外來(lái)物種紅耳龜(Trachemys scripta elegans)生境適宜性分析——以萬(wàn)泉河瓊海段為例.pdf

1、如何準(zhǔn)確和及時(shí)獲得野生動(dòng)物生境的動(dòng)態(tài)信息,并分析導(dǎo)致其生境變化的因子,已成為動(dòng)物生態(tài)學(xué)方向研究的重要內(nèi)容。運(yùn)用3S(RS、GIS、GPS)技術(shù),通過遙感影像解譯和實(shí)地考察相結(jié)合的方法,可以在較大時(shí)空尺度上,對(duì)某一類或某一些生境因子的分布狀況進(jìn)行分類和可視化顯示,并進(jìn)行多因子疊加分析,從而更全面、更準(zhǔn)確的分析動(dòng)物生境狀況。
　　紅耳龜(Trachemys scripta elegans)又名巴西龜,原產(chǎn)于美國(guó)中部至墨西哥北部,該物種

2、已在歐洲、非洲、澳洲、亞洲以及美洲(非原產(chǎn)地)等世界范圍內(nèi)成功入侵,并被列為世界最危險(xiǎn)的100種外來(lái)入侵物種之一。該物種于20世紀(jì)80年代引入我國(guó),截止2011年,已有22個(gè)省市具有其野外分布記錄。在原產(chǎn)地,針對(duì)紅耳龜?shù)纳尺x擇、食性、繁殖等方面進(jìn)行了初步的研究。此外,對(duì)紅耳龜在入侵生態(tài)學(xué)方面的研究,主要集中在紅耳龜?shù)娜肭滞緩?、入侵地的分布、食性、?duì)環(huán)境脅迫抗性、與本地物種競(jìng)爭(zhēng)以及與本地龜雜交等方面。對(duì)于其大尺度生態(tài)學(xué)研究,主要集中在適

3、宜棲息地的分布、潛在入侵區(qū)的分布及預(yù)測(cè)等方面。但對(duì)于入侵地區(qū)域尺度的生境評(píng)價(jià)方面的研究少有報(bào)道,因此,本文在國(guó)家自然科學(xué)基金“外來(lái)物種紅耳龜?shù)纳鷳B(tài)適應(yīng)機(jī)制研究”的支撐下,利用野外調(diào)查并借助3S技術(shù),對(duì)海南萬(wàn)泉河瓊海段的紅耳龜?shù)纳尺m宜性進(jìn)行了研究,旨在了解紅耳龜在上述地區(qū)的生境適宜性及空間分布特征,為有效防治和管理紅耳龜?shù)娜肭趾蛿U(kuò)散提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。
　　通過對(duì)1999年、2004年及2009年三個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的衛(wèi)星遙感影像(

4、Landsat TM5/7)的分析處理,提取研究區(qū)域的地表覆被信息,并利用研究區(qū)90m×90m分辨率的數(shù)字高程圖(DEM),提取研究區(qū)域的地形信息,結(jié)合實(shí)地調(diào)查的結(jié)果,建立該區(qū)域的土地覆被圖層和數(shù)字地面模型圖層(DTM)。結(jié)合作者2012年11月至2013年6月,對(duì)萬(wàn)泉河瓊海段,紅耳龜?shù)纳忱眠M(jìn)行的調(diào)查結(jié)果以及前人的研究成果,對(duì)紅耳龜?shù)纳尺x擇指數(shù)進(jìn)行量化分析,最終結(jié)合研究區(qū)域地理信息和紅耳龜生境選擇指數(shù),對(duì)該區(qū)域的紅耳龜進(jìn)行生境評(píng)價(jià)

5、、生境時(shí)空演變、區(qū)域景觀格局分析、未來(lái)生境變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)等分析,其結(jié)果如下:
　　紅耳龜?shù)纳尺x擇紅耳龜在研究區(qū)多喜歡海拔在0-15m的低平地帶活動(dòng),不喜歡在海拔高于30m的低丘臺(tái)地區(qū)域活動(dòng),對(duì)于海拔在15-30m的區(qū)域則是隨機(jī)選擇;紅耳龜喜歡離水源不超過100m的區(qū)域,基本不出現(xiàn)在離水源超過200m的區(qū)域,對(duì)于100m-200m的區(qū)域則是隨機(jī)選擇。紅耳龜喜歡人工林和水域這兩種土地覆被類型,不喜歡灘涂、建筑、農(nóng)田、旱地及天然林等土地

6、覆被類型,對(duì)于草地這種覆被類型是隨機(jī)選擇。此外,對(duì)于人為干擾紅耳龜有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,喜歡在離人類活動(dòng)200m-400m的區(qū)域,但不喜歡太靠近人類活動(dòng)的區(qū)域,對(duì)于人為干擾距離在400以上的則是隨機(jī)選擇。
　　研究區(qū)域土地覆被類型研究區(qū)域主要以人工林這類覆被類型為主,其次是旱地,河流水域貫穿整個(gè)區(qū)域,大型水庫(kù)則較集中東部區(qū)域,農(nóng)田主要分布在水域和建筑用地的周圍,而建筑用地則大量的集中的分布在區(qū)域中部和東部。天然林分布在該區(qū)域的西部,灘

