气候变化下基于物种与植物耦联机制的小白额雁(Anser erythropus)潜在生境及适宜性研究--以长江流域中下游为例

气候变化和人类活动通过改变物种生境而影响物种多样性。小白额雁是长江流域中下游的一种具有较高生态价值的食草型濒危候鸟,受气候变化和人类活动威胁。本文以小白额雁为代表性物种,定量分析了气候变化对长江流域中下游候鸟潜在生境及适宜性空间分布格局的影响。采用Maxent模型模拟了当前情景和全球环流模型(GCMs)气候场景下小白额雁潜在生境及其适宜性分布。研究结果表明,小白额雁分布特征与其栖息地周边植物分布呈显著相关关系;运用Maxent模型模拟小白额雁六种主要食源植物的分布特征,并将其结果作为环境变量,将显著改善小白额雁潜在生境及其适宜性模型的模拟性能;在两种典型浓度情景(RCP 2.6和RCP8.5)下,2070年小白额雁潜在生境适宜性面积将下降。为应对气候变化对小白额雁的影响,应采取更加合理的管理措施和保护政策,包括调整保护区的大小、形状和用途。     

气候变化下基于物种与植物耦联机制的小白额雁(Anser erythropus)潜在生境及适宜性研究——以长江流域中下游为例（英文）

气候变化和人类活动通过改变物种生境而影响物种多样性。小白额雁是长江流域中下游的一种具有较高生态价值的食草型濒危候鸟,受气候变化和人类活动威胁。本文以小白额雁为代表性物种,定量分析了气候变化对长江流域中下游候鸟潜在生境及适宜性空间分布格局的影响。采用Maxent模型模拟了当前情景和全球环流模型(GCMs)气候场景下小白额雁潜在生境及其适宜性分布。研究结果表明,小白额雁分布特征与其栖息地周边植物分布呈显著相关关系;运用Maxent模型模拟小白额雁六种主要食源植物的分布特征,并将其结果作为环境变量,将显著改善小白额雁潜在生境及其适宜性模型的模拟性能;在两种典型浓度情景(RCP 2.6和RCP8.5)下,2070年小白额雁潜在生境适宜性面积将下降。为应对气候变化对小白额雁的影响,应采取更加合理的管理措施和保护政策,包括调整保护区的大小、形状和用途。     

喜马拉雅中部甘达基河流域尼泊尔国鸟(棕尾虹雉)生境分布变化

甘达基河流域(Gandaki River Basin,GRB)是喜马拉雅中部地区的一部分,该地区栖息着许多珍稀的野生动物。由于气候和人类活动的影响,许多珍稀保护物种的生境处于危险之中。本研究基于最大熵(MaxEnt)模型,运用生物气候、土地覆被和DEM数据,分析各环境要素对棕尾虹雉(Lophophorusimpejanus)的生境适宜性的影响,评估棕尾虹雉现在状况和未来栖息地分布的变化。研究表明,目前棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积约为749 km^2,主要分布在流域北部、东部和西部,尤其是郎塘国家公园、马纳斯卢峰自然保护区和安纳布尔纳峰自然保护区等保护区内。到2050年,棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积将减少至561 km^2,主要在流域北部和西北部(即Chhyo,Tatopani,Humde和Chame地区)。未来环境变化的模拟表明,由于适宜栖息地面积的减少,棕尾虹雉面临的生存风险将增加。     

喜马拉雅中部甘达基河流域尼泊尔国鸟（棕尾虹雉）生境分布变化（英文）

甘达基河流域(Gandaki River Basin,GRB)是喜马拉雅中部地区的一部分,该地区栖息着许多珍稀的野生动物。由于气候和人类活动的影响,许多珍稀保护物种的生境处于危险之中。本研究基于最大熵(MaxEnt)模型,运用生物气候、土地覆被和DEM数据,分析各环境要素对棕尾虹雉(Lophophorusimpejanus)的生境适宜性的影响,评估棕尾虹雉现在状况和未来栖息地分布的变化。研究表明,目前棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积约为749 km~2,主要分布在流域北部、东部和西部,尤其是郎塘国家公园、马纳斯卢峰自然保护区和安纳布尔纳峰自然保护区等保护区内。到2050年,棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积将减少至561 km~2,主要在流域北部和西北部(即Chhyo,Tatopani,Humde和Chame地区)。未来环境变化的模拟表明,由于适宜栖息地面积的减少,棕尾虹雉面临的生存风险将增加。     

