明:CCA排序轴第1轴主要代表温度的变化梯度,第2轴主要代表水分的变化梯度,说明水分、温度等因素共同影响山茶科植物在广东的生长和分布,其中年均最低温度是影响广东省山茶科植物丰富度水平地带性格局的最大因子。

中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属植物丰富度与各因子的关系基本支持了生产力假说、环境稳定性假说和生境异质性假说。但蔷薇属的物种丰富度格局并非完全由这些假说解释,历史环境、地形、土壤、人类活动等其他因子可能也有一定的影响作用。(4)水分因子的单独解释率占34.6%(R^(2);P<0.001),是影响蔷薇属物种丰富度格局的主导因子,这可能是由该类群的进化历史、生理适应等原因共同决定的。本研究可以为蔷薇属植物的分类、进化、以及野生资源的保护和开发利用提供参考。

中国鸟类物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

基于中国鸟类分布数据和增强型植被指数(EVI)、海拔、气温、降水等环境和地理因子数据,探讨中国鸟类及其主要类群的物种丰富度的地理格局及可能的影响因素。结果显示,中国鸟类物种丰富度存在着一定的随纬度增高物种丰富度降低的趋势,物种丰富度高值地区包括大兴安岭、小兴安岭、长江下游、武夷山、西双版纳、天山西部、喜马拉雅山东南麓至横断山脉等若干地区,而在青藏高原大部、长江以南部分地区等出现低值,但线性回归显示,纬度梯度不明显。相关性分析结果显示,与物种丰富度的Spearman相关性系数较高的环境因子有EVI、年均温、年平均降水等多种,说明环境因子对物种丰富度的地理格局存在复杂的共同作用机制。因子分析结果显示,这些环境因子可以分为能量、海拔变幅、气温稳定性、距最近大型水体的距离等4种主要因子。

黄土高原种子植物多样性分布格局与环境解释

物种丰富度的地理分布格局及成因一直是宏观生态学、生物地理学和保护生物学研究的核心问题。黄土高原是我国生态关键脆弱区,生物多样性保护面临严峻形势,了解该区域物种多样性格局与环境因子之间的关系对于生物多样性保护对策的制定具有重要意义。通过收集黄土高原自然保护区种子植物分布数据,结合气候、生境异质性和人为干扰等环境因子,探讨黄土高原种子植物丰富度格局及其主要环境解释。结果显示,黄土高原种子植物多样性由东南向西北逐渐递减,且山地自然保护区物种多样性更高。最优线性回归结果表明,降水因子、海拔范围、净初级生产力范围和人类足迹是决定黄土高原种子植物分布格局的重要因素;方差分解结果表明,气候、生境异质性和人为干扰能够解释黄土高原种子植物密度和丰富度52.0%~53.4%的变异,其中,气候和生境异质性的相对贡献远大于人类干扰的相对贡献。黄土高原自然保护区应建立在水热条件良好且人为干扰较少的山地,将有利于保护种子植物多样性。

安徽省繁殖鸟类分布格局和热点区分析

作者广泛收集了安徽省繁殖鸟类的分布资料,采用地理信息系统技术,通过生境适宜性分析,预测物种的分布范围,获得数字化的分布图。将安徽省划分为425个等面积栅格,以此作为基本地理单元,研究繁殖鸟类分布规律,并进行热点区分析。基于分布型物种数的地理单元聚类分析结果表明,安徽省鸟类地理分布区大致以大别山北缘-巢湖一线为界分为两大组,两组在区系成分上存在较大的区域分异;东洋型物种在整个安徽境内比例均占60%以上,同时呈现由北向南递增的格局。基于物种组成的相似性的地理单元聚类分析结果表明,安徽省繁殖鸟类地理分布单元也可以分成两组,与安徽省气候带的划分基本一致,进一步分析可以划分为7组,体现鸟类地理分布的区域分异与地形地貌等生态环境之间的密切联系。鸟类热点区分析表明,所有繁殖鸟类,以及列入《国家重点保护野生动物名录》和CITES附录I、II的繁殖鸟类物种丰富度高值区都集中在安徽省南部。由此可见,安徽省南部地区是鸟类多样性保护的重要区域。

