秦岭山地景观空间格局变化及其对大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）空间利用的影响

论文摘要

大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）是中国乃至世界野生动物保护的旗舰物种。秦岭山地是我国大熊猫分布的最东界和最北界,对我国大熊猫种群及栖息地保护具有重要意义。本文利用秦岭山地2000年和2010年的土地覆盖/利用数据结合2000年和2010年秦岭大熊猫野外分布数据,在FRAGSTATS4.2.1、ArcGIS10.2、GWR4.0、R3.3.2等软件平台的支持下,量化了 2000年和2010年秦岭山地景观空间格局特征及其变化,分析了秦岭大熊猫2000年和2010年的空间利用情况,并引入地理加权回归模型（Geographical Weighted Regression;GWR）,对秦岭山地景观空间格局与大熊猫空间利用动态耦合关系进行了分析和评价。主要研究结果分述如下:（1）从景观构成来看,秦岭山地2000-2010年各景观要素的构成变化不大。研究区2000年有林地占总面积的37.03%,草地占总面积的34.79%,2010年有林地占总面积的37.22%,草地占总面积的34.15%,有林地和草地斑块是优势度最高的景观要素,构成了秦岭山地景观格局的基质。各景观要素空间分布特征差异明显,森林（包括有林地、灌木林和疏林地）主要分布于研究区中段相对高海拔区域,草地围绕有林地相间分布,农田和居民用地零星分布于研究区西北部、南部和东南部的低海拔沟壑区以及东北部的低海拔平原区,水域和其他用地无明显分布规律。（2）从景观形状特征来看,2000-2010年各景观要素的形状变化亦不大。研究区2000年和2010年两期景观要素斑块形状指数由大到小的顺序均为:农田>草地>有林地>灌木林>疏林地>居民用地>水域>其他。农田和草地斑块形状指数较大,表明这两种景观类型形状复杂,容易促进斑块内部与外界环境相互作用。研究区各景观要素的分维数差异不大,其中森林（包括有林地、灌木林和疏林地）斑块分维值趋近于1.5,说明这几种斑块的自相似性较低,林内生境复杂,人为干扰较小。（3）从景观破碎化来看,秦岭山地各景观要素的平均斑块面积和破碎度指数存在显著差异,斑块密度、聚合度指数和连接度指数差异不大,2000-2010年各景观要素的破碎化程度变化不大。研究区适宜大熊猫生存的森林（包括有林地、灌木林和疏林地）斑块聚合度指数大于93%,连接度指数趋近于99%,表明该斑块类型在空间上呈聚集分布且连通性好。秦岭山地2000年景观蔓延度指数为59.7563,2010年为59.4054经历了下降的趋势,2000年香侬多样性指数为1.4147,2010年为1.4273经历了上升的趋势,表明2000-2010年秦岭山地景观破碎化程度有所加强,主要原因是由于农田、居民用地和其他用地等人工斑块组分的存在,使研究区整体景观格局破碎化程度上升。（4）应用普通最小二乘法（Ordinary Least Square,OLS）和地理加权回归（GWR）模型分别对2000年和2010年大熊猫空间分布与景观空间格局特征进行耦合发现,基于2000年大熊猫野外分布记录数据的OLS模型的R2为0.226,GWR模型的R2为0.365,GWR模型与OLS模型的AICc之差远大于3（ΔAICc=23.289）,GWR模型的残差平方和（Residuals SS）相比OLS模型下降了 36.953。基于2010年大熊猫野外分布记录数据的OLS模型的R2为0.379,GWR模型的R2为0.506,GWR模型与OLS模型的AICc之差远大于3（ΔAICc=23.441）,而GWR模型的残差平方和（Residuals SS）比OLS模型下降了 24.85。结果表明,GWR模型的AIC、R2和校正R2均显著优于OLS模型,模型的拟合效果明显高于OLS模型。GWR模型的局部回归系数能够更加有效的刻画野生动物分布与环境之间的空间非均匀性,能够揭示大熊猫空间分布与环境变量间的复杂空间关系。综上,本研究对2000年和2010年秦岭山地空间格局变化及其对大熊猫空间分布的影响进行了系统的分析,其结果可以为保护区管理规划者进一步保护大熊猫及其他野生动物提供科学有效的理论依据。本研究应用GWR方法初步探究了秦岭大熊猫对景观空间格局变化的响应机制,该方法可以为进一步开展大熊猫及其他野生动物栖息地选择与利用精准量化分析提供参考。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 薛瑞晖

导师: 于晓平,叶新平

关键词: 大熊猫,秦岭,景观格局,空间异质性,地理加权回归模型,普通最小二乘法

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 陕西师范大学

基金: 国家自然科学基金(3167120136),国家重点研发计划专项(2016YFC0503200)

分类号: Q958.1

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.000914

总页数: 73

文件大小: 5197K

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