黄河下游平原农业景观池塘连接度对两栖动物分布的影响

作     者：李成蹊 

作者单位：河南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁国付

授予年度：2017年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：景观连接度 栖息地 “踏脚石” 封丘县 黄河下游地区 

摘      要：景观连接度是衡量物种在斑块间运动的指标,是决定许多物种迁移的关键因素。随着农业集约化的发展,平原农业景观中池塘生境逐渐丧失,池塘连接度逐渐降低,对两栖类的生存和繁殖产生了不利影响。以黄河下游典型农业区封丘县为研究区域,结合遥感影像,对研究区所有水体进行识别,选取两栖类宜居的水体作为栖息地池塘,分析池塘的空间分布特征,计算并评价在250m、500m、1000m和2000m不同扩散阈值下栖息地池塘的连接度状况,根据连接度指数确定重要池塘斑块,分析重要斑块的空间分布特征。在不同扩散阈值下,(1)以样点池塘为中心做缓冲区,计算组分数(Number of components,NC)、概率连接度指数(Probability index of connectivity,PC)、整体连通性指数(Integral index of connectivity,IIC)、中心度指数(Betweenness centrality,BC)和斑块重要值(Delta PC decomposed,dPC,dPC,dPC)等指数;(2)以研究区为整体,计算中心度指数(BC)和斑块重要值(dPC,dPC,d PC),分析整体水平上的池塘连接度。将样点池塘连接度指数与实地调查的样点池塘两栖类相对密度进行相关分析,探寻池塘连接度与两栖类生物分布的关系。最后运用Graphab软件,构建研究区池塘湿地网络图,在4个扩散阈值下,添加边长为100m、250m、500m、1000m的搜索栅格,以确定添加新池塘的位置,选择对连接度提升最大的栅格中心逐个添加新池塘,研究新添加池塘对区域连接度的恢复程度。研究结果如下:(1)景观连接度指数(IIC、PC)随250m、500m、1000m和2000m扩散阈值增加而逐渐增大,组分数(NC)随阈值增大而减小,2000m扩散阈值下仍有222个组分,表明研究区栖息地池塘破碎化严重。在所有扩散阈值下,“极其重要级别的栖息地斑块为1个,“踏脚石斑块为2个,所有“重要级别以上的栖息地斑块和“极其重要级别的“踏脚石斑块,均集中在陈桥湿地所在的组分,一些池塘甚至既是重要的栖息地斑块,也为物种迁移承担踏脚石的作用,陈桥湿地是研究区两栖类生物保护的中心。(2)相关分析结果表明,样点池塘缓冲区内,中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)的相对密度与2000m扩散阈值下的dPC值显著相关(p=0.035,r=0.423);黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculata)与dPC值在250m(p=0.013,r=0.489)和500m(p=0.016,r=0.476)扩散阈值时显著相关,金线侧褶蛙(Pelophylax plancyi)在250m扩散阈值时与dPC值显著相关(p=0.014,r=0.483);泽陆蛙(Fejervarya multistriata)与250m(p=0.005,r=0.660)、500m(p=0.007,r=0.523)和1000m(p=0.009,r=0.511)的BC值极显著相关。不同两栖类物种对景观连接度的响应也不同,蛙科(Ranidae)的相对密度与低扩散阈值(250m和500m)下的连接度关系显著,而蟾蜍科(Bufonidae)在2000m扩散阈值时显著,这和两栖类的扩散能力密切相关;中华大蟾蜍(***)和泽陆蛙(***)更倾向于在“踏脚石池塘中出现,而黑斑侧褶蛙(***)和金线侧褶蛙(***)在链接较多的池塘中多有分布。在研究区整体水平上,只有中华大蟾蜍(***)与2000m时的dPC值呈显著相关(p=0.03,r=0.434),其他两栖类物种表现不明显。(3)运用Graphab软件,在250m、500m、1000m和2000m不同扩散阈值下,向连接度网络图中添加池塘,以提高池塘连接度水平。边长为100m的搜索栅格对连接度的提升均比其他边长为500m、1000m和2000m时高,小的栅格搜索更细致,添加池塘位置更加精确。扩散阈值越大,添加池塘后对研究区概率连接度指数(PC)的提升就越高,扩散阈值从250m到2000m,连接度指数的提升依次为0.65%、0.95%、1.23%、4.7%,可见添加池塘对扩散能力强的两栖类保护效果更好。