第四色网站是多少 基于InVEST-图论模子的西双版纳州亚洲象生境聚集评价
发布日期：2024-10-08 13:42 点击次数：187
亚洲象(Elephas maximus)是亚洲现有最大的陆生野灵活物， 分别被记载为世界当然保护定约(IUCN)物种红色名录的濒危(EN)物种和《濒危野灵活植物种国外交易条约》(CITES)附录Ⅰ的靠近殒命物种， 在我国被列为国度Ⅰ级要点保护野灵活物[1]。当今国内野生亚洲象数目约300头， 分散于云南省南部的西双版纳、普洱、临沧等地[2]。连年来， 跟着对亚洲象保护力度的加强， 象群个体数目稳步加多， 随之而来的是食品不及、栖息地质地着落等一系列问题。与此同期， 亚洲象举止范围与东说念主类坐蓐生活空间抑止重复第四色网站是多少， 野象滋事情况日益增多[3]。2021年7月9日， 亚洲象国度公园创建责任茶话会在云南召开， 会上建议洋家林业和草原局将与省政府联接， 共同启动亚洲象国度公园建设面貌。在此之际， 评价我国亚洲象分散区域的生境质地与保护空白情况， 从泉源分析亚洲象栖息地破灭化问题， 不错灵验缓解东说念主象冲突矛盾， 为国度公园建设提供表面依据和数据参考。
栖息地生境质地是影响物种生涯养殖最径直的要素， 商讨标明当亚洲象生活在不允洽的栖息地时， 它们往往会阐扬得更具报复性[4]。当今， 基于生境聚集构建的物种保护商讨已形成“生态源地-阻力面-生境聚集”的基本框架， 关系商讨的支捏表面与技艺模子繁密， 但尚未形成概述各方法优点的进修体系。源地识别与阻力面构建方面， 常用生态系统干事评估和衡量(InVEST)模子[5—6]、形态学空间形状分析(MSPA)[7—8]、生境明锐性评价等方法， 前两者因使用数据类型单一， 不及以反馈物种对生境的需求， 后者阻力与权重赋值的合感性仍需进一步探讨；生境聚集方面， 常基于最小积蓄阻力模子(MCR)与电路表面[9]开展， 跟着图论旨趣被引入景不雅生态学中， 愈加直不雅的以“点、线”方式分析生境聚集结构的景不雅图论商讨方法缓缓被学者关心[10—12]。现有商讨多针对某类生境、或某类型的动物开展， 如水池[13]与农田[14]、食肉动物[15]与有蹄类[16]等， 较少以亚洲象等大型哺乳动物为商讨对象， 并凭据该物种习性改造商讨所使用的基础数据[17]。
本商讨在前东说念主商讨的基础上， 凭据西双版纳州亚洲象觅食与栖息需求， 引入海拔、坡度、距水源距离3个照顾因子， 改造以往商讨中InVEST模子仅使用地盘利用数据带来的生态源地索求错误问题， 并基于Graphab软件进行生境聚集组分结构与举座连通性指数(Integral index of connectivity， IIC值)分析， 拆伙对保护空白的定量化识别与评价。
1 商讨区概况
西双版纳傣族自治州位于云南省西南部， 21°10′—22°40′N， 99°55′—101°50′E (图 1)， 属热带雨林格式， 丛林繁稠密集， 稀零动植物资源丰富， 栖息有亚洲象、兀鹫、印支虎、钞票豹等世界性保护动物。西双版纳州共有6个当然保护区(2个国度级、4个市级)、1个国度级自得遗迹区和1个国度级丛林公园， 我国野生亚洲象主要分散在两个国度级当然保护区内(表 1、图 2)。
2 数据起首与商讨方法
2.1 数据起首
本商讨所使用的数据为：30m地盘利用和地盘遮掩数据(中科院地舆科学与资源商讨所， 2020年)、行政区与保护区矢量领域(世界地舆信息系统1 ∶ 100w)、说念路数据(世界地舆信息系统1 ∶ 25w)、遥感数据(地舆空间数据云， landsat 8-9 OLI/TIRS C2 L2系列， 云量1%， 2022-1-30， 条带号130， 行编号45)。其中地盘利用和地盘遮掩(LULC)数据包括19个地盘类别， 商讨凭据亚洲象对栖息地的偏好互异与《地盘利用近况分类GB/T 21010—2017》， 得到11种用地类型(图 2)。此外， 为便于空间数据分析， 所至极据均投影调节为Krasovsky_1940_Albers坐标系。
