基于卫星跟踪的野骆驼时空活动模式及其生境适宜度研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhson47
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野骆驼(Camelus ferus),又名野生双峰驼,生存于中亚沙漠腹地,是我国国家I级重点保护动物,也是世界上最濒危物种之一,已经到了灭绝的边缘。受人类活动、气候变化等因素的影响,野骆驼生存空间持续压缩,栖息地面积不断缩减,破碎化、孤岛化严重。为了更好的保护野骆驼、维护其生存发展,充分了解野骆驼时空活动模式和潜在栖息地分布状况十分必要。本研究提出了一种基于卫星跟踪与遥感技术的研究方法,并在实地野外考察的基础上,结合分布区域生物气候因子、气候变化等数据,利用布朗桥模型、Max Ent模型、景观格局指数等对野骆驼活动节律、家域状况、整个分布区域的生境适宜度,包括未来气候变化对栖息地的影响进行了研究。主要研究结果如下:(1)利用卫星跟踪数据分析了野骆驼日活动节律和季节活动节律。结果表明:野骆驼日活动节律呈现明显双峰模式,属晨昏活动类型。活动高峰期主要出现于上午6:00–9:00及下午15:00–20:00。野骆驼晨昏活动高峰存在明显的季节性变动,双峰从暖季到冷季向中午移动,按间隔时间长短排序为:夏季>春季>秋季>冬季。野骆驼日活动强度有明显的季节性差异,大小关系为:夏季>秋季>春季和冬季,春季和冬季间差异不显著。(2)通过布朗桥模型提取分析野骆驼整体及核心家域。结果表明:野骆驼为核心家域利用类型,且存在多个核域,具有很强的迁移能力。就家域空间分布来看,中国野骆驼主要分布于库木塔格沙漠周边地区,其中以阿尔金山北麓最为集中。蒙古国野骆驼主要分布于戈壁阿尔泰地区。野骆驼个体间家域面积差异显著,从179.97 km~2至3,800.39 km~2不等。雌性野骆驼家域与核域面积普遍大于雄性。从季节性家域面积来看,夏季野骆驼平均家域面积最大(1972.73±737.40 km~2),其次为春季(803.47±372.33 km~2)和秋季(497.57±144.15 km~2),冬季家域面积最小(198.57±73.48 km~2)。野骆驼普遍具有家域重叠现象,其中异性家域重叠度显著大于同性,重叠区域主要位于食物和水资源丰富的地区。(3)利用最大熵模型与跟踪点位数据和环境变量数据,提取了中蒙野骆驼分布区野骆驼潜在适宜生境,并利用景观格局指数定量化评估其生境破碎状况。结果表明:人类足迹指数对野骆驼生境适宜度影响最大,其余依次为年降水量、地表覆盖类型、最干旱季节总降水量、海拔、年平均温度、坡度及路网等。就生境适宜度模型结果来看,中国适宜生境以库木塔格沙漠地区为核心,包括阿尔金山南部柴达木盆地地区以及阿奇克谷地以北部分区域。蒙古国主要位于外阿尔泰戈壁中部、阿塔山地区、额德伦格山脉南麓和塔查干山西侧区域。从统计结果看,总的潜在适宜区域面积比较可观,为190,071 km~2。中国境内保护区对野骆驼潜在分布区域的保护范围较小(33.3%),保护区利用率也较低(52.7%),蒙古国大戈壁A保护区则有较高的保护范围(81.25%)和利用率(91.1%)。野骆驼潜在分布区域呈孤岛化特征,共有6个斑块,各斑块均呈现一定程度的破碎化,斑块面积分布不均衡。(4)利用最大熵模型,结合未来环境变量数据预测RCP4.5气候情景下2050及2070年野骆驼适宜生境的空间分布、质心移动情况,评估未来生境破碎化程度并分析气候变化对野骆驼未来适宜生境的影响。结果表明:未来野骆驼适宜生境面积将大幅减少,空间分布格局也将发生变化。当前至2050年适宜和次适宜生境的变化率依次为-95.3%及-41.3%,2050至2070年两数值依次为-65.1%以及-26.5%。其中,中国境内适宜和次适宜两类生境质心均表现为向阿尔金山南麓移动,至2070年,由当前所在的库木塔格沙漠地区移至阿尔金山南部地区。蒙古国未来两类生境质心均表现为东移,向高海拔地区收缩。两国适宜和次适宜生境质心移动趋势均表现为远离现有保护区范围。未来野骆驼各个分部片区生境破碎化趋势明显,除个别片区外,整体趋势表现为平均斑块面积、斑块密度、最大斑块面积指数以及斑块聚集程度比照当前均有不同程度的降低。本研究结果证明:影响野骆驼生存发展的关键因素主要是人类活动和气候条件,野骆驼会主动回避存在人为干扰和不利气候的地区。根据野骆驼活动节律、家域、当前及未来生境适宜度划分结果,中蒙两国应合理制定野骆驼保护策略,为野骆驼生存发展创造有利条件。
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