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Study on dynamic habitat characteristics of Red deer Tarim subspecies(Cervus elaphus yarkandensis) in Popular natural reservation in Xinjiang

塔里木胡杨林保护区塔里木马鹿生境动态及其影响因素分析


采用GIS技术,结合实地考察数据和历史数据,通过对信息加工与处理,对1973-2003年间塔里木胡杨林自然保护区马鹿塔里木亚种(Cervus elaphus yarkandensis)分布区的生境动态情况进行了研究,同时对影响塔里木马鹿栖息地变化的主要因素进行了分析。结果表明,自1973-2003年在塔里木胡杨林自然保护区中各种生境类型的变化比较显著,其中(1)水资源严重缺乏,水量剧烈减少,水域面积大幅缩小(2)沙漠面积和低盖度植被面积略有减少,高盖度植被面积减少强烈,保护区内耕地面积快速增加,荒漠化趋势明显,总体上马鹿塔里木亚种分布区的各种生境类型处于变化状态,栖息地环境趋向恶化。

In this paper,the habitat dynamics characteristics of red deer Tarim subspecies were analyzed by using geographical information system (GIS) to assess the factors that mainly impact the red deer habitats in populus natural reservation area in Xinjiang,China based on the spot investigation and historical data from 1973 to 2003. The results showed that from 1973 to 2003,in the natural reservation area the habitat types suitable for the red deer Tarim subspecies distribution have decreased. Among them (1) Water resource and area were diminishing heavily,though state has strengthened management of water resource,the effect is not so obvious. (2) The surface of the desertification area and the vegetation of low coverage have been decreased slowly,but the vegetation has highly coverage have been decreased rapidly,at the same time the surface of the cultivated lands have been rapidly increased,desertification is in process. The mainly reason make change the habitat pattern are different human activities.


全 文 :生态科学2007年2月第26卷第l期 ECOLOGICSC ENCEFeb.,2007,26(1):63~68
塔里木胡杨林保护区塔里木马鹿生境动态及其影响
因素分析
艾尼瓦尔·吐米尔,马合木提·哈力克+(新疆大学生命科学与技术学院,乌鲁木齐830046)
【摘要】 采用GIs技术,结合实地考察数据和历史数据,通过对信息加工与处理,对1973.2003年间塔里木胡杨林自然保护区马鹿塔里木亚种(&H淞鳓淞)馏r幻拧如穆y汹分布区的生境动态情况进行了研究,同时对影响塔里木马鹿栖
息地变化的主要因素进行了分析。结果表明,自1973.2003年在塔里木胡杨林自然保护区中各种生境类型的变化比较显
著,其中(1)水资源严重缺乏,水量剧烈减少,水域面积大幅缩小(2)沙漠面积和低盖度植被面积略有减少,高盖度植被
面积减少强烈,保护区内耕地面积快速增加,荒漠化趋势明显,总体上马鹿塔里木亚种分布区的各种生境类型处于变
化状态,栖息地环境趋向恶化。
关键词:栖息地动态:马鹿塔里木亚种:地理信息系统
中图分类号:Q958.2 文献标识码:A 文章编号:l008。8873(2007)01.063-06
studyondynamichabitatcharacteristicsofReddeerThrimsubspeciesfC叠朋l龌纠妇^煅}喇噎鲫矗鲫睹)inPopularnatural
resenrationinX嘲iang


Amwar.TUMuRMallmut.HALIK’(CollegeofLifeSciencesaIldTecllllolo影,x蛳iaJlgUn versi够,ummqi,830046,
Xinji柚g,China)
AbstractInthispaper,thehabitatdyn锄icscharacteristicsofredeerTarimsubspecieswereanalyzedbyusinggeogr印hicm
infbmationsystem(GIS)toassessthef.actorsthatmainlyimpacttheredeerhabitatsinpopulusnatumIreservationfea洫
Xiniiang。C11inabaLsedo thespotinvestigationa11dh storicaldatafrom1973to2003.Theresultsshowedthat行om1973to
2003,intllenaturaleservationreathehabitat母pessuitableformeredeerTarimsubspeciesdistributionhavedecreaSed.
