基于空间显性智能体模型的秦岭大熊猫 (Ailuropoda melanoleuca)种群“源-汇”格局动态研究

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生境破碎化是影响当前许多野生动物长期生存的主要威胁,是导致动物濒危的重要原因。陕西秦岭是我国大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)分布的最北界,与其它五个山系隔绝,是大熊猫秦岭亚种的唯一分布区,在大熊猫的保护与研究中占有特殊地位。历史上多年的森林采伐、农业开发、道路修建等因素导致大熊猫的生境破碎化较为严重,大熊猫种群已被分割为6个局域种群。大熊猫保护所面临的核心问题就是如何防止生境破碎化导致大熊猫的局部消失。受研究手段的限制,已有的研究主要评估了人为干扰对大熊猫空间分布、生境质量及其连通性的影响,而对种群动态和生境破碎化之间的关系关注甚少。因此,明确破碎化的景观结构如何影响大熊猫种群动态及其生存力,对于破碎化景观中的大熊猫及其栖息地保护和管理至关重要。本研究以秦岭大熊猫为研究对象,利用HexSim软件构建了基于空间显性的智能体模型,对生境破碎化如何影响大熊猫种群的“源-汇”格局动态及其迁移扩散能力进行了评估,并在此基础上预测了大熊猫分布区在不同生境破碎化情景下的“源-汇”强度。我们的模拟结果表明:(1)生境破碎化对秦岭大熊猫的空间分布格局具有一定的影响。与无干扰相比,在生境破碎化情景下,大熊猫的潜在适宜生境面积减少了 71.30km2。相比与生境破碎化情景,在生境恢复情景下,大熊猫的潜在适宜生境面积增加了 57.99km2。(2)种群生存力分析表明,秦岭野生大熊猫种群在未来100年内基本处于稳定状态,并有缓慢增长的趋势。周至、佛坪、太白山、黄柏塬以及长青等自然保护区的种群密度相对较大,而摩天岭、鹰嘴石和皇冠山等自然保护区的种群密度相对较小。由于生境破碎化的影响,厚畛子廊道内的种群数量明显减少,而九池河和二郎坝廊道内的种群数量有少量增加;当生境破碎化程度降低时,牛尾河、太白山、桑园等自然保护区内的种群数量明显增加,而板桥和佛坪自然保护区内的种群数量明显减少。(3)大熊猫栖息地景观“源-汇”动态分析表明,在不同的破碎化条件下,周至、太白山、佛坪、长青、黄柏塬等自然保护区作为“源”,且“源”的强度相对较高。相反,平河梁、皇冠山、鹰嘴石、摩天岭、菜子坪等区域作为“汇”,其“汇”的强度相对较高。与理想情景相比,在生境破碎化情景下,太白山和厚畛子等区域“源”的强度明显降低,而牛尾河和桑园等区域“汇”的强度有所升高。相比与生境破碎化情景,在生境恢复情景下,牛尾河和桑园自然保护区的“源-汇”属性发生了改变;太白山、厚畛子等区域“源”的强度明显升高;而盘龙、平河梁等区域“汇”的强度有所降低。(4)大熊猫栖息地景观连通性分析表明,在不同的破碎化条件下,大熊猫主要以佛坪、长青、黄柏塬、老县城等区域为中心,向东西两端及北侧扩散;牛尾河自然保护区内的大熊猫有相同的扩散趋势;而周至、太白山等区域内的大熊猫个体主要向南扩散。由于生境破碎化的影响,大熊猫在大多数相邻区域之间的流通量明显减小;而拟建自然保护区和廊道的建设能够增加栖息地的连通性,促进大熊猫种群间的交流。综上所述,生境破碎化对大熊猫的种群动态、“源-汇”动态以及迁移扩散有着显著的影响,而拟建自然保护区和廊道的建设能够有效地缓解大熊猫的生存压力,有利于大熊猫种群的长期存活。本文结果可为秦岭地区大熊猫及其栖息地的有效保护与廊道建设提供科学依据。
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