青藏高原维管植物物种丰富度分布的情景模拟

如何充分利用离散的观测数据,通过对维管植物物种分布丰富度及其与生境因子之间的相互作用和影响机理的定量分析,实现维管植物物种丰富度的空间分布及其情景模拟,是目前生物多样性研究前沿和核心内容之一。针对这一问题,在实现青藏高原37个国家自然保护区的维管植物物种数量收集和边界数据矢量化的基础上,分别进行维管植物物种数量与土地覆盖类型、环境因子和景观生态指数等三大类生境因子之间的相关关系的定量计算和对比分析,筛选和确定最佳相关分析方程,进而构建青藏高原维管植物物种丰富度的空间模拟分析模型。该模型中,维管植物物种丰富度与生境因子之间的复相关系数为0.94,模型验证结果表明,青藏高原的维管植物物种的平均丰富度为496.79种/100 km²,其空间分布格局整体上呈东南向西北逐渐减少趋势;另外,除柴达木盆地荒漠区域以外,维管植物物种的空间分布随海拔的升高而减少。基于CMIP5 RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5三种气候情景模拟获得的青藏高原维管植物物种丰富度未来情景结果显示,在T0-T4（2010-2100）时段内,青藏高原维管植物物种丰富度整体将呈减少趋势。RCP 8.5情景下青藏高原维管植物物种丰富度的变化幅度最大,而RCP 2.6情景下的维管植物物种丰富度的变化幅度最小。研究表明,本文构建的模型能够对青藏高原维管植物物种丰富度的空间分布格局及其未来情景进行模拟分析,模拟结果可为青藏高原生物多样性及其对气候变化响应的综合评估和情景模拟提供方法和技术支持。     

气候变化下四川省物种的分布规律及迁移特征

四川省气候复杂、生态系统多样,研究气候变化下该区域物种的分布及迁移规律,可以为区域生物多样性保护提供科学依据。在中等排放情景rcp4.5气候变化条件下,选择128个物种作为气候敏感代表种,利用最大熵模型(Max Ent)预测未来50 a和100 a四川省物种数量及分布变化,分析了物种迁移特征。结果表明:气候变化下,四川省大部分区域物种多样性呈增加趋势,特别是川西高原物种数量增加明显;物种的适宜栖息地面积将发生改变,其中58%物种表现为增加趋势,42%呈减少趋势;不同物种栖息地变化程度有所差异,大部分物种将向高纬度、高海拔移动,所占比例分别为54%和60%;在海拔1 200~1 800 m和3 300~4 500 m区间物种多样性变动较剧烈,应该优先关注和保护。     

气候变化背景下沙蓬属(Agriophyllum)物种潜在地理分布北大核心CSCD

沙蓬(Agriophyllum squarrosum)被认为是未来的潜势作物,其野生近缘种表型和遗传变异丰富,对沙蓬驯化和遗传改良具有重要意义。利用沙蓬属(Agriophyllum)5个物种的分布点数据和9种环境变量数据,模拟沙蓬属当前及未来两个时期(2050s和2070s)不同气候情景下的潜在分布。采用刀切法筛选关键环境因子,kuenm数据包优化模型参数,最后预测分析了未来沙蓬属物种适生区的空间变化。结果表明:(1)MaxEnt模型预测沙蓬属潜在分布的精度高,AUC值为0.957±0.006,当前总适生区的面积为1 731.50万km^(2),其中高适生区面积为462.35万km^(2),沙蓬属可广泛分布在亚洲中纬度干旱和半干旱地区;(2)在未来气候变化情景下,沙蓬属潜在适生区有向高纬度和高海拔地区扩张的趋势;(3)温度是影响沙蓬属物种分布的主导环境因子。     