2.2 生境质地评估方法
InVEST模子常用于量化和评估生态系统干事。本商讨使用生境质地(Habitat Quality)模块， 该模块基于地盘利用信息， 通过意料威胁斑块对某一物种形成的生境斑块退化进程取得生境斑块的质地。其中， 威胁影响随距离变化的模式有线性与指数两类， 函数抒发如下：
式中， dxy为栅格x和y之间的距离， drmax是威胁因子r的最大作用距离。通过界说各地盘利用类型的生境允洽性、生境类型对威胁的明锐进程， 得到地盘利用类型j内某一栅格x的受威胁进程(生境退化度)Dxj， 并将其篡改为生境质地Qxj(范围为0—1)， 野心公式如下：
式中， Wr为威胁因子r的权重， irxy为威胁因子对每个栅格的影响， Sjr为某一地盘利用类型j对不同威胁因子的明锐性， Hj为某一地盘利用类型的生境的允洽性， K为半阔气常数(Half-Saturation Constant)， Z为模子默许参数2.5。
在生活习性方面， 亚洲象主要以禾本科、桑科、芭蕉科的崭新草、树叶、果实为食品起首[18]；木本丛林、竹阔混交林、灌丛能为其提供规避空间[19]；河流与湿地为其提给水源。威胁因子层面， 跟着连年来东说念主象举止空间进一步重复， 耕地缓缓成为特定季节为亚洲象提供生涯资源的一类异常生涯空间， 这类生物构成较为单一的斑块扩大后会导致当然与半当然生境出现一定进程的退化[20]；商讨区内园地多莳植茶叶、自然橡胶等经济作物， 不成沸腾亚洲象觅食需求；亚洲象常沿东说念主工开辟的说念路进行移动[21]， 但公路延迟建设会切割大面积生境， 路网密集区域愈加容易出现栖息地破灭化问题， 且高速路与亚洲象之间存在相互影响的安全隐患。因此， 商讨将耕地、园地、建设用地及主要说念路界说为威胁源(表 2—3)。
商讨设定的威胁因子影响范围、权重、生境允洽性与明锐度基于InVEST 3.13.0用户指南、亚洲象物种栖息环境条件[22—23]与一样商讨[24—25]得到。基础参数方面， 模子运算拆伙取决于数值的相对值而不是其全皆值， 其中半阔气常数(K)由模子屡次运算得到， 行将K值竖立为措施值0.5后初步启动模子， 凭据Dxj最大值(0.847795)的一半进行改造， 修正后K值为0.4239。
2.3 概述阻力面修正方法
已有商讨中， 将各种植被遮掩分别赋予不同的生境允洽值， 能一定进程上反馈不同植被类型对生物觅食与栖息的影响， 但与以微型哺乳动物或鸟类为焦点物种的商讨不同， 亚洲象因体型较大、前后肢不等长等生理特色， 仅基于地盘利用数据生成的概述阻力面不及以代表不同生境对亚洲象栖息与移动的禁绝进程。现有生境质地评估模式中清寒对栖息地海拔、坡度、距水源的距离等资本要素的进一步考量， 因此， 本文参考前东说念主商讨[26—27]引入3种变量(表 4)看成照顾整个改造生境质地评价拆伙。将各种因子照顾后进行归一化措置， 以摈斥量纲互异影响， 修正公式如下：
式中， QR为生境质地修适值， Xi为不同照顾筹划的原始栅格数据， Ri为照顾整个， i为不同的照顾筹划， 其中RH为海拔， RS为坡度， RD为距水源的距离。
参考InVEST模子允洽生境常用值， 依据改造后的QR值(值域0—0.89)将生境重分类为四级， 大于0.6的生境斑块界说为允洽生境、0.4—0.6为较适生境， 0.3—0.4为边缘生境， 0—0.3为非生境。通过将生境质地得分由高到低进行反向重分类， 按序赋予10、9、8、7、6、5、4、3、2、1的阻力值[28]， 形成概述阻力面。
2.4 生境聚集识别方法
