利用物种分布模型开展黄土高原被子植物保护策略研究

发布时间：2020-06-13 06:50

【摘要】：黄土高原地区是多个植物区系的交汇区,也是我国典型的生态脆弱区。长期以来,由于资源的过度利用、土地利用方式的改变、全球气候的变化以及水土流失等环境问题,该地区的自然植被受到了严重破坏,生物多样性保护也面临严峻挑战。自1999年实施保护工程以来,该地区的植被覆盖面积虽然显著增加,但在工程实施过程中只是通过增加植被覆盖面积来实现生态恢复效益,而没充分考虑植被建设质量问题,使得黄土高原植被生产力已接近水资源承载力阈值,在未来植被建设中水资源短缺将成为主要的瓶颈。为进一步巩固退耕还林成果,缓解飞速发展的经济、人口与生物多样性保护之间的冲突,在未来需要一种可以定量、客观综合分析生物多样性保护与人类活动的保护规划网络。明确物种的地理分布可以为后续保护优先区的识别与植被建设提供重要的信息。本研究以物种分布数据为基础,结合当前和未来(2050S、2080S两时期)四种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)下的环境图层,应用物种分布模型模拟了505种草本植物以及293种木本植物潜在分布格局,并在阈值确定的情况下绘制对应的丰富度地图。结果显示同一物种在不同时间不同气候情景下潜在分布格局是不同的。通过jacknife分析结果显示,每个物种对气候的响应程度也是不同的,而且相同物种在不同气候情景下与气候因子的响应是一致的。不同气候情景下物种丰富度格局存在一定的差异,但丰富度较高的地区主要集中于黄土高原南部边界的秦岭地区,较低的地区主要集中于内蒙古和宁夏回族自治区。未来气候情景下,丰富度增加的地区主要集中于山西省的吕梁山、太行山地区,内蒙古的鄂尔多斯高原、乌审旗、鄂托克前旗、鄂托克旗等地区,丰富度降低的地区主要是黄土高原的边界地区。为提高保护效率,将有限的资源投入到关键区域。此次我们基于系统保护规划原理,应用线性规划工具Marxan计算了每个空间单元的不可替代性值,将不可替代性值大于35的确定为保护优先区,最终确定出11个保护优先区,这些保护优先区大部分集中分布于黄土高原的边界及山地地区。将现存保护区与保护优先区叠加,发现3个重叠程度低,其余8个程度都比较高,说明黄土高原地区现存自然保护区的分布比较合理。
【图文】：

黄土高原,地理位置

第二章研究区概况与数据2.1 研究区概况黄土高原地区（100°54' - 114°33'E，33°43' - 41°16'N）位于我国中部偏北，包括宁夏与山西全境、内蒙古的河套平原和鄂尔多斯高原、甘肃的陇中和陇东地区、青海东北部以及陕西中北部[95]（图 2.1、2.2），是中国的四大高原之一。该地区地貌类型复杂，，以黄土地貌为主，区域差异明显且地貌具有垂直分带结构。气候为干旱少雨的大陆性季风气候，有明显的气候季节差异[96]，属于中国东部湿润区与西北干旱半干旱区的过渡地带，其内部生物气候的地域分异比较复杂[95]。地势由西北向东南降低,海拔一般在 1,000m 以上，高度悬殊，最高海拔达 5,254m，最低海拔仅 98m。植被类型复杂多样[96]，是主要的森林向草原过渡区[97]，典型的雨养农业区[98]，也是脱皮榆（Ulmus lamellosa）、矮牡丹（Paeonia suffruticosa）、蒙古扁桃（Amygdalusmongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）等珍稀濒危植物的主要分布区[99-103]。

高程图,黄土高原,学名,物种数

图 2.2 黄土高原高程图Figure 2.2 The Digital Elevation Model of Loess Plateau2.2 数据来源与分析2.2.1 物种数据物种分布数据来源于国家标本资源共享平台（ NSII ）（http://www.nsii.org.cn/2017/home.php），共获得 167,237 条标本数据，为确保数据的准确性与实时性，通过中国植物志（http://frps.iplant.cn）将学名一一校正，将变换了的学名更换为最新学名，查不到的进行剔除，最终保留 141,257 条标本记录。为后续建模的有效性（物种数＞5），将保留的 141,257 条记录进行统计整理，数量少于 5 个的物种剔除，剔除后剩余 131,132 条标本记录。由于这些都是标本数据，因此没有准确的坐标，但是可以根据标本的采集信息给物种数据匹配到一定的区域坐标，根据标本的采集地点信息，将每个物种的采集地查询到镇（约 10km×10km），
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948.1

【相似文献】