7、涂主要分布在河流沿岸,草地則較隨機(jī)且稀散的分布。1999到2009年10年的時(shí)間,人工林面積增幅最為明顯,增加了2890.84hm2,面積變化率為0.172％,建設(shè)用地也為逐年遞增趨勢(shì)明顯,10間共增加了1415.55hm2,面積變化率為0.0842%;農(nóng)田和水域的面積也逐年略有所增加。1999到2009年間天然林減少最為明顯,該時(shí)段天然林面積共減少了3418.4hm2,每年減少的速率為0.2034%,同時(shí)旱地也減少了996.42hm2

8、;,每年減少的速率為0.0593%,灘涂和草地面積變化幅度最小,略有減小的趨勢(shì)。
　　紅耳龜生境的時(shí)間演變及趨勢(shì)預(yù)測(cè)利用地理信息系統(tǒng)(GIS)分析表明,1999年海南萬(wàn)泉河瓊海段紅耳龜?shù)倪m宜生境面積達(dá)8827.69hm2,占研究區(qū)總面積的5.25%;較適宜生境達(dá)10737.39km2,占研究區(qū)總面積的6.39%;不適宜生境148538.47km2,占研究區(qū)總面積的88.36%。從1999年至2009年10年間,紅耳龜適宜生境面積增

9、加了685.47hm2,增加比例為7.76%;較適宜生境面積增加明顯,共增加4594.91hm2,增長(zhǎng)比例為42.79%;不適宜生境面積則持續(xù)減少,共減少了5280.37hm2,減少比例為3.55%。通過馬爾科夫模型預(yù)測(cè),未來(lái)紅耳龜?shù)倪m宜生境面積將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng),到2024年紅耳龜適宜生境面積可達(dá)10106.38hm2;較適宜生境可達(dá)16672.51hm2;而不適宜生境則減少為141324.66hm2。在2009年到2019年是紅耳龜生境變

10、化最為明顯的時(shí)間段。
　　紅耳龜生境的景觀格局對(duì)于整個(gè)研究區(qū)域的景觀格局狀況,1999年,2004年和2009年斑塊平均大小(MPS)的變化呈下降趨勢(shì);邊緣密度(ED)、面積加權(quán)的平均斑塊分形指數(shù)(AWMSI)和面積加權(quán)的平均形狀因子(AWMPFD)值在1999年到2009年10年間一直是微弱減小趨勢(shì);香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)和香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)值在10年間也是遞減趨勢(shì)。對(duì)于紅耳龜生境而言,其最適宜生境是斑塊面積最小,形

11、狀最為復(fù)雜,邊緣長(zhǎng)度較大的類型,這說明該類型收到的各種干擾的強(qiáng)度最大,其次是較適宜生境類型,而對(duì)于不適宜生境類型而言,其收到的干擾程度大大降低。
　　總結(jié)近年來(lái),瓊海市以萬(wàn)泉河為主軸,沿萬(wàn)泉河兩側(cè)進(jìn)行組團(tuán)式開發(fā),形成嘉積主城區(qū)、溫泉新區(qū)、博鰲水城三大組團(tuán)的城市框架,并大力發(fā)展非農(nóng)產(chǎn)業(yè),加劇了人類對(duì)該區(qū)域的干擾強(qiáng)度,使區(qū)域內(nèi)一些靠水源的旱地、灘涂和農(nóng)田轉(zhuǎn)變成了能給紅耳龜提供適當(dāng)隱蔽場(chǎng)所的人工林土地利用類型,導(dǎo)致在過去的10多年里,研

12、究區(qū)的生境是向著利于紅耳龜入侵的趨勢(shì)變化的,其適宜入侵的生境面積越來(lái)越大。同時(shí)人類交通商貿(mào)的迅猛發(fā)展也致使外來(lái)物種入侵的勢(shì)頭越來(lái)越兇猛。通過商貿(mào)、養(yǎng)殖及胡亂、放生活動(dòng)等人類活動(dòng),紅耳龜更容易進(jìn)入曾經(jīng)無(wú)法抵達(dá)的區(qū)域造成更多入侵。依照現(xiàn)有的土地變化趨勢(shì),在未來(lái)的30年中,紅耳龜適宜入侵的生境將持續(xù)增加,這意味著該區(qū)域的紅耳龜種群數(shù)量有較大可能爆發(fā)。在可利用的理想棲息空間有限的自然條件下,勢(shì)必將對(duì)本土物種造成更大的壓力,導(dǎo)致本土物種的衰落,從