气候变化对塔里木盆地六种重要野生动植物分布影响及其适应对策研究

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全球范围内,气候变化被认为是引起物种栖息地丧失和生境分布格局变化的最关键因素之一。国内外研究结果证明,气候变化会导致生物种群的强迫性迁移、种群生境消失甚至物种灭绝。探讨气候变化对野生动植物适宜生境分布的影响,对于生物多样性和生态系统保护具有重要的理论和现实意义。本研究以塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)、塔里木兔(Lepus yarkandensis)、鹅喉羚(Gazella subgutturosa)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、胡杨(Populus euphratica)和芦苇(Phragmites communis)等六种野生动植物作为研究对象,选取每一个物种的生境分布可能受影响的17种生物气候要素,通过结合利用Max Ent生境评价模型软件和Arc GIS10.2软件,对每一个物种分别进行建模,模拟算出塔里木盆地六种野生动植物当前基准气候情境(1950-2000年)下潜在生境分布以及RCP4.5和RCP8.5两种未来气候情景下2050s时期(2041-2060年)和2070s时期(2061-2070年)的适宜生境分布。利用模型AUC值和Jackknife环境变量重要性检验来评价模型精度和环境变量的重要性。通过物种当前基准气候情境下潜在生境分布和未来多个气候情境下生境分布相对照,分析不同气候情景模式如何影响物种生境分布范围和分布格局。在此基础上,提出具体物种应对气候变化保护对策。研究结果表明,(1)塔里木盆地六种重要野生动植物模型10次重复运行的平均AUC值分别为0.977、0.927、0.894、0.853、0.891和0.908,说明模型预测精度较高;在塔里木马鹿的生境分布模型中,马鹿生境分布影响最大的气候要素是Bio8(最湿季平均温度),贡献率为12.1%;塔里木兔的生境分布模型中,塔里木兔生境分布影响最大的气候要素是Bio11(最冷季平均温度),贡献率为44.6%;鹅喉羚生境分布模型中,Bio11(最冷季平均温度)在鹅喉羚生境选择中起到了最重要的作用,其贡献率为52.7%;影响多枝柽柳分布最大的环境变量是Bio17(最干季降水量),其贡献率为17.5%;胡杨的塔里木盆地的分布模型中,胡杨生境分布影响最大的气候要素是Bio11(最冷季平均温度),贡献率为19.3%;芦苇在塔里木盆地的分布模型中,Bio11(最冷季平均温度)在芦苇分布起到了最重要的作用,其贡献率为70.2%。(2)当前基准气候情境下塔里木盆地六种重要野生动植物生境分布情况如下:塔里木马鹿当前基准气候情境下适宜生境面积为69112.3km~2,占总面积的4.16%;塔里木兔适宜生境面积为211628.4km~2,占总面积的12.74%;鹅喉羚适宜生境面积为255841.7km~2,占总面积的15.47%;多枝柽柳适宜生境面积为229186.3km~2,占总面积的13.80%;胡杨适宜生境面积为197026.5km~2,占总面积的11.86%;芦苇适宜生境面积为199998.5km~2,占总面积的12.04%。(3)塔里木盆地六种重要野生动植物适宜生境相比当前基准气候在RCP4.5、RCP8.5两种未来气候情景2050s和2070s两个未来预测时期的变化情况如下:塔里木马鹿适宜生境范围分别增加0.06%、﹣0.02%、﹣0.03%和0.07%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经86.4285度,北纬40.8955度→东经84.3249度,北纬41.2086度→东经84.8947度,北纬40.513度,迁移距离分别为179.784km、136.099km。塔里木兔适宜生境范围分别增加1.37%、﹣3.68%、﹣1.18%和﹣0.01%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经82.6483度,北纬39.9561度→东经80.3152度,北纬39.3162度→东经80.2549度,北纬38.4685度,迁移距离分别为212.063km和264.32km。鹅喉羚适宜生境范围分别增加0.77%、1.84%、4.3%和﹣2.57%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经83.7546度,北纬39.3154度→东经82.8469度,北纬38.7843度→东经82.1674度,北纬39.3522度,迁移距离分别为98.135km和86.1338km。多枝柽柳适宜生境范围分别增加3.36%、﹣1.18%、2.24%和0.89%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经83.1055度,北纬40.2605度→东经82.1066度,北纬40.1024度→东经82.7462度,北纬39.4211度,迁移距离分别为86.657km和98.243km。胡杨适宜生境范围分别增加0.2%、﹣3.65%、﹣0.43%和﹣2.25%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经82.8944度,北纬39.3642度→东经80.3521度,北纬39.6522度→东经80.9241度,北纬39.6857度,迁移距离分别为220.425 km和172.720km。芦苇适宜生境范围分别增加﹣0.64%、﹣2.51%、﹣3.45%和﹣3.46%;当前、2050s时期和2070s时期的生境质心位置变化方向为东经80.9594度,北纬38.6844度→东经81.2554度,北纬39.3542度→东经83.1205度,北纬39.7842度,迁移距离分别为78.742km和222.689km。(4)采用Arc Map叠加分析工具计算塔里木盆地六种重要野生动植物适宜生境范围重叠区域,从而找出物种优先保护区;胡杨、多枝柽柳和芦苇三种植物适宜生境重叠区面积为186450.9km~2,占总面积比例为11.23%;塔里木马鹿、塔里木兔和鹅喉羚三种动物适宜生境重叠区面积为63925.6km~2,占总面积的3.85%;塔里木马鹿、塔里木兔、鹅喉羚、多枝柽柳、胡杨、芦苇等六种重要野生动植物适宜生境重叠区面积为46285.5km~2,占总面积的2.79%,其中仅0.84%的优先保护区面积得到自然保护区的保护。其保护空缺主要存在于库车县、沙雅县西部和若羌县西部。建议在这些区域的重要保护空缺区内新建或调整自然保护区,从而更好地保护当地动植物资源,并重点关注生物多样性和物种生境随气候变化而变化的趋势。
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