青藏高原地区黑颈鹤生境时空动态变化研究

作     者：白君君 

作者单位：中国环境科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：侯鹏

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：生境适宜性评价 黑颈鹤 MaxEnt 模型优化 动态变化 保护优先区 

摘      要：生物多样性是人类社会生存和可持续发展的基础。黑颈鹤(Grus nigricollis)是世界上唯一一种在高原上生长、繁殖和越冬的鹤类,是国家I级保护动物,也是高寒湿地的指示物种。作为黑颈鹤栖息地主要分布区域——青藏高原,对气候变化和人类活动极为敏感。为了更好地保护黑颈鹤及其栖息地,开展长时间序列的黑颈鹤生境适宜性评价,分析生境的时空变化,识别黑颈鹤的保护优先区域和保护空缺,对于青藏高原生态保护和黑颈鹤保护都具有十分重要的意义。本文以中国境内的青藏高原地区为研究区,综合利用多种生态学模型,开展了1980-2020年黑颈鹤生境适宜性评价及其动态变化研究,耦合青藏高原黑颈鹤适生区和现有自然保护区,利用空间分析方法开展青藏高原黑颈鹤自然保护区空缺分析。主要研究方法和结论如下:(1)为了确定长时间序列黑颈鹤生境评价指标体系,本研究系统收集了当前2015-2020年青藏高原各区域黑颈鹤的分布和环境因子信息,采用优化后的最大熵模型(Maximum Entropy,Max Ent)对黑颈鹤进行初步生境适宜性评价。结果表明:优化后的Max Ent模型降低了模型过拟合,青藏高原黑颈鹤栖息地的选择主要受距水源地的距离、海拔高度和年平均气温的影响,偏好在距水源距离小于370 m的浅水湖泊或明水面沼泽中央,倾向分布于海拔2047-5078 m,年平均气温-6.76-23.02℃的地区。(2)在1980-2020年长时间序列的黑颈鹤生境适宜性评价方面,利用生境适宜度指数模型(Habitat Suitability Index,HSI)叠加各环境因子评价指标和权重,分析了不同时期黑颈鹤生境适宜性的时空变化特征。结果表明:1980-2020年间,青藏高原黑颈鹤的最适生境主要位于青藏高原东北端,具体在四川北部的若尔盖湿地、青海湖附近,以及西藏中部和藏南地区。黑颈鹤适生区面积在1990-2000年间有所下降,但此后20年中又呈现增加的趋势,2020年相比1980年最适宜生境扩展区域主要位于西藏中部那曲市、扎曲河和金沙江流域,以及若尔盖湿地和青海湖周边,与此同时黑颈鹤适生区的质心坐标表现出向南方低纬度和青藏高原腹地迁移的趋势。(3)在黑颈鹤保护优先区规划和自然保护区空缺分析方面,采用ZONATION空间规划模型进行黑颈鹤保护优先区规划,分析保护空缺。结果表明:青藏高原黑颈鹤的保护优先度总体上东部高于中部和西部,保护优先度最高的区域主要集中在青藏高原东部,西藏中部、雅鲁藏布江流域,横断山脉。已建立的自然保护区保护了大部分空间上集中分布的一级保护优先区,保护空缺区域主要位于若尔盖湿地北部和青海湖周边县,小部分保护空缺位于西藏雅鲁藏布江流域和尼玛县、青海省玛多县和都兰县、四川省石渠县、云南省香格里拉市。(4)基于研究结果,本研究建议着重关注自然因子的变化,保护野生动物,首先需要保护其栖息环境。黑颈鹤作为湿地生态系统中的指示物种,其分布和数量可以在一定程度上反映湿地生态环境质量。为了满足黑颈鹤基本的觅食、筑巢和夜栖需求,需要加强湿地和草地保护和恢复工作,划定重要湿地保护区域,加强草原修复,比如在4、5月份黑颈鹤的繁殖期,适当减少牧区草地放牧时间,减少人类活动对筑巢行为的影响,为黑颈鹤提供更好的繁殖生境,同时为平衡黑颈鹤保护和人类经济发展之间的关系,也应及时给予牧民充分的经济补偿。