全 文 :第 33卷 第 5期 生 态 科 学 33(5): 931−936
2014 年 9 月 Ecological Science Sep. 2014
收稿日期: 2013-01-15; 修订日期: 2014-02-05
基金项目: 蒙原羚重要栖息地生境恢复试点及赛加羚羊放归自然前期试验(国家林业局珍稀濒危物种野外救护与繁育项目 2012)
作者简介: 吕晨阳(1986—), 女, 贵州省遵义市人, 硕士, 主要从事野生动植物保护与利用、自然保护区管理方面的研究
*通信作者: 金崑, 男, 博士, 研究员, 主要从事野生动物生态与管理、自然保护区管理等研究, E-mail: jk9551@sina.com
吕晨阳, 金崑, 王秀磊. 武威东沙窝地区赛加羚羊潜在生境适宜性评价[J]. 生态科学, 2014, 33(5): 931−936.
LV Chenyang, JIN Kun, WANG Xiulei. Potential habitat evaluation of Saiga antelope in Wuwei Dongshawo Region, Gansu[J].
Ecological Science, 2014, 33(5): 931−936.
武威东沙窝地区赛加羚羊潜在生境适宜性评价
吕晨阳 1, 金崑*, 王秀磊
中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所, 国家林业局森林保护学重点实验室, 北京 100091
【摘要】 赛加羚羊(Saiga tatarica)是一种濒危动物, 在我国已近 50 年未发现野生种群。为了其野生种群的恢复, 国家
林业局甘肃濒危动物保护中心于 20 世纪 80 年代开始由国外引入进行人工饲养, 现已经达到一百余只。武威东沙窝地
区曾是赛加羚羊的历史分布区, 现为甘肃濒危动物保护与繁育中心所在地。通过对该中心半散放种群的行为进行观察
和对植被、地形等数据的分析, 显示不考虑人类活动因素影响时, 最适宜与适宜的面积分别为 30.87 km²和 23.25 km²,
分别占研究区总面积的 31.076%和 23.404%; 考虑人类活动影响因素时 , 最适宜与适宜的面积分别减少了 4.903%和
3.268%, 人类活动影响因素对东沙窝地区赛加羚羊潜在生境适宜性影响较小。结果表明该地区比较适宜作为赛加羚羊
野外放归后的栖息地。为了进一步提高赛加羚羊放归时的存活率, 建议对东沙窝地区进行适当的生境改造及保护; 在
适宜性强的斑块之间建立廊道, 在繁殖季节和冬季补饲等。
关键词:武威东沙窝地区; 赛加羚羊; 潜在生境适宜性评价; GIS; 人类活动影响
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2014.05.018 中图分类号:Q958.1 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2014)05-931-06
Potential habitat evaluation of Saiga antelope in Wuwei Dongshawo Region,
Gansu
LV Chenyang, JIN Kun*, WANG Xiulei
Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forest
Ecology Protection of State Forestry Administration, Bejing 100091, China
Abstract: Saiga antelope (Saiga tatarica), an endangered animal in the world, has been extinct in China since 1960s in the
last century. For its population restoration Gansu Endangered Animal Protection Center of National Forestry Bureau
introduced several adults from Russia to artificial feed since 1970s. Until now the individual numbers of the population
already reach to 110. Dongshawo Region was historical distribution area of Saiga antelope. The potential habitat evaluation
of Saiga antelope which based on the behavior observation of semi-free population and the date analysis of vegetation and
terrain of study area will provide scientific basis for its reintroduction. The results showed that if not considering human
activities, the area of highly suitable and suitable habitats were 30.87 km² and 23.25 km². Accounting for 31.076% and
23.404% of total area investigated, respectively. In the presence of impacts of human activities, highly suitable and suitable
habitat decreased by 4.903% and 3.268% respectively. This showed that the effect extent of human activities was small and
Dongshawo Region was suitable potential habitat for Saiga antelope. To further improve survival rate of reintroduction of
Saiga antelope, we suggest establishing a habitat corridor, strengthening habitat rehabilitation and protection, and increasing
water and feedstuff supplement in breeding season and winter.
