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2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 中文摘要 林麝( m o s c h u sb e r e z o v s k i i ) 隶属于哺乳纲、偶蹄目、麝科、麝属，为小型林栖鹿类动 物，是我国的一级保护动物，i u c n 和中国濒危物种红皮书中均列为濒危或易危物 种。林麝曾广布于2 0 多个省，现今分布范围大幅减小，集中于甘肃、陕西、四川，西藏 等省内。 生境破碎化是很多物种种群数量下降的主要原因。从2 0 0 4 年到2 0 0 7 年，包括笔者在 内的本实验室研究人员多次前往秦岭西麓陕西凤县，实地调查当地林麝分布、种群数量以 及生境质量，获得了大量林麝野外生态学数据。在此基础上，利用3 s 技术在大尺度空间 上进行林麝生境破碎化研究，阐述了林麝柄息地的景观格局和破碎化状况；分析人类活动 对林麝栖息地破碎化的影响，并提出了人类活动干扰区的恢复策略；就林麝这一珍稀物种 的保护进行景观规划，并对林麝的保护和管理决策提出了多条建议。本文的调查范围基本 覆盖了凤县全境。主要研究结果如下： 1 、研究表明：在大尺度空间上，影响林麝选择生境的因子是海拔高度、地形坡度、 植被类型和人为活动。根据多年调查数据的统计，陕西凤县林麝的理想生境是 1 7 0 0 2 2 0 0 m 的中高海拔；3 0 - - , 5 0 度的中高坡度；保存完好的原始状态的森林，在凤县， 这种森林植被类型一般为阔叶林；位于距离人类活动频繁的干扰源比较远的地区。 2 、利用卫星图片，结合地形图和电子地图，采用地理信息系统对凤县进行景观分 类，划分为阔叶林、针叶林、针阔混交林和草地、裸地等4 种景观类型。在利用网络公共 数据库资源，对林麝地形图进行转化，获得海拔分级图、坡度分级图。并将凤县地图进行 数字化，获得道路和居民点信息图。 3 、基于风县林麝柄息地g i s 分析结果可知，目前最适宜林麝生存的栖息地面积仅为 1 0 0 4 8k m 2 ，占风县国土面积的3 4 6 ，分布比较分散。林麝的次适宜生境有8 3 3 0 6 k m 2 ，占风县总面积的2 6 1 4 。次适宜生境多分布于形成5 大分布区。但是近年来。由于 当地居民和山外投资者纷纷进山采药，开矿设厂，对林麝种群的繁衍与发展带来了巨大的 负面影响。 4 、对比凤县林麝不同等级生境的景观指数可知，在目前凤县林麝现有生境4 个等级 的景观格局中：最适宜生境的斑块面积最小，斑块数目多，平均斑块面积最小：斑块的离 散程度最高，相互间距离最大，破碎化程度也最大；斑块形状由于面积小而相对规则。相 反，不适宜生境面积最大，平均面积也最大，离散程度低，相互距离最小，形状不规则。 5 、将潜在生境与现有生境的景观格局对比可以发现：人类生产活动使得最适宜和次 适宜生境面积比无人类影响下的面积分别减小了4 6 7 6 和2 8 9 5 ；各等级生境斑块数目 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西凤县林麝栖息地破碎化研究 均有所减小，斑块的平均大小均有增加，但是不适宜生境平均面积增加幅度最大；最适宜 生境斑块的临近程度减小幅度高达1 2 0 ，更为离散；平均分形指数显示不适宜生境和次 适宜生境斑块形状趋向简单，而最适宜生境和较不适宜生境则趋向复杂。 6 、根据本文的研究结果，提出对林麝种群恢复的措施在生态学方面：建设廊道增加 凤县林麝生境的面积和景观连接度，增加隔离种群的基因交流，改善生境质量，并在较好 的生境区域设立自然保护区。除此之外，还应采取一些行政手段：1 ) 加强野生动物保护 法律法规的执法，并通过宣传提高大众保护动物的意识；2 ) 制止生境继续破碎化，减少 人类活动影响；3 ) 发展社区共管模式，促进社区与保护区域的和谐发展。 关键词：林麝；珍稀物种：3 s 技术、生境破碎化；因子分析；景观格局；陕西风县： 秦岭西麓 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 基于3 s 技术的陕西凤县林麝栖息地破碎化研究 a b s t r a c t f o r e s tm u s kd e e ri so n eo ft h es m a l l e s td e e r , b e l o n g i n gt om a m m a l i a , a r t i o d a c t y l a ，m o s c h i d a e ， m o s c h u s i ti sl i s t e di nt h ef i r s tc a t e g o r yo ft h el i s to fs t a t ek e yp r o t e c t e dw i l dl i f e i ni u c n a n d ”c h i n a sr e db o o ko fe n d a n g e r e ds p e c i e s ，hi ti sc l a s s i f i e da se n d a n g e r e do rv u l n e r a b l e s p e c i e s f o r e s tm u s kd e e rh a sb e e nw i d e l y，d i s t r i b u t e d i nm o r et h a n2 0p r o v i n c e sb u tt h e d i s t r i b u t i o na r e ah a v eb e e ns u b s t a n t i a l l yr e d u c e d ，a n dn o w o n l yc o n c e n t r a t e di ng a n s u ，s h a a n x i ， s i c h u a n ，t i b e t ，a n do t h e rp r o v i n c e s h a b i t a tf r a g