Amongthem(1)Wraterresollrceandareawerediminishingheavily,tllou曲statehastrengmenedanagememofwater
resource,the任bctisnotsoobvious.(2)Thesu面ceofthedesertificationaI.eaa芏1dthevegetationofl wcovera喀ehavebeen
decreasedslowly’but也eve窖etationhashi曲lycove豫gehavebeendecreasedrapidly,atthes锄etimethesurfkeoftlle
cultiva_£edlan shavebeenrapidlyincreaSed,desertificationisinprocess.Them出nlyreasonmakechaJlgemehabitatp 士tem
arediffbrenthumanactivities.
Keywords:Habitatdyn锄ics;ReddeerTarimsubspecies:Ge02raphicalinformationsyStem
动物的栖息地是指动物赖以生存的生物与非生物
环境构成的生活场所【lJ。近几十年来,随着人口数量
的不断增加和人类活动范围的不断扩大,野生动物赖
以生存的栖息地日趋破碎化,最适栖息地面积逐渐减
少,残留栖息地斑块面积还在进一步缩小且各栖息地
斑块之间的距离逐渐增大【卜引。栖息地片断化和隔离严
重地影响了动物的生存和繁衍,它不仅改变了栖息地
的质量和结构,而且增加了动物之间的竞争和近亲繁
殖率弘J。因此,对野生动物栖息的保护和栖息地动态
研究是非常重要的一方面12J。一般传统动物生态学的
研究手段常为如何利用空间属性和时间坐标来收集信
息的问题所困扰,而地理信息系统(GIS)技术恰好能
满足这些研究的需要【3J。随着GIs技术的日益成熟,国
外在野生动物及其生境保护中广泛的使用GIs[4曲]。在
国内GIS在野生动物栖息地研究方面的应用起步比较
晚,但是近年来发展的非常迅速c7。引。
马鹿(C分俐se砌咖淞)广泛分布在亚洲、欧洲和北
美洲‘1钔,全世界共有22个亚种【15】,我国有8个亚种[16】。
新疆是我国马鹿(C.P蛔咖螂)的重要分布区之一,现
有马鹿三个亚种,即阿尔泰亚种(Ce.J西驴fc淞
Severtzov1873)、天山亚种(C巴舳愕秽配搬Sevenzov
1872)和塔里木亚种(CBydr施行如玎s括B1aIlford1892),
均属于国家II级重点保护动物,又是重要的经济动物。
其中马鹿塔里木亚种(C£础,磁掰括Blanford1892)
目前仅分布于新疆塔里木河、孔雀河和车尔臣河中下
流域地区,是我国惟一高度适应荒漠生境而形成的特
殊亚种【17.18】,也是分布在新疆的三个亚种中分布范围
收稿日期:2007一叭.06,2007.02—20接受
基金项目:中日国际合作项目(15405007),教育部回国人员科研启动基金
项目;新疆大学博士科研启动基金项目资助,国家自然科学基
金项目(30660025)
作者简介:艾尼瓦尔.吐米尔(1970一),男,维吾尔族,副教授,博士研
究生。主要从事动物种群及群落生态学研究,
Tel:+86—099l一8586862,E—mil:柚wa咖mIlrsk@xju.edu.cn
+通讯作者
万方数据
生态科学 26卷
重’iglPOpuIartreeprotectionareai ’Ihrim
表l研究采用的分类系统
!垒垒!!!g!璺!!i!!!璺!i旦望壁!!!坚坚!!堕i坠!!!塑堡墅
蠢黧, 剡聒s 特征说明cnar⋯恤s 篡簏。,