达里诺尔湿地水环境和鱼类多样性调查Ⅴ.达里湖的鱼类多样性及其持续健康发展

达里湖是达里诺尔湿地的重要组成部分。根据2019年达里湖鱼类多样性调查的结果,研究了达里湖鱼类物种资源、种类组成和区系生态类群多样性以及物种分布特征,分析了达里湖鱼类多样性的形成机制及其与水体盐碱化的关系,探讨了达里湖鱼类多样性的动态及其持续健康发展途径。研究结果表明,2019年,达里湖中有鱼类2目3科12属12种,由5个区系生态类群构成,包括冷水种5种、中国特有种2种和经济鱼类2种;鱼类群落中鲤形目和刺鱼目的物种数分别占91.67%和8.33%,鲤科(Cyprinidae)、鳅科(Cobitidae)和刺鱼科(Gasterosteidae)的物种数分别占达里湖中鱼类总物种数的50%、41.67%和8.33%。只有耐盐碱的5种鱼类在达里湖全湖水域都有分布,其它7种鱼类仅分布于湖区的河口水域,而且随着湖泊水体不断盐碱化和萎缩,达里湖中鱼类的栖息地和繁殖生境的适宜性都在降低,鱼类物种减少的潜在风险在加大,基于生态保护的鱼类栖息地与繁殖生境的适宜性建设和加强鱼类资源增殖与物种移殖,将是未来达里湖鱼类多样性持续健康发展的重要途径。     

基于Max Ent模型预测天山中东部雪豹适宜栖息地(英文)

对物种栖息地和物种分布格局的研究是开展物种保护工作的重要基础,栖息地质量对濒危物种的种群健康和种群恢复有着至关重要的作用,对于作为高原山地生态系统关键物种的顶级捕食者雪豹而言尤其如此。本研究在新疆天山中东部通过红外相机调查方法获得194个有效雪豹分布位点,结合12个环境特征变量,采用最大熵模型（Max Ent）和GIS技术对雪豹在天山中东部的潜在分布区及适宜栖息地进行分析。研究发现：（1）雪豹在天山中东部的适宜栖息地总面积约为15919 km2,高质量适宜栖息地主要集中分布在天山中部乌苏、呼图壁和乌鲁木齐南山一带;（2）刀切法（Jackknife）分析结果表明,土地覆被类型、平均气温日较差、等温性、坡度及海拔是影响雪豹分布的重要因素,海拔2500–5000 m的落叶针叶林、草原和植被稀疏的裸岩地带是雪豹在天山中东部地区出现概率较高的区域。本研究初步确定了雪豹在天山中东部的重点分布区域,为有效开展雪豹及其栖息地保护管理提供了重要的科学依据。     

珠江流域河流生境破碎化对鱼类物种多样性的影响

珠江是中国南方第一大河,水能资源丰富,其优越的自然条件孕育了众多鱼类,近年来珠江流域上修建的大量水利工程,造成河流生境破碎,这将严重威胁到鱼类的物种多样性。基于此,在水资源分区的基础上将珠江流域划分为22个子流域,采用Shannon-Wiener指数研究鱼类物种的多样性,构建河流生境破碎化综合指数(P)研究珠江各流域河流生境破碎化程度,再运用空间叠加分析探究河流生境破碎化对鱼类物种多样性的影响。结果表明:(1)珠江流域鱼类物种多样性较高,珠江流域的22个子流域Shannon-Wiener指数平均值达到4.539,有18个子流域Shannon-Wiener指数值均大于4(Shannon-Wiener指数值超过4就意味着鱼类物种多样极高)。(2)珠江流域河流生境破碎化综合指数值在0.141~3.484,均值为1.519,总体而言河流生境破碎程度较高;不同子流域的生境破碎程度差异较大,生境破碎化程度较高的子流域较多分布在中游。(3)通过对鱼类物种多样性与河流生境破碎度进行空间叠加后,发现较多子流域的鱼类物种多样性程度与河流生境破碎化程度均比较高,主要分布在北纬24°附近。     