m e n t a t i o ni sm a i nr e a s o no f p o p u l a t i o nd e c l i n ef o rm a n ys p e c i e s f r o m2 0 0 4t o2 0 0 7 ， i n c l u d i n gt h ea u t h o r , r e s e a r c h e r so fm yl a b o r a t o r yw e n tt os h a n x if e n g x i a nw h i c hl o c a t e di n w e s tp a r to fq i n l i n gm o u n t a i n ，a n dd o n et h ef i e l ds u r v e yf o rl o c a lf o r e s tm u s kd e e r d i s t r i b u t i o n ， p o p u l a t i o ns i z e ，h a b i t a tq u a l i t ya n do t h e rf a c t o r s b a s e do n3 st e c h n i q u e ，h a b i t a tf r a g m e n t a t i o n o ff o r e s tm u s kd e e rh a db e e ns t u d i e do nt h e l a r g e - s c a l e ( f e n g x i a nc o u n t y ) ，a n d c o m p r e h e n s i v e l yl e a r n e dt h ef r a g m e n t a lh a b i t a t sl a n d s c a p ep a t t e r na n dt h es i t u a t i o nf o rt h e f o r e s tm u s kd e e r t h eg o a l so fm yr e s e a r c hw e r et oa n a l y s i st h el o c a lf o r e s tm u s kd e e r s h a b i t a tq u a l i t ya n df r a g m e n t a t i o n s ，e s t i m a t et h ei n f l u e n c eo fh u m a na c t i v i t i e sf o ri t sh a b i t a t , l e a r n t h el a n d s c a p ep a t t e r n ，a n dp r o v i d es c i e n t i f i cs u p p o r tf o rf o r e s tm u s kd e e r sc o n s e r v a t i o na n d m a n a g e m e n t f e n g x i a nc o u n t r yh a db e e nc o v e r e db yt h i sr e s e a r c h t h em a i nf i n d i n g sa r ea s f o l l o w s ： 1 ，s o m ep a p e r st o l du st h a t ，i nt h el a r g e - s c a l e , t h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r sf o rh a b i t a ts e l e c t i o no f f o r e s tm u s kd e e ri st h ea l t i t u d e ，s l o pd e g r e e , v e g e t a t i o nt y p ea n dh u m a na c t i v i t i e s b a s e do n y e a r so fs u r v e yd a t a , w ef o u n dt h a tt h eb e s th a b i t a to ff o r e s tm u s kd e e ri nf e n g x i a ni st h eh i g h - a l t i t u d ew h i c hr a n g ei s17 0 0 2 2 0 0mi nt h e ，h i 曲；s l o p ew h i c h r a n g ei s3 0 一5 0d e g r e e s ；a n dt h e v i r g i nf o r e s tc o n s e r v e dp e r f e c t l y i nf e n g x i a n ，t h i sf o r e s ti sg e n e r a l l yb r o a d l e a ff o r e s tw h i c hi s f a rf r o mh u m a na c t i v i t i e s 2 ，b a s e do ng i s ，w ed ot h el a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o no i lt h es a t e l l i t ei m a g e sa c c o r d i n gt of i e l d s u r v e yr e f e r e n c es i t e s ，a n dd i v i d e di ti n t o b r o a d l e a ff o r e s t ，c o n i f e rf o r e s t ，t h eb r o a d l e a fa n d c o n i f e rf o r e s t a n d “g r a s s l a n d ，n u d ea n dt h eo