生境聚集构建以景不雅图论(landscape graphs)为表面支捏， 该表面于1993年由Cantwell等东说念主建议[29]， 平淡以“点-线”的苟简图形转译复杂结构关系， 其中“点”代表事物， 即生境斑块；“连线”示意事物间的某种特定关系， 即生境斑块之间的生态流。图论化后的生态聚集能进行连通性模拟野心， 定量化刻画斑块与廊说念的迫切性[30]， 具有运算速率快与拆伙松弛直不雅的优点。
商讨识别生态聚集的设施如下：(1)索求QR值大于0.6的斑块看成潜在栖息地导入Graphab2.8， 剔除面积小于30hm2[31—33]的斑块后得到生态源地；(2)竖立不同阻力参数并屡次启动模子， 得到宏不雅层面上组分聚合关系理会的阻力贯串阈值；(3)导入概述阻力面， 竖立斑块贯串模式后模拟整个潜在廊说念；(4)使用Delta metrics模块野心节点的IIC值， 判断节点迫切性并凭据组分关系隔离廊说念品级， 形成生境聚集分级评价战略。
IIC值野心公式如下：
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式中: ai、aj为生境斑块面积; nlij为生境斑块i与j之间最短旅途中边的数目; AL为商讨区内景不雅的总面积。IIC值越大代表该节点对生境聚集连通性孝顺值越大， 即迫切性越强。
3 商讨拆伙
3.1 生境质地评价
由图 3—4可知， 西双版纳州允洽生境占比35.49%， 空间分散较为均匀， 以林、灌组合为主， 这与亚洲象觅食与规避的习性相吻合；非生境占比7.13%， 主要分散在中南部区域， 以耕地、园地、建设用地为主。此外， 由于连年来亚洲象栖息地遭遇梗阻， 食品起首不及， 耕地与园地缓缓成为东说念主象冲突爆发的高频区域[34]。
保护区方面(图 5)， 纳板河流域国度级当然保护区(A)与西双版纳州国度级当然保护区(B)生境质地情况较为一样， 允洽生境占比分别为62.78%、61.59%， 非生境0.73%、1.39%。子保护区中， 勐养片区(B3)生境质地最好， 面积最大且允洽生境占比最高， 为75.37%， 后续可看成经营中生物走廊的中枢节点。与此违犯， 面积最小的勐仑片区(B4)允洽生境占比最低， 仅17.24%， 较适生境占比60.86%， 非生境占比5.56%， 非生境主要分散在保护区边缘处。
3.2 生境连通性评价
通过分析组分关系与节点IIC值不错评价生境聚集连通性。组分关系方面， 使用Graphab软件能拆伙组分领域可视化。商讨通过竖立1—2000cost的不同阻力阈值判断组分关系变化情况， 发现当阈值小于100cost时组分关系变化不显耀(cost为图论中累计阻力的单元)。因此竖立100、300、500、700、900、1000、1200cost共7组阈值气象进行判断。由图 6可知， 当贯串阈值小于500cost时组团关系较为零乱， 大于500cost后组团聚合进程变化较小， 大部分小斑块融入周围组团， 当阈值取900cost时组团关系较为理会， 能判断出北侧与东侧形成连片状生态组团， 西南部斑块结构较为剖判， 中部斑块寂寥， 尤其是勐仑(B4)保护区周围， 当阻力值为1200cost时该片区组分仍然孤苦， 呈彰着的生态孤岛趋势。
节点IIC值越高阐明该斑块在生境聚集连通性中越迫切；节点越密集标明该区域斑块较少形成大斑块， 相对破灭。由图 7可知， IIC值最高(0.549)的斑块局部位于B3保护片区内；较高IIC值(0.156—0.262)的斑块汇聚分散于西双版纳州北部， 较低IIC值(＜0.064)的斑块洒落在中西部区域， 西南部小斑块最为密集。
3.3 生境聚集识别拆伙
生态源所在面， 本商讨共鸣别到生态源地335个， 总面积4595.60km2。凭据生态源地IIC值隔离品级(图 8)， 得到西双版纳州东北部的中枢生态源地一个， 面积1060.34km2；北部一级生态源地一个， 面积550.83km2；北部与东部的二级生态源地4个， 面积937.95km2；三级生态源地15个， 面积1124.90km2；其他源地314个， 面积921.58km2。