黑河流域植物物种多样性对土地利用变化的响应北大核心CSCD

黑河流域土地利用变化严重影响植物物种多样性。为了解自然、社会经济因素对黑河流域土地利用变化影响下植物物种多样性的变化趋势,本研究使用Dyna-CLUE模型,预测2050年土地利用变化,揭示多因素影响下黑河流域土地利用变化,及土地利用变化与草本、灌木物种多样性间的关系。结果表明:降水、GDP、与自然村距离等因子共同驱动土地利用变化,2050年林地、草地和水域面积的增加和未利用地面积的减小,提高了灌木、草本植物的多样性,并使之均匀度更高,种间优势度减小。耕地面积的扩张和耕地集约化导致植物分布不均、多样性减少。将模拟结果和植物物种多样性发展趋势相结合能够对未来的土地利用规划、政策及生态保护决策提供依据。应针对不同区域土地利用变化情况,制定相应的生物多样性和生态环境保护政策,促进黑河流域生态环境的恢复并支持流域可持续发展。     

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041-2060年及2061-2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10^5 km^2,高适宜生境为7×10^4 km^2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。     

气候变化下的孑遗植物裸果木(Gymnocarpos przewalskii)适宜生境分布

裸果木(Gymnocarpos przewalskii)为濒危孑遗植物,对荒漠生态系统具有重要意义。以生态位理论为基础,利用BIOMOD2建模平台中的5个模型算法(MaxEnt、RF、GBM、GAM、CTA)结合3大类19个环境气候因子数据构建组合物种分布模型模拟该物种在基准气候条件下的分布,并进一步预测在不同气候变化情景下分布范围的变化,进而为该物种原生产地保护及人工种植提供依据。结果表明:(1)Bio3(等温性)、Bio11(最冷季平均温度)、Bio12(年降水量)、Bio19(最冷季降水量)、slope(坡度)、T_caso4(表土硫酸钙含量)、T_gravel(表土砾石含量)、Tusda(表层土壤USDA分类)为影响该物种适宜生境分布的主要环境因子;(2)基准气候条件下,中国西北地区裸果木适宜生境面积约为0.59×10~6 km~2,主要分布于河西走廊及其周边区域,在塔里木盆地边缘也有较为集中的适宜生境分布。(3)在气候变暖的情景下该物种适宜生境面积略有增加,且不同气候变化情景差异较小,适宜生境整体北移。     

西藏沙棘（Hippophae thibetana）潜在地理分布及其对未来气候变化的响应模拟

气候变化影响植物物种地理分布,研究不同气候情景下物种的地理分布有助于物种保护和资源合理利用。为准确了解西藏沙棘(Hippophae thibetana)种植适宜生境,本研究收集了118个西藏沙棘种群分布点、19个气候因子和3个地形因子数据,利用MaxEnt(最大熵)模型和ArcGIS软件平台模拟了当前气候情景下西藏沙棘的适宜生境,探讨影响其生长的主导因子及阈值,并对其在4种不同气候情景下2041—2060年和2061—2080年的适宜生境进行预测。结果表明:(1)当前西藏沙棘高适宜生境和适宜生境面积分别为33.32万km~2和51.65万km~2,主要分布于青藏高原,集中在西藏、四川、青海和甘肃;(2)影响西藏沙棘地理分布的主导因子是海拔、最湿季降水量、最冷季平均温度,其中各因子的适宜生长阈值分别为:海拔2 500—4 800 m,最湿季降水量200—420 mm,最冷季平均温度-12—0℃;(3)未来不同气候情景下,西藏沙棘的高适宜生境、适宜生境和低适宜生境面积均出现缩减。该研究有助于西藏沙棘的野生资源保护、开发利用和扩大种植。     