t h e r f o u rk i n d so fl a n d s c a p et y p e s f u r t h e r m o r e ， w eg o tt h et o p o g r a p h i cm a p sf r o mi n t e r a c t s ot h ee l e v a t i o n , s l o p eo ff e n g x i a nh a sb e e ng e t 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 f r o mi t f i n a l l y , w eg e tf e n g x i a n sr o a da n dr e s i d e n tm a pv i am a pd i g i t i z i n g 3 ，a f t e rc o m p r e h e n s i v e l ya n a l y s i n g ，t h er e s u l ts h o w e dt h a t ：t h em o s ta p p r o p r i a t eh a b i t a tf o r f o r e s tm u s kd e e rw a $ o n l y10 0 4 8h 矿，3 4 6 o fa l la r e ao ff e n g x i a n f u r t h e r m o r e ，i t s d i s t r i b u t i o nw a ss os c a t t e r e d ，t h a ti ti sh a r dt ob eu s e db yf o r e s tm u s kd e e r s e c o n d l y , s u i t a b l e h a b i t a tw a s8 3 3 0 6k l 2 6 14 o fa l la r e ao ff e n g x i a n t h i sh a b i t a tc o u l db eu s e db yf o r e s t m u s kd e e r h o w e v e r , b e c a u s eo ft h ed r i v eo fe c o n o m i cb e n e f i t s ，m o r ea n dm o r em o u n t a i na r e a s w e r ei n v o l v e di nm i n i n g ，h e r b o r i z a t i o n ，a n ds oo n ，s ot h es u r v i v a lo ff o r e s tm u s kd e e rh a db e e n t h r e a t e n e dh e a v i l yb yt h e s ea c t i v i t i e s 4 ，f o rt h el a n d s c a p ei n d e x ，t h ec h a r a c t e r so ft h em o s ts u i t a b l eh a b i t a to ff o r e s tm u s kd e e rw e r e a sf o l l o w s ：t h es m a l l e s tt o t a la r e a ，m o r ep a t c hn u m b e r , t h es m a l l e s ta v e r a g ep a t c ha r e a , s c a t t e r e d ， i s o l a t e d ，c r a c k e d b e s i d e s ，i tw a sm o r er e g u l a rc o m p a r e dt oh a b i t a to fo t h e rg r a d eb e c a u s eo f s m a l la r e a 5 ，c o m p a r e dt op o t e n t i a lh a b i t a to ff o r e s tm u s kd e e r , b e c a u s eo ft h ei n f l u e n c eo fh u m a n ，t h e m o s ts u i t a b l eh a b i t a ta n dt h es e c o n d l ys u i t a b l eh a b i t a td e c r e a s e db v4 6 7 6 a n d2 8 9 5 ， r e s p e c t i v e l y ；t h en u m b e ro fa l lg r a d eo fh a b i t a td e c r e a s e d ，t h ea v e r a g ea r e ao fa l l g r a d eo fh a b i t a t i n c r e a s e d b u tt h e “u n s u i t a b l eh a b i t a t i n c r e a s e ds h a p e l i e rt h a no t h e r s m p io ft h em o s ts u i t a b l e h a b i t a td e c r e a s e db yu pt ot h ee x t e n to f12 0 ，s oi tw a sm o r es c a t t e r e dt h a no t h e r s t h e a w m p e ds h o w e dt h a tt h es h a p eo fu n s u i t a b l eh a b i t a ta n ds e c o n d l ys u i t a b l eh a b i t a tt e n dt o s i m p l e ，b u tt h eo t h e r st e n