1 农田胁nlaIld 正在利用中的耕地Cultivatedl ndusing
2 水体Waterbodv 湖泊或河流Lal(eorriver
3 草地Grasslalld 单一草本构成地面LaJldconsistedinglerass
4 高盖度植被Hi曲coveragevegetation植被盖度达50—75%以上Coverageoverthall50-75%
5 中盖度植被Middkcov嘲gev ge嘶葫 植被盖度为25-50%coveragebet、】l,een25-50%
6 低盖度植被Lowcoverageve tation 植被盖度在5-25%以下coveragelowertllaIl5—25%
7 盐碱地Salt 地面泛碱处Saltland
s荒她sert c洲m鼬。焉黧i。怒=脚咿m。oOVeragebet、veenU一)’夕oandnlsⅡlbutemrplamspecleS
9 沙漠sanddune 裸露沙丘sallddunewimoutvege诅tion厂]
较广、的一个种群【191。国内外对新疆马鹿塔里木亚种
的种群数量、遗传多样性、分子系统进化、食性、生
理、生态学等方面已有不少的研究报道【l7。26J,但是该
亚种栖息地方面的研究仍属空白。然而对马鹿其它亚
种的生境选择则有不少研究报道,且各亚种的生境选
择策略有一定的差异【27。32】。近年来随着塔里木盆地自
然环境的日益干燥化以及人类经济活动的不断加剧,
原有的胡杨林、柽柳以及芦苇等为主的荒漠植被进一
步退化,使该亚种分布区日益退缩和片段化。原来广
泛分布于整个塔里木盆地绿洲内的叶尔羌河、阿克苏
河、和田河、孔雀河及车尔臣河流域的塔里木马鹿就
形成了.目前的沙雅、尉犁及且末种群等三个孤立种群
的格局。本文以塔里木河中游胡杨林自然保护区为研
究区,采用GIS技术研究了分布在该地区的塔里木马
鹿种栖息地的动态变化,并提出了相应的马鹿塔里木
亚种栖息地的保护措施,这为合理的保护塔里木马鹿
提供科学依据。
l研究区的自然地理概况
研究地区位于塔里木盆地胡杨林国家级自然保护
区,为塔里木河中游两岸的自然绿洲地带。北纬
40052,~41019t,东经84。15-~85。30-,总面积为39.54
万hm2,海拔为800~940m(图1)。保护区的地势平坦,
属于塔河谷平原,该区地处内陆腹地,降水稀少,蒸
腾强烈,从而导致了盐碱土壤的形成,土壤类型大多
属于草甸盐土而且多为硫酸盐盐土。气候特征为典型
万方数据
1期 艾尼瓦尔·吐米尔,等:塔里木胡杨林保护区塔里木马鹿生境动态及其影响因素分析 65
表2各类生境类型的面积及百分比的统计表(hm2)
11垒堕!!兰墅璺!i!!i!!壁!璺塑垒壁!!垒望堕!Q!!!堡P!!垒里垒i!!卫!堡!堕!璺g旦f塾婴:》
面积Area 1973年(Year) l992年(Year) 2003年(Year)
注:括号内的数据表示不同生境类型面积在总面积中所占的百分比
的大陆性干旱荒漠气候,年均温度10.8℃(9.4~
11.3℃),一月平均气温为一8.7~.10.5℃,七月平均气
温为24.8℃。区内温差较大,平均年温差为28.5~
44.1℃。极端最高气温为40.6℃,极端低温为一25.5℃,
年目照时数为2573.5h,无霜期为218d,多年均降水
量为45.23(33.4~56。24)mm,而年均蒸发量为1887~
2910mm,太阳总辐射量为155l(J/cm2。自然保护区
的主要植被类型有平原胡杨林、柽柳灌丛及芦苇甘草
草甸等。代表植物有胡杨(PDp“觑s疣vP坶咖砌)、柽
杉9(2初,玎口r改c向f肝P肝s括)、铃铛束0(乒砌,f,”D(把,z加,?