Key words: Wuwei Dongshawo Region; Saiga antelope; habitat evaluation; GIS; human activity impact
932 生 态 科 学 33 卷
1 前言
赛加羚羊(Saiga tatarica)属于偶蹄目牛科, 赛加
羚羊属, 是地球上濒临灭绝的物种之一, IUCN 已经
将其定为“极危”, 也是我国国家Ⅰ一级保护动物。赛
加羚羊栖息于荒漠、半荒漠地区, 我国甘肃北部、
新疆准噶尔盆地北缘东部地区、阿拉山口地区和巴
尔鲁克山西麓的山前平原都曾是其主要分布区[1]。
由于赛加羚羊角有一定的药用价值而导致其被过度
捕猎; 加之生存环境恶化、季节迁徙路线被人为阻
断等原因, 这种珍稀的野生动物在我国已经近 50 年
未发现野生种群。
我国为了赛加羚羊野生种群的恢复做了大量
的工作。1988 年甘肃濒危动物保护中心先后从美
国、德国分 4 批引入了 12 只赛加羚羊成体在东沙
窝地区进行半散放喂养[2]。至 2013 年, 其种群数
量已经达到百余只。饲养繁殖赛加羚羊的目的, 是
在养殖种群扩大的情况下 , 让其回归自然 , 重建
野生种群。
赛加羚羊的放归需要适宜的生境。生境是指生
物的居住场所, 即生物个体、种群或群落在其中完
成生命过程的空间[3]。要保护好濒危野生动物, 恢复
其野生种群, 就需要研究赛加羚羊种群行为习性与
生境之间的关系, 明确其生境需求和适宜的生境空
间分布格局[4]。
近年来, 利用 RS 和 GIS 建立的专业信息系
统, 对野生生物与生境之间关系进行分析与评价
的方法, 受到了国内外学者的重视 [5]。如张恩迪
等曾运用 GIS对江苏盐城自然保护区獐(Procapra
przewalskii)的栖息地进行了评价 [6]; 顾志宏、金
崑等利用 GIS 对四川省白河自然保护区川金丝猴
进行了生境适宜性评价[7]; 欧阳志云等在 GIS 的
支持下对卧龙自然保护区大熊猫的生境进行了适
宜性评价[8]。本研究将利用 GIS 对赛加羚羊潜在
生境的主要影响因子进行分析 , 并对赛加羚羊
的潜在生境进行适宜性评价 , 为东沙窝地区的
生境改造工程和赛加羚羊的野外放归等提供科
学依据。
2 研究地区自然概况
东沙窝地区位于武威市凉州区东北部, 地理坐
标东经 102°43′—103°22′, 北纬 37°53′—39°10′之间。
东接内蒙古自治区, 南邻凉州区黄杨镇, 西靠凉州
区清源镇, 北连民勤县。本研究在东沙窝地区所选
取的区域面积为 99.34 km2, 全境均属腾格里沙漠,
地表形态主要有新月型沙丘和沙丘链, 占总面积的
54%, 坡度多在 5°—20°之间, 属于典型的温带半荒
漠大陆性气候, 是极干旱的地区[9]。这些自然环境特
征与赛加羚羊现在分布区哈萨克斯坦的奇母故特、
卡拉干达、别特帕克达拉等地相似性较大[10]。自然
水源是主要为红水河, 另分布有 16 口人工钻井和若
干引水渠。植物共有 116 种, 其中菊科、禾本科、
藜科和豆科种占总种数的 68.9 %, 都是本地区植物
区系的主体。植物类群接近赛加羚羊现代分布区植
物类群, 多数可被羚羊采食[11]。另外该区还人工种
植了多种灌木和草本植物, 既供赛加羚羊采食, 又
为其创造了适宜的景观。
3 研究方法
生境分析与评价的的目标是通过分析生物的生
境要求与其与当地自然环境的匹配关系, 明确其生
境的分布范围与特征。如李莹、徐文轩等利用模
糊赋值法建立生境评价模型, 选取植被类型、坡
度、坡向和人类干扰活动为评价因子, 结合 GIS
技术对卡拉麦里山有蹄类自然保护区鹅喉羚的生
境进行了适宜性评价[12]。徐卫华, 欧阳志云等利
用大熊猫生境结构理论模型, 选取海拔、坡度、植