生态廊说念方面， 阈值变化与组团聚合情况的对应关系不错看成生态廊说念分级建设的缓助依据。商讨拆伙如下：①模拟得到整个潜在廊说念， 共848条。②索求IIC值前2%的廊说念看成一级廊说念， 共16条。③叠加组团领域， 穿过组团领域的为二级廊说念， 共108条。④模拟出的剩余廊说念看成三级廊说念， 共724条。此外， 商酌亚洲象沿东说念主工说念路移动的习性， 导入国说念、省说念、县说念数据， 看成潜在廊说念。
3.4 保护空白分析
西双版纳州国度级保护区范围内的生态源地仅占总源大地积的31.68%。为理会保护空白之间的优先品级， 商讨凭据斑块IIC值对保护区外的生态源地开展三级当然断点法分析， 如图 9所示， 一级保护空白位于B3片区东朔方；二级保护空白为A保护区与B3片区连络处的林地、北部普文镇的灌木林、东部区域的易武州级保护区；三级保护空白主要分散在西南部。后期在勘定国度公园领域时可在已有当然保护地的基础上构建战略， 如朔方说念路分割源地情况较少， 不错补充整合A与B3领域相邻的保护范围；符合扩大B3片区东北部区域；普及易武州级保护区保护品级；完善县级、市级当然保护地建设等。
4 论断与建议
4.1 论断
4.1.1 西双版纳州域视角生境聚集分析
商讨发现， 西双版纳州的亚洲象生态源地与生态容量较高的大型斑块汇聚分散于东部与北部， 此拆伙在一定进程上标明东北部举座生境质地较好， 但从另一个角度来看， 该区域局部仍存在组分分离情况， 有大面积住户点分散的易武镇、勐腊镇、勐捧镇与勐满镇等地， 出现了不同进程的“生境岛屿”征象， 跟着城镇进一步开采建设， 可能会影响亚洲象不同种群间的基因沟通[35]。复合种群表面觉得， 在空间突破的、非连气儿种群中整个亚种群均有殒命的风险与重建的可能， 在此经由中种群间的通量极为迫切[36—37]， 齐全的生境聚集有益于分散单斑块的环境承载压力， 促进物资能量与物种沟通， 因此在西双版纳州当然保护地建设中仍需提高对东北部生境聚集连通性的关心度， 加强对原生植被和丛林群落的保护。
西双版纳州中部， 勐仑片区与周围生境之间连通性较差， 跟着图论聚集的阻力阈值加多仍然存在彰着的组团领域， 其原因与该片区中心为勐仑镇联系。该镇位于西双版纳州沿边高速公路经济带上， 属于六梗概点发展镇之一， 勐仑片区毗邻G214兰磨线、S327景仑线与S403小磨线， 外部路网较为密集， 较难形成生物移动廊说念， 因此， 后期需要东说念主为构建生态廊说念对现有生境结构进行改善。
西部与南部的生境斑块小而密集， 相互之间诚然有潜在廊说念贯串， 但清寒粗略守护合理种群范围、具备一定抗干豫才略的大型斑块， 存在一定的栖息地破灭问题， 容易引起斑块负面的边缘效应， 增大物种殒命可能[38]。该区域是西双版纳州的食粮主产区与经济作物莳植区， 在20世纪初期进行了大范围的毁林垦荒工程， 原生热带雨林被东说念主工莳植的橡胶与茶园取代[39]， 园区的兴修与东说念主为举止的日益常常进一步挤压亚洲象原始栖息地空间。从斑块面积角度起程， 西南部斑块后续生境聚集优化可从鼓舞地盘利用类型篡改， 构建大型生态节点的角度切入。
要而论之， 西双版纳州生境聚集东部与北部形成面状生态片区的潜在才略较强， 后期建议以保护为主；中部需加强寂寥斑块与外界的谋划， 后期不错建造为主；西南部斑块较为破灭， 后期不错整合构建大型中枢斑块为主。举座物种移动走廊经营可结合澜沧江、小黑江、茶王河等河流聚集， 构建以东北部为中枢， 向西南部辐照的亚洲象栖息地保护形状。
4.1.2 保护区视角生境聚集分析