五日,砌。沈玎加以)、芦苇(砌,卿胛f船cD朋聊“门妇)、盐穗
木(胁肠s幻c向粥6P肠唧≯rf口胛口)、大叶白麻(尸。口ty聆甜所
向P船出憎D门f执骆驼刺(彳腩昭f印口坶的砌)、胀果甘草
(Cfycyr砌fz口f行加幻)、盐穗木(乒砌f0妣zc办粥s伽pfc日)、
盐爪爪(胁如饼绷甜掰s砌嘻勉cP掰掰)、盐角草(勋耽D研圾
P“mpDP口)以及鸦葱(Scorzonera)等。
2研究方法
2.1数据及其来源
研究地区的各种地面定位等信息数据,来自于我
们2006年的野外考察GPS记录,主要包括野外考察
区域发现塔里木马鹿各种活动痕迹分布地点的GPS
信息以及该分布点的植被类型,农业耕作,道路以及
放牧等人类活动状况,然后我们根据不同生境中马鹿
活动痕迹的出现频率,初步确定马鹿对生境的选择。
研究地区遥感图像LANDSATTM/ETM+波段数据,
来自 TheGlobalLandCoverFacilit)r网站
(http://www.91cfumiacs.umd.edu/)1973年MSS、1992
和2003年秋季的TM/ETM+免费资源,1973年所用波
段的分辨率为60×60m。1992年和2003年所用波段的
分辨率为30×30m。
2.2遥感图像处理方法’
本次研究在遥感图像处理时,采用ERDAS
IMAGINE8.6软件进行多波段合成。合成后的影像对
照l:20万地形图进行几何精纠正,误差控制在1个像
元以内。再将遥感图像拼接裁切,进行各种增强处理,
消除噪音、云层等影响,最后得到塔里木河中游遥感
影像。图像处理时用GIs软件ArcViewGIS3.2处理野
外考察GPS数据,生成相应的图层;遥感TM/ETM+数
据主要依靠ERDASIMAGINE8.6软件进行波段组合、
拼接、裁剪、分类、坡度分析等操作;通常情况下用
ArcViewGIS3.2或心cMaD8.3与ERI)ASIMAGINE
8.6配合起来对空间数据进行空间等分析。
3结果与分析
3.1塔里木马鹿栖息地分类
为了对塔里木胡杨林自然保护区马鹿塔里木亚
种栖息地环境现状进行定量分析,我们根据野外考察
塔里木马鹿生境的数据,对研究地区的LANDSAT
TM/EMT遥感影像进行了监督分类处理(图2)。把研
究区影像土地覆盖分成了农田、水体、高密度植被、
中密度植被、低密度植被、草地、沙漠、盐碱地、荒
漠等9类(表1)。
通过对遥感图像和土地覆盖分类结果的精度分
析评价,计算胡杨林自然保护区土地类型各类别面积
(表2)。
3.2塔里木马鹿栖息地动态
利用土地类型动态度模型来定量反映马鹿塔里木
亚种栖息地中土地利用变化的速度,对比较不同时段
栖息地土地利用变化差异和预测未来栖息地土地利用
变化的趋势具有积极的意义。本文中我们通过计算得
到,从1973到1992和从1992到2003年两个时期的
单一土地覆盖动态变化程度和综合土地覆被变化动态
度。在单一土地覆被类型动态表中,可以看到草地、
万方数据
生态科学 26卷
图2研究地区TM/ETM+3波段组合影像的监督分类(1973年、
1992年和2003年)
Fig2SsupenrisedclassificationofRS mageofresearcharea
水体和植被盖度50—75%的植被动态度在前后两期均
是以负数出现,这表明它们的面积总量都是逐年递减
的;同时农田、荒漠动态度以正数出现,表明它们的
面积总量逐年增加;而植被盖度为5—25%的动态度在
前期为负,到后期转为正。在1973年到2003年这段
时期内,农田以13.8%的速率在增加,是变化速率最
大,变化最快的类型,在1973到1992年之间几乎无、
变化,但到1992年至2003年每年以1.27倍的速率增
长。盖度为5%以下的植被以1.9%的速率减少,盐碱
地以每年0.4%的速率减少,荒漠则以5.2%的速率
扩增,说明盖度为5%的植被和盐碱地在向荒漠转化。
盖度为25%.50%和5%.25%的植被变化的动态度是
先正后负,在1973年到1992年在增加,到92年后开
始逐年递减,见表3。
表3 1973年.2003年各土地覆盖类型的动态度表
7Ihble3Thedynamicsofdifferentla dcoverf om1973to
2003
类型聃篇蔫篙盖等纛1973~19921 92.20031973.2003