被类型等评价因子, 系统地研究了秦岭山系大熊
猫生境的分布、生境质量与空间格局, 并提出了相
应的生境保护对策[13]。赛加羚羊的潜在生境适宜
性评价程序如下: 首先通过文献资料的分析和对
半散养种群的行为进行观察, 筛选出影响赛加羚
羊潜在生境适宜性的主导因子, 然后建立评价准
则, 再根据评价准则进行潜在生境适宜性的综合
分析与评价, 最后运用 GIS 进行数据处理并得出
研究结果。
3.1 赛加羚羊生境质量影响因素分析
可以将影响赛加羚羊生境质量的因素分为三类:
物理环境因素、生物环境因素和人类活动影响因素。
3.1.1 物理环境因素
影响赛加羚羊生境质量的物理因素包括水
5 期 吕晨阳, 等. 武威东沙窝地区赛加羚羊潜在生境适宜性评价 933
源、地形、植被结构特征等。赛加羚羊生活在荒
漠、半荒漠地区和荒漠草原, 这些地区年降水量一
般低于 200 mm, 且植物中水分含量低。生活在这
些地区的赛加羚羊有缺水将导致脱水死亡的危险,
因此, 水源是限制赛加羚羊分布的决定性因子。另
赛加羚羊喜欢平坦开阔的草原地带, 坡度也是影
响其生境适宜性的关键因子[14]。因此本研究采用
距水源距离、坡度作为赛加羚羊潜在生境适宜性
评价因子。
3.1.2 生物环境因素
影响赛加羚羊生境的生物环境因素包括可食植
物丰富度、植被类型、天敌及竞争等。对半散养条
件下的种群进行观察时时, 可食植物丰富度是其最
重要的生境质量影响因素。可食植物丰富度可以用
单位面积内可食植物生物量表示。EVI 植被指数与
植物生物量密切正相关, 适合于荒漠及半荒漠地区
的生境质量评价, 研究区单位面积的生物量即可反
映可食植物丰富度的大小[15]。故本研究采用植被指
数与植被类型作为赛加羚羊的潜在生境适宜性评价
因子。
3.1.3 人类活动的影响因素
研究区周围人类活动频繁, 其中主要有酒厂、
道路、居民点、放牧、农田、公益林等。赛加羚羊
警惕性较高, 距离人类的距离小于 400 m 时开始警
觉, 小于 250 m 时开始奔跑。综合赛加羚羊行为及
研究区实际情况, 本研究从道路、居民点、酒厂这
三个方面计算人类活动对赛加羚羊潜在生境质量的
影响。
3.2 赛加羚羊生境质量评价指标体系
2011—2012 年多次对甘肃濒危动物保护中心进
行实地调查, 对半散放种群的活动规律进行观察研
究, 结合资料分析建立了各项因素的适宜性评价准
则(表 1)和人类活动因素对赛加羚羊潜在生境影响
的评价准则(表 2)。
3.3 赛佳羚羊生境质量评价方法
本文采用模糊数值求积法定量评价各因子
对赛加羚羊潜在生境质量的综合影响。即首先根
据适宜性对各因子进行分类赋值 , 然后各因子
相乘 , 计算出各因子的综合影响式, 具体计算公
式如下:
1 2 3 4J J J J JSP U U U U= × × × (1)
5 6 7J J J J JSD SP U U U= × × × (2)
其中 SPJ 为没有人类影响活动影响下的潜在生境适
宜性指数, SDJ为有人类活动影响下的潜在生境适宜
性指数, U1J、U2J、U3J、U4J分别代表植被指数因子、
坡度因子、植被类型因子和水源地的距离因子, 分
别 U5J、U6J、U7J分别代表道路、酒厂、居民点对赛
加羚羊生境质量的影响因子。
表 1 自然环境因素的适宜性评价准则
Tab. 1 Criteria of natural factors for suitability assessment
最适宜 适宜 勉强适宜 不适宜
(1.0) (0.75) (0.25) (0)
水源地距离/km >2 2—4 4—10 >10
物理环境因素
坡度/° 0-8 8—15 15—25 >25
植被指数(EVI) >0.3 0.2—0.3 0.1—0.2 <0.1