新疆地区鸟类和哺乳动物丰富度与环境因子的空间格局与关系

干旱区生态系统极易受到气候及土地利用变化的影响,其生物多样性格局及其形成机制是重要的生态学问题。基于新疆地区鸟类及哺乳动物物种多样性数据,结合气候、地形和长时间序列的植被遥感参数产品FAPAR数据等,主要在不同的土地利用类型及海拔带上采用单因子相关分析方法探讨了物种丰富度格局的形成机制。总体来说,不同生境类型中,植被遥感参数因子(DHI、NDVI等)与两种类群物种丰富度分布的相关性强于与气候因子(温度、降水)的相关性。具体而言,植被遥感参数因子中,基于FAPAR的生境指数因子与丰富度的相关性大于基于植被指数的因子(DHI_cum>NDVI_cum>EVI_cum);气候因子中,在草地生境或者较低的海拔上,年均降水因子对于丰富度分布的解释力强于年均温度因子。这表明在新疆地区,影响鸟类与哺乳类动物物种丰富度分布的主导理论是生境异质性假说与环境稳定性假说,其解释力在多种生境内均强于生产力与环境热量。

中域效应假说:模型、证据和局限性

物种多样性的地理格局是宏观生态学和生物地理学的核心问题之一,中域效应假说是该领域的一项重要的理论进展。中域效应是指由于边界对物种分布构成限制,使不同物种分布区在区域中间重叠程度较大,而在边界附近重叠较少,从而形成物种丰富度从边界向中心逐渐增加的格局。现有研究表明,中域效应是影响物种丰富度格局的一种重要机制,但其作用大小受很多因素的影响。本文介绍该假说的基本假设和模型,模拟分析不同模型之间的差异,并就中域效应假说所展开的争论进行综述,指出该假说的合理性和局限性。我们认为,中域效应假说的重要性在于揭示了几何(边界)限制和随机过程在物种多样性地理格局中的作用,但其目前的模型和假设还过于简单,需要在深入理解物种分布机制的基础上进行完善和发展。

Effects of Spatial Aggregation on Forest Landscape Model Simulation in Northeastern China

Issues of scale and aggregation become important when large range of space and time scales is considered in landscape models.However,identifying appropriate levels of aggregation to accurately represent the processes and components of ecological systems is challenging.A raster-based spatially explicit forest landscape model,LANDIS,was used to study the effects of spatial aggregation on simulated spatial pattern and ecological process in Youhao Forest Bureau of the Small Khingan Mountain in Northeastern China.The model was tested over 500 simulation years with systematically increased levels of spatial aggregation.The results show that spatial aggregation significantly influences the simulation of fire disturbance,species abundance,and spatial pattern.Simulated fire regime was relatively insensitive to grain size between 30.m and 270.m in the region.Spatial aggregation from 300.m to 480.m dramatically decreased fire return interval(FRI) and increased mean fire size.Generally,species abundance and its aggregation index(AI) remained higher level over simulation years at the fine-grained level of spatial aggregation than at coarser grains.In addition,the simulated forest dynamics was more realistic at finer grains.These results suggest that appropriate levels of spatial aggregation for the model should not be larger than 270m.

秦岭山地生物多样性保护红线划分研究

生物多样性保护是划定并严守生态保护红线的重要内容,如何准确识别生物多样性维护功能极重要区是科学划定生物多样性保护红线的关键。基于秦岭山区物种丰富度的海拔梯度格局,通过对生物多样性维护功能重要性评估模型的改进优化和校验,最终形成秦岭地区科学的生物多样性保护红线方案。结果表明:(1)修正后的NPP定量指标评估法,提高了陕西秦岭地区生物多样性重要区域识别的准确性,可适用于我国中东部物种丰富度随海拔梯度呈中峰型或单调递增型的山区;(2)秦岭生物多样性保护红线区的总面积达24 688.33 km^2,占到秦岭山区总面积的39.11%,空间分布整体上呈现出西部集中、东部分散,南坡多、北坡少的空间分布特征;(3)森林生态系统是秦岭生物多样性保护红线区的重要支撑系统,面积占比高达96.12%。本研究提出的修正方法和研究结果,不仅提高了区域生物多样性维护功能重要区识别的准确性,而且为其他地区生物多样性保护红线的科学划定和边界优化提供了参考。