3.3影响塔里木马鹿栖息地动态的因素
经过本次实地考察和数据分析,我们认为塔里木
胡杨林保护区马鹿塔里木亚种栖息地退化是自然因素
和人类活动共同作用的结果。自然因素主要是风蚀、
盐碱和干旱,由于这些自然力作用于绿洲生态系统,
使生态系统的结构和组成成分发生相应的变化。其作
用通常是从土壤和植被开始,最终结果是使土地完全
丧失生产力,生物群落消失,形成沙漠、戈壁、盐碱
地和裸岩等。
3.3.1栖息地变化的自然因素:该地区位于塔克拉玛干
沙漠边缘,处于天山南麓背风坡和中亚弱高压脊控制
下,空气湿度小,云雾天气少,降水稀少,大气异常
干热,蒸发强烈,封闭的盆地地形造成地表广泛积盐,
气候极端干旱,下垫面沉积层深厚,质地疏松,容易
起沙,风多风大,沙源丰富,沙尘暴频繁,容易发生
沙质荒漠化[31。这些造成了植被种类少、丰度差、覆
盖度低,干裸的地表在强劲的焚风和东灌天气作用下,
由于土壤沙化、风蚀现象严重,使得植被紧缩于主河
道两岸狭长的区域,绿洲植被主要依靠河流为水源,
以塔里木河和孔雀河两岸为最好,因此河流成为这一
地区生态系统中最重要的一部分【341。这样的生态系统
结构简单,稳定性差,主要表现为生物种群贫乏,食
物链和营养级组成简单,造成生态系统脆弱,在外界
力量的过度作用下,极易遭到破坏,使原生生态系统
发生逆向演替,形成荒漠化生态系统,且难以恢复,
并因植被的劣变,引发土地沙漠化、土壤盐渍化、草
万方数据
1期 艾尼瓦尔·吐米尔,等:塔里木胡杨林保护区塔里木马鹿生境动态及其影响因素分析 67
场退化、生物多样性减少、区域气候环境恶化等一系
列生态环境问题p引。
3.3.2栖息地变化的人为原因:尽管保护区处在严酷的
自然环境下,生态系统非常脆弱,但仍具有一定的稳
定性,生态系统自身能够维持长期的平衡,而人类的
活动,特别是近几十年的人类活动严重影响了这一生
态系统的稳定性,给该地区的自然植被和生态环境造
成了很大的破坏,是绿洲生态系统的主要影响因素。
人类活动的影响主要表现在以下两方面:
(1)盲目垦荒和水资源的不合理利用是这一地区
植被覆盖度发生变化和生态系统退化的最主要原因。
自90年代以来,随棉花价格上调,塔里木河,特别
是上、中游出现了自50年代末以来的第二次垦荒高
潮[33]。据统计,塔里木河近三年来开垦土地不少于
1×104hm2【341。上游地区凭借其良好的社会基础,水
利设施和地理优势,大规模开荒造田,大量截取水资
源,而中游地区则设法通过围堰、堵坝、肆意决口。
千方百计抢夺水源,使下游农灌区无水可用,大片良
田撩荒,河两岸植被衰败,沙漠化加剧。同时灌溉方
法不合理,如大水漫灌、漏水、跑水等现象严重,灌
溉定额过大。上游开荒造田,排水洗盐,使塔里木河
回流水比例增高,河水矿化度不断升高,加上长期连
作,大水漫灌的用水方式使地下水位不断升高,促使
土壤次生盐渍化。上、中游肆意截水,使塔里木河中
下游的水量减少,流程缩短,位于塔里木河中下游的
尉犁绿洲供水量逐年减少,洪水期泛滥范围收缩,地
下水失掉补给来源,地下水位迅速下降,胡杨林和其
它植被生长发育不良,继而衰退减少,对这一地区脆
弱的绿洲生态系统产生了严重的影响。如英苏以下
266km断流达28年之久,地下水位降至10m以
下,荒漠植被及绿洲防风林衰败枯死,起风沙入侵。
如大西海子至阿拉干段冲积平原已沙化,被半固定和
流动沙丘所覆盖,下游绿色走廊宽5~10krn,现仅存
l~5kml341。
(2)过渡和无序的樵采以及放牧是另一重要原
因。由于绿洲区的人口增长迅速,广大农村牧区的牲
畜数量迅速增加[33-341,但仍然以放养为主,砍伐天然
植被为燃料来源,伐木作柴,掘草为薪,燃秸取火现
象仍非常普遍,广泛分布于沙漠边缘的柽柳、胡杨,
它们庞大的根系和枝干起着防风固沙,屏蔽绿洲作用,
经挖掘、砍伐和过渡放牧,自然条件下难以恢复,破
坏了沙地植被,松动地表,地面覆盖率急剧下降,结
果导致沙丘活化,使得风沙活动加剧,荒漠化趋势加
强。如尉犁至铁干里克垦区,过去每年燃烧1万吨柽
柳,破坏1330hm2植被,累计达2.7×104}uIl2【34J,将
周围沙丘植被几乎全部挖空,使固定、半固定沙丘活
化变成流动沙丘。由于保护区分布着许多野生的甘草
(Glyc rrhizauraiensis),麻黄(Ephedraprzewalckii),
