基于“3S”技術(shù)的滇金絲猴（Rhinopithecus bieti）生境分析.pdf

1、滇金絲猴(Rhinopithecusbieti)又稱(chēng)云南仰鼻猴或黑白仰鼻猴，屬哺乳綱(Mammalia)、靈長(zhǎng)目(Primates)、猴科(Cercopithecidae)、疣猴亞科(Colobinae)、金絲猴屬(Rhinopithecus)，為我國(guó)特有的珍稀瀕危動(dòng)物，僅分布在北至西藏芒康縣、南到云南云龍縣、東西以金沙江和瀾滄江為界的狹長(zhǎng)地帶內(nèi)，數(shù)量為1500～2000只左右。自上個(gè)世紀(jì)七十年代以來(lái)，人們開(kāi)展了種群數(shù)量與分布、分類(lèi)學(xué)、

2、解剖學(xué)和分子進(jìn)化等各方面的研究，取得了很大進(jìn)展，但在生境研究方面一直進(jìn)展不大。其主要原因是滇金絲猴棲息地環(huán)境極為惡劣，加上由于當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期的狩獵壓力所造成的猴群對(duì)人類(lèi)極為恐懼，使人們難以接近和看到它們，更談不上對(duì)其進(jìn)行連續(xù)跟蹤觀察。 當(dāng)今世界高科技的迅速發(fā)展，特別是“3S”技術(shù)(地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS和全球定位系統(tǒng)GPS的簡(jiǎn)稱(chēng))的出現(xiàn)，為動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究提供了新的思路和手段，使許多過(guò)去的“不可能”已經(jīng)成為今天的“可能”。本文將“

3、3S”技術(shù)集成應(yīng)用于滇金絲猴的生境研究，基于國(guó)際上保護(hù)規(guī)劃的慣例，分別從生態(tài)區(qū)域和保護(hù)地兩個(gè)不同的空間尺度上分析該物種的生境特征，為保護(hù)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。論文成果有助于進(jìn)一步科學(xué)認(rèn)識(shí)滇金絲猴的生境利用模式與生態(tài)行為，所形成的方法和模型也可應(yīng)用于其它野生動(dòng)物的生境研究。 在生態(tài)區(qū)域的尺度上，基于滇金絲猴生境選擇與利用的生態(tài)學(xué)知識(shí)，建立空間模型，快速分析和評(píng)估該物種在云南境內(nèi)的適宜生境分布。通過(guò)對(duì)滇金絲猴已有科考數(shù)據(jù)和相關(guān)研究成果的

4、整理評(píng)估，綜合得出了該物種適宜生境的生態(tài)學(xué)知識(shí)；以遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)為主要分析手段，采集處理相關(guān)信息，建立空間模型，快速提取了適宜生境分布數(shù)據(jù)，并與由專(zhuān)家手工勾繪的現(xiàn)有種群家域范圍數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，顯示二者具有很高的符合程度。分析結(jié)果表明，目前滇金絲猴適宜生境的總面積為6069．095Km2，大體上被分割為10個(gè)大的片區(qū)，現(xiàn)有種群分布在其中的6個(gè)區(qū)域，其總面積為5272．437km2。這種方法適用于宏觀規(guī)劃，如生物多樣性保護(hù)熱點(diǎn)地區(qū)識(shí)

5、別等，特別是在資源有限，信息缺乏的情況下，是為保護(hù)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)的有效途徑。 在保護(hù)地尺度上，選擇金絲廠猴群為研究對(duì)象，從植被分布、家域、猴群活動(dòng)與環(huán)境因子的關(guān)系、猴群活動(dòng)空間分布模式和生境適宜性等方面定量分析該物種的生境利用模式及活動(dòng)規(guī)律。采用可自動(dòng)脫落的GPS項(xiàng)圈來(lái)跟蹤監(jiān)測(cè)猴群10個(gè)月內(nèi)的活動(dòng)，共采集到1271個(gè)有效點(diǎn)位，為了滿(mǎn)足一個(gè)年周期的分析，又補(bǔ)充了人工跟蹤采集的31個(gè)點(diǎn)位。這些點(diǎn)位數(shù)據(jù)是對(duì)滇金絲猴的生態(tài)行為和生境進(jìn)