生物环境因素
植被类型 荒漠及半荒漠 灌草丛 灌丛及林地 —
表 2 人类活动对赛加羚羊生境影响的评价准则
Tab. 2 Criteria for assessment of human impacts on Saiga antelope’s habitat
影响强烈 (0.33)
有影响
(0.67)
无影响
(1)
居民地 距居民点直线距离/m <200 200—400 >400
酒厂 距酒厂直线距离/m <1000 1000—2000 >2000
道路 距道路直线距离/m <200 200—400 >400
934 生 态 科 学 33 卷
采用如下准则进行适宜性分级: 最适宜 , 潜
在生境适宜性指数大于 0.5; 适宜, 潜在生境适宜
性指数在介于 0.2—0.5之间; 勉强适宜, 潜在生境
适宜性指数在 0—0.2 之间; 不适宜, 潜在生境适
宜性指数等于 0。
4 结果与分析
4.1 赛加羚羊的潜在生境评估
不考虑人为活动影响时, 最适宜潜在生境面
积为 30.87 km2, 占研究区面积的 31.076%; 适宜
的潜在生境面积为 23.25 km2, 占研究区面积的
23.404%; 勉强适宜的潜在生境面积为 25.47 km2,
占研究区面积的 25.639%; 不适宜的潜在生境面
积为 19.75 km2, 占研究区面积的 19.881%, 综合
来看达到勉强适宜的潜在生境占研究区面积的
80%以上。
目前赛加羚羊主要半散放在东沙窝地区甘肃濒
危动物保护与繁育中心东南角。中部酒厂及南部的
动物园、饲养场等都有较为强烈的人类活动。考虑
这部分人类活动影响因素时最适宜潜在生境面积为
26 km2, 占研究区面积 26.173%; 适宜潜在生境面积
为 20 km2, 占研究区面积 20.132%; 勉强适宜的潜
在生境面积为 33.59 km2, 占研究区面积 33. 814%;
不适宜潜在生境面积为 19.75 km2, 占研究区面积
19.881%。
可见在考虑人为影响因素的情况下, 赛加羚羊潜
在生境最适宜面积由 30.87 km2降至 26 km2, 下降了
15.775%; 适宜潜在生境面积由 23.25 km2降至 20 km2,
下降了 13.978%。不适宜潜在生境面积基本未变, 占
研究区面积的 19.75%, 表明虽然人类活动给赛加
羚羊的潜在生境带来了一定影响, 但并不是十分强
烈; 数据也显示无论是否考虑人为影响因素, 研究
区都有 80%以上的生境至少勉强适宜赛加羚羊生活
(表 3)。
5 讨论
5.1 生物的生境评价与潜在生境评价方法
利用 GIS 对某种生物生境进行适宜性评价普遍
是在已有这种生物栖息的区域。如王秀磊, 李迪强
等运用 GIS 对青海—湖东克图地区普氏原羚的生境
进行了适宜性评价; 艾尼瓦尔·吐米尔等对新疆车尔
臣河下游塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)
进行了生境适宜性评价等[16]。青海-湖东克图地区
有普氏原羚的分布, 车尔臣河下游地区也有塔里
木马鹿的栖息, 而本研究是针对赛加羚羊的潜在
生境, 即并没有赛加羚羊野生种群生活的区域进
行的潜在生境适宜性评价, 目的是为赛加羚羊的
放归选择适宜的地点, 所以在评价程序上有些区
别。另外对生物潜在生境评价的相关研究有齐增
湘等利用 Maxent 模型对秦岭山系黑熊潜在生境评
价[17]; 李明阳等基于 WEB 数据库和 Maxent 模型
对白头叶猴潜在生境进行了适宜性评价[18]; 但由
于在甘肃地区没有赛加羚羊野生种群分布点数据,
无法支持 Maxent 模型对研究区进行评价, 故本研
