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祁连山是中国境内主要的山系之一,山区蕴藏着丰富的森林、草地、冰川和湿地资源,被划为中国生物多样性保护优先区域,又是黄河水域关键的源头,因此是中国西部地区保证生态安全的命脉。近年来,各种自然和人为因素导致了青海祁连山山区局部土地荒漠化、沙化和水土流失等生态恶化现象,雪豹种群也因此受到了严重威胁。立足于关键物种的生境保护探究山区土地利用景观格局优化,为山区景观格局的改善和生态系统的保护开辟一种更为科学合理的新思路,也为已建成保护区的更新规划提供一份意义重大的案例指导。
本研究基于2018年研究区土地利用覆被数据综合分析区域内优势斑块要素与存在的景观问题,并基于野外实地调查获得的136个雪豹分布点和筛选得到的8个环境变量数据进行雪豹生境适宜性评价,在此基础上结合雪豹生境类型划分保护优先区,进一步分析区域内8个雪豹栖息地间的景观连通性,综合雪豹生境适宜性等级、优先区排序以及连通性状况识别出研究区重要保护区域及优化区域,具体根据5个优化分区的不同生态问题因地制宜地提出基于布局优化和数量结构优化的土地利用景观格局优化方案,结果如下:
1、景观指数法分析得出,草地为研究区的优势斑块要素,优势度明显、破碎化严重;荒漠景观数量大、范围广,反映出研究区土地荒漠化、土地沙化和草地退化等生态恶化趋势;森林、湿地和冰川等资源分布不均衡,祁连山水源涵养生态系统由于自然和人为原因受到很大程度的破坏,生物多样性减少。
2、基于MAXENT模型得到降雨、海拔和坡度是影响雪豹生境选择的关键因子,尚且有1.34×104km2的适宜生境分布在保护区外。MAXENT模型认为现有功能区下雪豹保护的优先区域为位于保护区中部及西北部区域的祁连山中段疏勒南山—托勒南山区域,另有部分最适宜区位于保护区管辖范围之外的祁连县北部的沙龙滩管护站、托勒河源管护站及瓦乎斯管护站所在区域。在雪豹生境适宜性评价基础之上,基于ZONATION模型划分保护优先区,对比现有保护区识别保护空缺区域。
3、运用电路理论分析各栖息地间景观连通性可知,研究区西部地区G1、G2和G3栖息地之间以及东部G5、G6、G7和G8栖息地之间连通性较好,连通线路清晰且密集;中部地区是起着衔接作用的重要地理位置,连通性却极差,G3和G4栖息地之间存在大量的农牧地和公路,几乎与西部和东部的雪豹栖息地呈现“断联”状态。
4、综合分析雪豹生境适宜性区划和景观连通性分析得出两个重点保护区分别位于研究区西北部尕河管护站及其周边区域和研究区中部边麻管护站至南部大拉洞管护站中间区域;优化区位于祁连山地区天峻县、祁连县和门源县。
5、以1.9×104km2的雪豹最小重要栖息地为数量结构优化目标,合理安排用地结构和数量,以实现研究区土地利用布局优化。区域A和区域B以土地荒漠化的修复和草地退化为优化方向;区域C和区域D分布着大量珍贵的森林和灌木资源,是重要的水源涵养林,要加大保护力度和农牧地的修复,该区的数量供给以荒漠修复的形式提供;区域E及其周边密集分布着居民点,存在很大程度的人为干扰,因此该区域的数量调整以过牧导致的草地修复为主、耕地和居民点布局为辅。
6、经过对比分析优化前后研究区及优势斑块要素草地的破碎度指数变化,证明土地荒漠化、沙化为研究区主要的生态恶化问题,因此荒漠斑块要素的布局和数量调整是缓解整体景观格局破碎化趋势的有效方式之一。
本研究基于2018年研究区土地利用覆被数据综合分析区域内优势斑块要素与存在的景观问题,并基于野外实地调查获得的136个雪豹分布点和筛选得到的8个环境变量数据进行雪豹生境适宜性评价,在此基础上结合雪豹生境类型划分保护优先区,进一步分析区域内8个雪豹栖息地间的景观连通性,综合雪豹生境适宜性等级、优先区排序以及连通性状况识别出研究区重要保护区域及优化区域,具体根据5个优化分区的不同生态问题因地制宜地提出基于布局优化和数量结构优化的土地利用景观格局优化方案,结果如下:
1、景观指数法分析得出,草地为研究区的优势斑块要素,优势度明显、破碎化严重;荒漠景观数量大、范围广,反映出研究区土地荒漠化、土地沙化和草地退化等生态恶化趋势;森林、湿地和冰川等资源分布不均衡,祁连山水源涵养生态系统由于自然和人为原因受到很大程度的破坏,生物多样性减少。
2、基于MAXENT模型得到降雨、海拔和坡度是影响雪豹生境选择的关键因子,尚且有1.34×104km2的适宜生境分布在保护区外。MAXENT模型认为现有功能区下雪豹保护的优先区域为位于保护区中部及西北部区域的祁连山中段疏勒南山—托勒南山区域,另有部分最适宜区位于保护区管辖范围之外的祁连县北部的沙龙滩管护站、托勒河源管护站及瓦乎斯管护站所在区域。在雪豹生境适宜性评价基础之上,基于ZONATION模型划分保护优先区,对比现有保护区识别保护空缺区域。
3、运用电路理论分析各栖息地间景观连通性可知,研究区西部地区G1、G2和G3栖息地之间以及东部G5、G6、G7和G8栖息地之间连通性较好,连通线路清晰且密集;中部地区是起着衔接作用的重要地理位置,连通性却极差,G3和G4栖息地之间存在大量的农牧地和公路,几乎与西部和东部的雪豹栖息地呈现“断联”状态。
4、综合分析雪豹生境适宜性区划和景观连通性分析得出两个重点保护区分别位于研究区西北部尕河管护站及其周边区域和研究区中部边麻管护站至南部大拉洞管护站中间区域;优化区位于祁连山地区天峻县、祁连县和门源县。
5、以1.9×104km2的雪豹最小重要栖息地为数量结构优化目标,合理安排用地结构和数量,以实现研究区土地利用布局优化。区域A和区域B以土地荒漠化的修复和草地退化为优化方向;区域C和区域D分布着大量珍贵的森林和灌木资源,是重要的水源涵养林,要加大保护力度和农牧地的修复,该区的数量供给以荒漠修复的形式提供;区域E及其周边密集分布着居民点,存在很大程度的人为干扰,因此该区域的数量调整以过牧导致的草地修复为主、耕地和居民点布局为辅。
6、经过对比分析优化前后研究区及优势斑块要素草地的破碎度指数变化,证明土地荒漠化、沙化为研究区主要的生态恶化问题,因此荒漠斑块要素的布局和数量调整是缓解整体景观格局破碎化趋势的有效方式之一。