不同气候变化情景下亚洲北山羊（Capra sibirica）的响应（英文）

目前很少见到关于气候变化影响亚洲北山羊物种栖息地的研究。通过调查气候变化对塔吉克斯坦东部亚洲北山羊(Capra sibirica)分布的影响,并采用生态位建模比较了亚洲北山羊的适宜栖息地的当前与未来分布情况。预计到2070年,现有适宜栖息地的18%(2689 km^2)将变得不适宜亚洲北山羊的生存,损失的区域主要位于研究区域的东南部和西北部地区。新的适宜栖息地可能会扩展到当前亚洲北山羊范围之外:到2070年将扩展30%(4595 km^2)的范围,这些区域与亚洲北山羊现有的分布有很强的相关性。东南部的损失与该地区当前大多数的亚洲北山羊栖息地重叠,主要出现在比研究区域海拔低得多的区域(3500–4000 m)。当同时考虑损失和收益时,亚洲北山羊可能会净扩展到新的适宜栖息地。到2070年,亚洲北山羊的平均栖息地增加量约为30%(1379 km^2),表明适宜栖息地已向北部低温栖息地转移。研究结果有助于规划气候变化情景下塔吉克斯坦东部山区对生物多样性保护的潜在影响。应该特别注意东南地区的高地山羊种群,那里的栖息地可能由于气候对山区生态系统的影响而变得不适合该物种继续生存。     

气候变化对喜马拉雅中部甘达基河流域濒危物种的影响预测（英文）

甘达基河流域位于喜马拉雅山脉中部,是众多濒危野生物种的重要栖息地。然而气候变化使该流域的生态环境变得愈发脆弱。本研究利用最大熵物种分布模型(Max Ent)评估气候变化对喜马拉雅黑熊(Ursus thibetanus laniger)和印度花豹(Panthera pardus fusca)等濒危物种空间分布变化的潜在影响。研究基于物种出没地点、生物气候和地形(海拔、坡度和坡向)等数据拟合模拟并预测物种在目前与未来的潜在分布情况。研究结果显示,目前喜马拉雅黑熊的高度适宜区面积约为1642 km²,占流域面积的5.01%,预计至2050年,其高度适宜区面积在甘达基河流域内将会增加约51 km²;印度花豹的高度适宜区面积约为3999 km²,占流域面积的12.19%,预计至2050年可能会增加到4806 km²。喜马拉雅黑熊的栖息地面积可能会在研究区域的东部(伯塞里、塔托潘尼和班塞以北)增加,而在东部(颂当、切坎帕)、西部(布尔提邦和波邦)和北部(桑波切、玛南、切坎帕)减少;印度花豹的栖息地面积则将在研究...     

青头潜鸭种群状况及其潜在适宜生境分布

极危物种青头潜鸭(Aythya baeri)曾经广泛分布,但是由于其栖息地萎缩或消失等原因,青头潜鸭种群数量急剧减少。通过全国鸟类多样性观测网络、全球生物多样性信息网络、文献查询和咨询专家等方式,共获得2011～2018年期间的318条青头潜鸭分布信息;利用最大熵模型(maximum entropy modeling,MaxEnt)和地理信息系统技术,分析了青头潜鸭繁殖季和越冬季的潜在适宜分布区。研究结果表明,2011年至今,在中国繁殖和越冬的青头潜鸭的种群数量不超过700只,分布在京津冀湖泊湿地、长江中下游流域和环绕黄海、渤海的湿地的青头潜鸭繁殖地和越冬地数量较多,青头潜鸭在其它地区零散分布;利用最大熵模型预测的青头潜鸭繁殖种群和越冬种群潜在适宜生境的AUC(area under the receiving operator curve)值分别为0.982和0.974,表明预测结果可信度较高;青头潜鸭高度依赖低海拔的湿地生境,合适的最湿月的降水量(150～250 mm)、最湿季度的降水量(300～700 mm)和最热季度的降水量(300～600 mm)对青头潜鸭的分布具有主导影响作用;适宜青头潜鸭繁殖种群的生境主要分布在华北平原以北地区和长江中下游的湖泊湿地;适宜青头潜鸭越冬种群的生境主要分布在华北平原和长江中下游平原。     