罗布麻(Apocynumvenetum)等中药材资源,近年来,
许多人进入该地区滥采乱挖野生中药材,塔里木河两
岸胡杨林、草地几乎到处可见滥挖甘草留下的土坑,
松土暴露地面,林木根系被挖断,林木衰败枯死,草
场破坏,加剧了土地荒漠化。据统计【3研,各地每年采
挖量达2000t,按每挖1kg甘草松动破坏林地或
草地2~3m2。尉犁县近几年就因挖甘草破坏草原
1.4×10’hm,使沙化面积扩大1.47x105hm。
4结论
野生动物生境选择主要考虑食物、水和隐蔽条件
3大要素【36|。对马鹿东北亚种、北美亚种和落基山亚
种的研究表明,冬季它们对针叶林以及乔木幼林或灌
木林具有明显的选择性,并以灌木和乔木的当年生枝
条为主要食物,并指出这与冬季积雪覆盖导致草本植
物的可获得性降低有关(36J。刘震生(2004)研究贺兰
山区马鹿对冬季生境的选择性是发现马鹿阿拉山亚种
偏爱选择针叶林,同时选择山地草原带【lJ,与马鹿苏
格兰亚种的研究结果相似【32|,认为这与贺兰山的特殊
环境有关。在我们的研究中我们发现塔里木亚种主要
分布在塔里木胡杨林自然保护区内的中和高覆盖度植
被中,主要在胡杨和密生红柳混交林中。这主要是与
马鹿塔里木亚种的隐蔽和食物的丰富度有密切关系。
但是以上数据表明,近年来由于在保护区人类活动干
扰的增加,马鹿塔里木亚种的适宜栖息地面积处于不
断减少的趋势。因此,有关部门必须采取有效的管理
措施,控制保护区范围的放牧、开垦等人类活动,合
理利用保护区范围内的水资源,保证马鹿的栖息地持
续利用,有利于保护马鹿塔里木亚种。
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万方数据
万方数据
塔里木胡杨林保护区塔里木马鹿生境动态及其影响因素分析
作者: 艾尼瓦尔·吐米尔, 马合木提·哈力克, Anwar.TUMUR, Mahmut.HALIK
作者单位: 新疆大学生命科学与技术学院,乌鲁木齐,830046
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2007,26(1)
被引用次数: 2次

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1. 艾尼瓦尔·吐米尔.马合木提·哈力克.Ainiwaer·Tumier.Mahemuti·Halike 塔里木河中游塔里木马鹿对生境
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2. 苗德成.李健梅 塔里木马鹿的基本特性[期刊论文]-特种经济动植物2008,11(10)
3. 颜赛勋.艾尼瓦尔·吐米尔.克力木·买买提.马合木提·哈力克.YAN Sai-xun.Anwar Tumur.Kerim Mamat.
Mahmut Halik 塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)且末种群栖息地动态变化分析[期刊论文]-新疆大学学
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4. 陈长明.吐逊汗·牙合甫.冷朝升.张劲松.蒋宇宁.柳玲.廖中煜 浅淡塔里木马鹿的品种选育与结构调整[期刊论
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10. 张辉.张明海.罗理扬.Zhang Hui.Zhang Minghai.Luo Liyang 黑龙江省完达山东部林区马鹿微卫星位点的筛选
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引证文献(2条)
1.迪力夏提·阿不力孜.马合木提·哈力克.艾尼瓦尔·吐米尔.阿尔孜古力·沙塔尔 新疆塔里木马鹿沙雅种群的生
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2.迪力夏提·阿不力孜.艾斯卡尔·买买提.马合木提·哈力克 基于3S技术的野生动物生境研究进展[期刊论文]-野
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