基于3S技術的馬鹿生境破碎化及其生態(tài)影響的分析.pdf

1、2002年11月-2005年2月，作者連續(xù)3個冬季對黑龍江省完達山林區(qū)馬鹿生境破碎化及生態(tài)影響進行了較為系統地研究。在野外調查研究的基礎上，基于3S技術和多元統計分析，獲得了以下主要結果： l馬鹿冬季破碎化因子分析及其空間格局特征： (1)影響馬鹿冬季生境破碎化的14個因子中的9個因子為主要生態(tài)因子，進一步的因子分析表明，人類活動這一綜合因子是引起馬鹿冬季生境破碎化最主要的因素，即在馬鹿棲息生境內的森林采伐、農田開墾、居

2、民點擴展和道路修筑及物資運輸等一系列相關的人類經濟、社會活動。 (2)經主成分分析，結合邏輯斯締回歸分析，建立了馬鹿冬季生境破碎化因子的LOGISTIC回歸預測模型：log(Pi/1-Pi)=-1.963+0.816PC1-0.262PC2-0.039PC3，其正確預測率為71.1％，可以認為該模型基本上能夠反映馬鹿冬季生境破碎化因子的分布情況。 (3)馬鹿冬季生境破碎化因子具有以下主要空間格局特征：9個生境破碎化因子具

3、有明顯的空間自相關性，其顯著性(p＜0.05)，Moran'sI值達73％；動物干擾在近距離范圍內表現出顯著負相關特征，說明在此距離梯度下馬鹿與狍、野豬等大型有蹄類存在著一定程度上的生態(tài)位競爭干擾，呈斑塊狀分布，斑塊大小為230～920m；居民點、農田和廢棄運材路這3個因子在全部14個距離梯度下均表現出顯著的正相關特征，這不僅說明它們對生境破碎化在空間格局上的影響有高度的一致性，而且說明這3個因子在馬鹿冬季生境破碎化過程中起著重要的作用

4、；馬鹿在冬季破碎化生境下數量分布的半方差隨空間距離梯度的變化呈“巢狀結構”特點，反映出馬鹿數量分布的空間格局存在著多尺度的變異；而馬鹿分布數量的分維數D(1.926±1.360)接近于2，說明馬鹿數量分布的空間格局變異主要發(fā)生在較小的尺度上，也就是說樣方點出現馬鹿足跡鏈數量的差異很大，較高的數量持續(xù)一段時間后往往隨之以較低的數量。這充分揭示了馬鹿數量分布的多尺度和等級斑塊的空間分布特征和馬鹿微生境的脆弱性，即一旦微生境發(fā)生變化，可能導致

5、馬鹿數量分布空間格局的較大改變。 2馬鹿冬季破碎化生境評價及景觀結構分析認為： (1)生境破碎化使馬鹿冬季生境的景觀適宜性面積所占比例逐漸減少，景觀的異質性出現增大的趨勢；斑塊小而多且相互隔離，在空間分布上呈明顯破碎化狀態(tài)；由于景觀連接度較低，降低了各生境因子在生態(tài)功能和生態(tài)過程中的聯系及其作用的發(fā)揮。景觀連接度進行模糊相對賦值及建立生境景觀連接度評價模型，將馬鹿冬季生境按由高及低的次序，劃分為4個等級：適宜、次適宜、一

6、般適宜和不適宜。結果表明：在研究地區(qū)的155.6km2的總面積中，主要為一般適宜生境，其面積為130.05km2，占研究地區(qū)的83.58％；適宜生境和次適宜生境的面積分別為14.81km2和9.57km2，僅占研究地區(qū)的9.52％和6.15％；不適宜生境的面積最小，為1.17km2，占研究地區(qū)的0.75％。此外，對研究地區(qū)51個斑塊中，適宜生境的斑塊數最多，為23塊，占總斑塊數的45.10％，而一般適宜生境和不適宜生境斑塊數最少，分別為

7、5塊和6塊，分別占9.80％和11.76％。 (2)運用目前描述景觀格局及變化的3個常用景觀特征指數：平均斑塊周長面積比、分維數和蔓延度，對研究地區(qū)上述4個評價等級的生境景觀特征分析的結果表明：適宜生境的平均周長一面積比指數最高(332.43)、平均斑塊分維數和平均蔓延度指數均為最低(分別為1.050和0.749)；而不適宜生境的平均周長一面積比指數最低(186.16)、平均斑塊分維數較高(1.059)、平均蔓延度指數最高(0.

8、837)。充分說明，適宜生境較不適宜生境的破碎化程度高、斑塊隔離程度大和景觀異質性高的景觀結構特征。 3森林采伐對馬鹿冬季破碎化生境選擇與利用的主要影響： (1)馬鹿對皆伐跡地(SI=0.29)、闊葉混交疏林(SI=0.08)表現為正選擇，而對針闊葉混交林、楊樹闊葉混交林、人工落葉松林、灌叢和裸地表現為負選擇。農田則表現為完全回避(SI=0)。馬鹿對低郁閉度生境表現出很強的正選擇性(SI=0.62)；對中等郁閉度生境也表

9、現出正選擇(SI=0.16)；但對高郁閉度生境表現為負選擇。 (2)馬鹿冬季主要分布在距離公路600m～1km范圍內，表現出正選擇，幾乎回避距離公路100m范圍之內的地方。 (3)居民點及其周圍地區(qū)頻繁的人類活動使馬鹿在居民點周圍形成一個緩沖區(qū)，在該范圍內沒有馬鹿活動。該緩沖區(qū)以居民點為中心，平均半徑為2.74km。 (4)馬鹿對中、高采伐頻率生境(近15年內采伐1-5次)利用率較高；對低采伐頻率生境(近15年內

10、沒有采伐活動)利用率較低。 (5)隨著采伐間隔時間的延續(xù)，采伐跡地經歷不同的森林植物群落的演替階段。食物豐盛度和可獲得性也隨之出現明顯的差異。采伐跡地在7年內對馬鹿具有較高的適宜性，食物豐盛度和可獲得性較高。馬鹿對這類生境利用頻率很高，超過7年的跡地馬鹿利用率較低。 (6)目前，森林皆伐和擇伐為研究地區(qū)主要采伐方式。皆伐對景觀結構的改變較大，大面積的皆伐及其后的人工撫育劇烈地改變著森林景觀結構和組成，而擇伐在這方面的影響

11、則相對較小。馬鹿完全避皆伐后的人工林(0.00％)，對皆伐后的天然次生林利用率也很低(4.40％)，新皆伐跡地和新擇伐林利用頻率最高(分別為54.40％和41.21％)。 4破碎化生境邊緣效應對馬鹿冬季數量分布的主要影響為： (1)2種破碎化生境邊緣對馬鹿冬季數量分布產生了顯著不同的邊緣效應，Mann-WhitneyU檢驗結果表明二者具有非常顯著差異性(U=3.000，Z=-3.130，P=0.002)。其中，森林—灌叢

12、邊緣對馬鹿數量分布產生了正邊緣效應，即馬鹿在森林—灌叢邊緣的活動和分布數量高于相鄰灌叢和森林；森林—農田邊緣對馬鹿的數量分布產生了負邊緣效應，即馬鹿的活動和分布主要集中在森林內部距林—農邊緣200-680m的范圍內，而極少在在森林—農田邊緣或農田內部出現。 (2)馬鹿冬季對林—灌叢邊緣(HI=0.332)生境的偏愛性遠高于林—農邊緣(HI=0.032)。這是因為林—灌邊緣生境中的食物豐富度，隱蔽值較高，所以馬鹿對其選擇程度高。