喜马拉雅中部柯西河流域土地覆被现状研究（英文）

位于喜马拉雅中部的柯西河流域(Koshi River Basin,简称KRB),是恒河支流也是南亚极为重要的跨境流域。流域内海拔落差巨大、生境复杂、生态系统类型完整、土地覆被类型多样且区域差异明显,是全球气候变化的敏感区之一。本研究基于Landsat TM、野外考察及植被图等多源数据,运用3S技术,编制了高精度的柯西河流域土地覆被数据,分析了流域土地覆被现状特征。研究表明:(1)2010年KRB土地覆被从流域源头至下游由雪被和水体(冰川)、裸地、稀疏植被、草地、湿地、灌丛、森林、农田、水体(河流和湖泊)、建设用地等9类组成。其中,以草地、森林、裸地和农田为主,分别占流域面积的25.83%、21.19%、19.31%和15.09%。而对气候变化敏感的冰川面积仅占5.72%。(2)KRB南、北坡土地覆被类型组成与结构迥异。北坡以草地、裸地和冰川分布为主,南坡以森林、农田和裸地为主;草地在北坡的分布面积远高于南坡,二者比例是6.67:1,而森林面积的97.13%分布在南坡,这些森林大多分布在河谷中部和南部平原地区,且与农田交错分布。(3)与环境相适应,流域主要覆被类型的垂直分布也具有明显的地带性特征。土地覆被由低到高,依次为农田、森林、灌丛和农田混合型、草地、稀疏植被、裸地和水体(冰川)的分布。研究结果为土地利用和覆被变化研究、为高山地区尤其是跨境流域的生态系统保护与管理、土地资源利用和可持续发展提供科学依据。     

大熊猫栖息地自然遗产保护理论探讨

在介绍大熊猫栖息地自然遗产概念的基础上,阐述了四川大熊猫栖息地世界自然遗产是大熊猫物种演化史上的最后栖息地的缘由,论述了拯救大熊猫物种的关键是保护现存种群栖息地。在阐明山地结构模型的构建理念与要素的基础上,构建了大熊猫栖息地自然遗产山地结构模型,阐述了大熊猫生态灾难与栖息地自然遗产保存技术,阐明了特种遗产资源的生物多样性代表类型。     

中华猕猴桃(Actinidia chinensis)在中国的适生性及其潜在地理分布模拟预测

利用181个地理分布调查数据,基于Arc GIS对中华猕猴桃的目前分布进行空间重建,利用Max Ent生态位模型对中华猕猴桃在中国的适生性及其未来气候变化下潜在可扩散地理范围进行了模拟与预测,分析中华猕猴桃在中国的适生性和扩散潜力及其空间格局,在未来气候变化背景下,预测中华猕猴桃当代及未来至2050年适生区分布格局变化。结果表明:中华猕猴桃当前的潜在适生区主要分布在23°―35°N之间和102°E以东的中亚热带山地丘陵区,如秦岭―大巴山、云贵高原、罗霄山脉―南岭和武夷山脉等地区。中华猕猴桃在当前气候条件下适生区总面积为2 382 381 km2,占中国版图的25.19%,在中等温室气体排放(RCP4.5)情景下预测至2050年,适生区总面积相对当前气候情景略有减少,但空间分布格局变化强烈。预测结果表明:在未来气候变暖影响下,中华猕猴桃潜在适生区具有向北或高纬度地区迁移的趋势。