商讨发现， A、B3保护区生态廊说念建设情况较好， 保护区表里均有较为齐全的生境聚集， 除此之外的保护区均存在一定进程上的连通性问题(图 10)。B1片区中部有组分领域穿过， 原因与该区域面状的勐腊镇住户点与耕地将允洽生境切割为东西两部分联系， 建议后期以加强保护区里面廊说念建设为主， 使该片区融入东侧生物走廊中；B2、B5片区则是保护区外存在彰着组分领域， 标明该保护区与外界谋划较弱， 后期应要点加强其与左近生境斑块谋划， 增强生物间的物资与能量沟通， 幸免出现保护区极点化转为生态孤岛的征象；B4保护区除了被勐仑镇分割为三个次级保护区带来的破灭化问题之外， 生境质地与其他保护区比拟也较差， 该区域地盘利用类型以林、草、耕地为主， 水域面积占比比拟于其他保护区较少， 后续经营中可加强保护区内生境建设， 慢慢鼓舞草地向林地的篡改， 低遮掩度况兼泥土保水性较差的草地向高遮掩度草地、疏林地的篡改。
除此之外， 当今亚洲象主要分散在B1、B2、B3三个片区内， 但B3与另外两个片区之间地舆位置相隔较远， 亚洲象种群难以沟通。跟着罗梭江回龙山水电站的开采建设， 归并了“B3-B4”片区之间的大皆热带雨林， 该水电站当今除防洪功能外一经停用， 但开采形成的生态断带影响缓缓扩大。
4.2 当然保护区优化建议
4.2.1 空间布局优化建议
当今西双版纳州国土空间经营中南部的澜沧江及卑鄙宽谷盆地仍为生态胶园莳植区， 举座生境情况较差， 不允洽看成物种移动廊说念的主要承载区域。在空间布局优化的初期可围绕“B5-A-B3-B4-B1-B2”道路构建以国度级保护区为中枢的生物移动带， 保证要津移动廊说念的大型野灵活物通行宽度[40]， 后期结合西南部模拟出的潜在廊说念与生境斑块(图 8)， 完善以国度公园为中枢的当然保护地体系建设。
商讨参考西双版纳州国度级当然保护区生物走廊带经营， 结合前文拆伙进行东部保护区体系的初期优化(图 11)。B5-A之间现有生境以灌木林为主， 后期可加强林地建设， 使之成为连通该片区的高质地生物走廊；B4的生态孤岛问题可通过两种方式优化， 一是加强B3-B4贯串， 保护北部模拟出的潜在生态廊说念， 使其融入北部的生态保护区；二是于东部建设生物廊说念与易武州级保护区贯串， 加强其与东部生态区的谋划。B1-B2保护区相隔较近， 可在局部确立林带、生物踏脚石沸腾动植物扩散与移动的需求。举座上， 空间形状优化建议围绕保护区补充整合、低植被遮掩率区建造、廊说念保护红线端正三方面开展。
4.2.2 生境分级保护建议
当今亚洲象主要分散在B1、B2、B3片区内， 同期这三个片区是承载西双版纳州亚洲象特色旅游举止的主要区域， 野象谷景区与望天树景区连年来旅客数目抑止加多。《国度公园总体经营技艺规范》(GB/T 39736—2020)中明确法例后续开展生态旅游的经由中应严格端正中枢区与一般限度区， 同期还需端正用于开展公众教化、宣传展示、游憩体验等举止的区域。本文以生境质地修适值为依据， 将允洽生田地说为中枢保护区， 保护当然生态系统的中枢资源；较适生境为保护过渡区， 可开展非资源毁伤或梗阻的东说念主类利用举止；边缘生境与非生境为建造测验区， 开展生态建造工程的同期提供公众生态游憩举止， 收入可用于保护区运营与社区寰球的生活质地提高， 完善“亚洲象保护-国土资源优化-东说念主民福祉提高”的负反馈机制建设(图 12)。
4.3 不及与预测
商讨引入照顾因子与图论理念完善基于InVEST模子的商讨模式， 从栖息地生境聚集优化的角度， 在国度公园建设之际分析西双版纳州亚洲象生境聚集质地与保护空白， 并针对国度级当然保护区建议优化建议。但围绕某一物种开展的生境商讨常结合物种不雅测数据开展， 后续商讨可补充物种点位数据与格式数据， 结合MaxEnt模子进行进一步长远。除此之外， 国内基于景不雅图论与Graphab软件开展商讨的案例较少， 其较为直不雅的拆伙呈现模式有益于缓助有筹划者进行判断第四色网站是多少， 基于此， 商讨也但愿能提供一些先导性尝试， 后续进一步探讨怎样将生态学商讨拆伙诈骗到城市经营与设想经由中， 怎样拆伙从生物各种性保护到国土资源优化， 并促进其向东说念主类福祉的篡改。