究最终采用了模糊赋值求积法建立生境模型, 并
以 GIS 作为工具评价了东沙窝地区赛加羚羊潜在
生境的适宜性。
5.2 生境适宜性评价因子的选择
影响赛加羚羊潜在生境的因素有很多, 本研究
选择了水源、坡度、植被类型和植被指数等作为潜
在生境适宜性评价因子。隐蔽地距离也是影响赛加
羚羊生境选择的重要因素, 赛加羚羊产仔时需要较
好的隐蔽条件。但是在研究区内进行野外调查时并
未发现狐狸等天敌的活动痕迹, 无法确认天敌的捕
表 3 武威东沙窝地区赛加羚羊潜在生境质量
Tab. 3 The potential habitat quality of Saiga antelope in Wuwei Dongshawo Region
最适宜生境面积 适宜生境面积 勉强适宜面积 不适宜面积
km² % km² % km² % km² %
不考虑人类活动影响 30.87 31.076 23.25 23.404 25.47 25.639 19.75 19.881
考虑人类活动影响 26 26.173 20 20.132 33.59 33. 814 19.75 19.881
5 期 吕晨阳, 等. 武威东沙窝地区赛加羚羊潜在生境适宜性评价 935
食对赛加羚羊的影响, 因此未将隐蔽地距离作为一
个评价因子进行分析。
此外赛加羚羊在我国已经没有野生种群的
分布 , 而是上世纪由国外引进进行圈养 , 直到近
几年种群数量扩大后才开始在甘肃濒危动物保
护中心 2 km2 区域半散放。由于圈养时间较长, 导
致该种群的行为与野生种群行为之间存在一些差
异 , 这些差异难于定量研究 , 故作者在选取评价
因子时, 以半散放种群行为为准。另由于没有野
生种群分布, 难以分析在我国的赛加羚羊种群与
其生境之间的关系, 也难于获得在我国分布区域
的自然概况详细资料 , 故作者通过参阅国外作
者对哈萨克斯坦种群的研究成果并观察我国半
散养的赛加羚羊种群行为确定了本研究中的评
价准则。
5.3 赛加羚羊的潜在栖息地改造及保护的建议
适宜性高的潜在生境将为赛加羚羊的放归奠定
良好的基础, 结合研究结果现对东沙窝地区的环境
保护与生境改造提出以下建议:
5.3.1 在适宜性强的斑块之间建立廊道
生境破碎化给野生动物的迁徙和繁殖带来了很
大障碍[19], 故建议建立廊道引导赛加羚羊在相对适
宜的斑块中活动, 待其对自然环境的适应能力提高
时再将廊道及围栏的位置作适度调整扩大其活动范
围[20]。在东沙窝地区边界设置围栏, 并在围栏上上
铺设孔径为 105 cm 的铁丝网, 减轻赛加羚羊碰撞致
伤的程度, 并彻底避免赛加羚羊前肢伸入围栏引发
骨折。
5.3.2 繁殖季节和冬季人工补饲[21]
由于在半散养状态下, 孕期和哺乳期仍有必
要增加食物数量和质量, 以提高繁殖成功率[9]。因
为冷季由于小半灌木及杂草保存率低, 饲草将供
不应求, 因此在提高东沙窝地区植被覆盖率的同
时, 应重视建立人工饲草基地和注意冷季饲草料
的补饲。由于东沙窝地区缺乏盐生植物, 盐分不
足也是值得注意的问题, 所以应注意建立人工补
盐点[22]。
5.3.3 加强生态环境的保护
生物生境的丧失和破碎化是导致物种灭绝和
生物多样性下降的关键因素 [23]。因此加强东沙
窝地区生态环境的改造与保护 , 降低生物生境
破碎化程度 , 将为赛加羚羊放归提供适宜的生活
环境、提高放归后的成活率。加强环境的监管防
止盗猎的发生也是非常必要的措施, 这些措施将
对我国赛加羚羊野生种群的恢复有着非常积极的
促进作用, 对我国生物多样性保护有非常积极的
意义。
致谢:甘肃濒危动物保护中心以及赵崇学先生、
王红军硕士等给予了多方面的协助。
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