6、行分析的基礎(chǔ)。 植被為物種生存營(yíng)造了總的環(huán)境條件，提供了食物、隱蔽條件和活動(dòng)場(chǎng)所等，植被數(shù)據(jù)是動(dòng)物生境分析的重要信息。本文建立了基于SPOT5衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的植被制圖模型，總的制圖精度為8L3％，其中主要群落的用戶(hù)精度為：長(zhǎng)苞冷杉92．3％，云南松100％，溫性常綠針葉林76．7％，箭竹灌叢72．5％。 定量研究了猴群活動(dòng)與海拔、坡度、坡向和坡位等環(huán)境因子的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)猴群活動(dòng)的平均海拔為3344．6m，標(biāo)準(zhǔn)差為126．8，

7、在一倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)，即3217．8m～3471．4m，包含了75％的點(diǎn)位，而兩倍標(biāo)準(zhǔn)差(3091m～3598．2m)包含了94％。在坡向上，猴群總體上更喜歡在較溫暖的面上活動(dòng)，并且隨著溫度升高，有向較陰涼的坡面運(yùn)動(dòng)的趨向。坡度的平均值為32．2°，標(biāo)準(zhǔn)差為9．4，在一倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)(22．8°～41.6°)包含了71％的點(diǎn)位。在中坡位上出現(xiàn)了活動(dòng)峰值，占到51％，下坡位占17％，上坡位12．6％，山谷與山脊的活動(dòng)頻率次之。采用最近鄰域法

8、和密度法分析了猴群活動(dòng)的空間模式，發(fā)現(xiàn)猴群活動(dòng)表現(xiàn)出明顯的群聚型特征，生成了猴群活動(dòng)在空間上分布的密度圖，并分析了與坡度、坡向和海拔的關(guān)系，表明三個(gè)環(huán)境因子對(duì)猴群活動(dòng)密度有顯著影響。 應(yīng)用最小凸多邊形法和網(wǎng)格法分析了金絲廠猴群的家域。發(fā)現(xiàn)猴群日活動(dòng)的最小凸多邊形面積服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布(Log-Normal)，其季節(jié)性家域?yàn)椋捍杭?．52km2，夏季9．184km2，秋季27．913km2，冬季9．177km2，而整個(gè)年周期的家域面

9、積為30．191km2，各個(gè)季節(jié)性家域間均表現(xiàn)出不同程度的重疊現(xiàn)象。用網(wǎng)格法求得年家域面積為25．88km2，說(shuō)明家域的估計(jì)與所采用的方法有關(guān)。 在生境適宜性研究中，依據(jù)Hutchinson的生態(tài)位理論，建立了生境適宜性指數(shù)(HSI)計(jì)算的量化模型。其原理是，基于環(huán)境因素決定物種分布的科學(xué)假設(shè)，Hutchinson將生態(tài)位定義為是在由眾多環(huán)境變量所構(gòu)成的多維空間中的一個(gè)超體。生境適宜性分析就是研究在這個(gè)多維空間中的任一點(diǎn)與該超體

10、之間的相似程度，從而決定其適宜性。本文采用了海拔、坡度、坡向、植被等14個(gè)環(huán)境變量，以GPS跟蹤數(shù)據(jù)作為樣本，代表滇金絲猴最適宜生存的位置，適宜性指數(shù)就是指空間中任一點(diǎn)與樣本數(shù)據(jù)的相似性，以距離值表示。在由D個(gè)變量所定義的空間中，A、B的坐標(biāo)分別為A。，A2，…，AD和B1,B2，…，BD，兩點(diǎn)之間的距離由下式計(jì)算： σ(A,B)=√D∑i=1Wi(Bi-Ai)2式中：Wi為相應(yīng)變量的權(quán)重。 在D維空間中任一點(diǎn)的適宜性指

11、數(shù)為該點(diǎn)與所有樣本點(diǎn)的幾何平均距。設(shè)q為N個(gè)GPS數(shù)據(jù)點(diǎn)，由D維空間中的坐標(biāo)確定。對(duì)于任一點(diǎn)P到所有GPS點(diǎn)的幾何平均距由下式給出： μ(P)=N√N(yùn)∏i=1σ(P,Oi)最后依據(jù)所包含的GPS點(diǎn)數(shù)對(duì)適宜性指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，將研究區(qū)域劃分為不同的適宜性等級(jí)，劃分標(biāo)準(zhǔn)為：核心區(qū)(包含50％GPS點(diǎn))，邊緣區(qū)(50％～90％)，不適宜區(qū)(<10％)。結(jié)果為：核心區(qū)面積12．871km2，邊緣區(qū)面積32．634km2。 本論文