气候变化下马可波罗盘羊的环境适应性及生境廊道识别

气候变化下马可波罗盘羊的环境适应性及生境廊道识别

论文摘要

气候变化是造成生物多样性下降和物种灭绝的主要因素之一。研究气候变化对物种生境的影响,对于保护生物多样性和维持生态系统功能完整性具有重要意义。本文以国家Ⅱ级重点保护野生动物马可波罗盘羊(Ovis ammon polii or Ovis polii)为研究对象,选取对该物种分布可能产生影响的26个环境因子,在当前气候条件下利用MaxEnt模型模拟了马可波罗盘羊在塔什库尔干野生动物自然保护区的潜在生境分布,并分析预测了RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种温室气体排放情景下2050s、2070s时期马可波罗盘羊的潜在生境分布特征。采用接收工作曲线下面积(AUC)评估了模型的预测精度,评价了适宜生境分布特征,最后利用Linkage Mapper廊道模拟软件模拟、识别当前气候条件下以及未来气候变化下马可波罗盘羊的潜在生境廊道。研究结果显示:(1)同当前时期(1950-2000年)对比,未来RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,研究区整体的年均温将会升高而年降水量将会减少。最大熵模型预测马可波罗盘羊潜在生境分布的精度很高,10次模拟平均AUC值为0.939,26个环境因子中,最湿季平均温、温度季节性、植被、最冷月最低温、最干季平均温、海拔是影响马可波罗盘羊生境分布的主要因子。(2)当前时期,马可波罗盘羊的潜在高适宜生境面积为700.44 km2,中适宜生境面积为767.94 km2,不适宜生境面积为14394.62 km2,分别占保护区总面积的4.42%、4.84%和90.74%。大多数潜在适宜生境(高适宜+中适宜生境)分布在保护区西北部。随时间推移,除了RCP2.6情景下马可波罗盘羊的潜在适宜生境面积有所增加外,其他两个情景下马可波罗盘羊潜在适宜生境面积与当前时期相比,明显减少,而新增潜在适宜生境面积较少,适宜生境面积整体呈下降趋势,其中RCP4.5情景下适宜生境面积下降程度高于RCP8.5,而且中适宜生境面积的变化幅度高于高适宜生境面积的变化。从2050s到2070s,RCP2.6情景下盘羊高适宜生境面积、中适宜生境面积分别为2437.12 km2、2195.51 km2,适宜生境面积持续增加;RCP4.5情景下,高、中适宜生境的面积分别为344.37 km2、480.40 km2,分别下降了0.35%、2.25%;在RCP8.5情景下高适宜面积、中适宜面积分别为396.05 km2、904.18 km2,分别减少了1.03%、0.42%。(3)分析马可波罗盘羊生境的空间分布变化特征发现,该物种潜在适宜生境的几何中心先向西移动,然后再向西南方向偏移,至2050s,潜在生境分布几何中心在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的迁移距离分别为13.67 km、13.69km和12.55 km;至2070s,相应情景下的迁移距离分别为40.3 km、28.86 km和10.75 km。潜在适宜生境分布整体呈现出向更高海拔处迁移的趋势。(4)随着气候变化下生境的迁移,生境斑块间的生境廊道也随适宜生境的变动而向西北方移动。当前时期,国道G314两侧的廊道对维持整个景观中生境网络连通性具有很重要的作用,但是廊道质量较差,需要重点保护。而在未来气候条件下,由于G314东侧的适宜生境基本消失,对整个区域起重要连接作用的生境廊道主要是连接那些较大核心生境斑块之间的廊道,它们多分布于塔什库尔干河流域两侧,建议在上述区域开展未来气候变化引发的生境变化对马可波罗盘羊生存的影响。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 国内外研究动态及发展趋势
  •     1.2.1 气候变化对物种分布的影响
  •     1.2.2 未来气候预测
  •     1.2.3 物种分布模型研究
  •     1.2.4 生境廊道研究
  •   1.3 研究目的与意义
  •   1.4 研究内容与技术路线
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 研究方法
  •   2.3 数据获取与处理
  •     2.3.1 盘羊位点数据
  •     2.3.2 环境因子数据
  •     2.3.3 未来气候数据
  •   2.4 MaxEnt模型构建与运行
  •   2.5 MaxEnt模型评价
  •   2.6 马可波罗盘羊生境适宜性划分
  •   2.7 气候变化下马可波罗盘羊潜在分布区变化
  •     2.7.1 适宜生境面积
  •     2.7.2 生境空间转移特征
  •     2.7.3 适宜生境质心变化
  •   2.8 潜在生境廊道识别分析
  •     2.8.1 划定核心生境斑块
  •     2.8.2 构建阻力栅格图层
  • 第三章 研究区主要气候变化
  •   3.1 年均温度变化
  •   3.2 年降水量变化
  •   3.3 小结
  • 第四章 当前马可波罗盘羊潜在适宜生境分布
  •   4.1 模型验证结果
  •   4.2 当前马可波罗盘羊适宜生境分布
  •   4.3 影响马可波罗盘羊分布的重要环境因子分析
  •   4.4 讨论
  •   4.5 小结
  • 第五章 气候变化对马可波罗盘羊生境分布的影响
  •   5.1 马可波罗盘羊适宜生境面积变化
  •   5.2 马可波罗盘羊潜在适宜生境空间转移特征
  •   5.3 潜在适宜生境质心转移
  •   5.4 讨论
  •   5.5 小结
  • 第六章 马可波罗盘羊潜在生境廊道预测
  •   6.1 生境廊道概述
  •   6.2 最小成本距离模型原理
  •   6.3 各个时期马可波罗盘羊潜在生境廊道分布特征
  •     6.1.1 各个时期马可波罗盘羊核心生境斑块
  •     6.1.2 各个时期阻力图层
  •     6.1.3 马可波罗盘羊潜在生境廊道
  •     6.1.4 关键生境廊道识别
  •   6.4 讨论
  •   6.5 小结
  • 第七章 结论与展望
  •   7.1 结论
  •   7.2 展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李美玲

    导师: 罗格平,丁建丽

    关键词: 气候变化,模型,生境廊道,马可波罗盘羊

    来源: 新疆大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 新疆大学

    分类号: Q958.1

    总页数: 75

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