dt oc o m p l e x 6 ，a c c o r d i n gt or e s u l to fr e s e a r c h ，w em u s ta d o p ts o m em e a s u r e st or e c o v e rf o r e s tm u s kd e e r s p o p u l a t i o n a tt h ee c o l o g i c a la s p e c t s ，w es h o u l de s t a b l i s hs o m eh a b i t a tc o r r i d o r st oi n c r e a s e h a b i t a tc o n n e c t i v i t ya n de x c h a n g eo fg e n e ，a n di m p r o v et h eh a b i t a tq u a l i t ye v i d e n t l y t h e ns e tu p n a t u r a lr e s e r v ea r e ai nb e t t e rh a b i t a tt oa c c e l e r a t e - p o p u l a t i o ng r o w t ho ft h ef o r e s tm u s kd e e r o t h e r w i s e ，s o m ea d m i n i s t r a t i v em e a s u r e ss h o u l db ee n f o r c e dt i m e l y ：1 ) e n h a n c e dt h ew i l d l i f e l a wa n dr e g u l a t i o n s e n f o r c e m e n ta n di n c r e a s e dt h ep u b l i ca w a r e n e s s ；2 ) s t o p p e dt h ef r a g m e n t a l t r e n do fh a b i t a t ，r e d u c e dh u m a ni n f l u e n c e ；3 ) e s t a b l i s h e dc o m m u n i t yc o n d o m i n i u mr e g i m e ， c h a n g i n gt h et r a d i t i o n a li n c o m er e c o u r s e sa n dd e v e l o p i n gs u s t a i n a b l ee c o n o m i c 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 基于3 s 技术的陕西凤县林魔栖息地破碎化研究 k e yw o r d ：f o r e s tm u s kd e e r ：r a r e s p e c i e s ：3 st e c h n o l o g y ：h a b i t a t f r a g m e n t a t i o n ：f a c t o ra n a l y s i s ；l a n d s c a p ep a t t e r n ；f e n g x i a nc o u n t ys h a a n x i ；w e s t e r ns l o p e o f m t q i n l i n g 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：离宇 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名： 青字 导师签名： 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 第一章前言 随着社会的不断发展，全社会对生态环境和生物多样性保护的重要性的意识迅速增 强，动物保护事业越来越受到政府和社会的重视。从景观生态学角度对物种进行保护是当 今生物多样性保护的一个突破，也是景观生态学的主要研究方向。动物生境破碎化的研 究，对生物多样性的保护、自然保护区的设计都有重大的意义( 尚玉昌，2 0 0 1 ，孙儒泳， 2 0 0 0 ) 。 1 1 麝种群现状 麝是国家一级重点保护动物，中国濒危动物红皮书濒危或易危野生动物，在国际 上，除俄罗斯外，所有国家把麝列为c i t e s 附录i 的动物，严禁商业性贸易。雄麝分泌的麝 香，是一种驰名中外的名贵动物药材，也是制造高级香水、高级香料的重要原料，具有极 高的药用价值、经济价值和科学研究价值。近些年来，由于过度的捕猎与栖息地的减少或 丧失，我国各大产区的麝资源遭到了不同程度的破坏，分布区域大大缩减，数量迅速下降 ( 徐宏发，2 0 0 2 ) 。从上世纪5 0 年代开始，我国已经对麝的生物学开展了一系列的研究， 但是有关林麝栖息地研究不是很多，特别是采用3 s 技术研究林麝野外栖息地几乎未见报 道。林麝的科学研究，对于更好地保护与有效地管理珍稀野生麝资源，具有十分重要的现 实意义。 1 1 1 形态特征 麝是体型最小的鹿类动物，在麝属中，马麝的个体最大，林麝个体最小。一般来说， 麝体长7 0 0 1 ，0 0 0 m m ，尾长1 8 一- - 6 0 m m ，肩高5 0 0 8 0 0 m m ，臀比肩高约5 0 m m ，体重7 1 8 k g ( w a l k e r ，1 9 9 9 ) 。 麝类动物两性大小相似，但均无角；吻端部有一黑色裸区，称为鼻镜；无臀斑；雄麝 上犬牙特别发达，一般长5 0 - - - 6 0 m m ，基部宽约7 - - 一8 m m ，裸露于唇外，十分锐利；雄麝外生 殖器部位长有麝香腺，能分泌麝香，与外形相似的獐相区别( 盛和林，1 9 9 2 ) 。成年麝的 体毛粗硬易断，毛干呈波纹状弯曲，毛尖逐渐变狭窄，中空且髓腔特别发达，具有良好的 隔热性能，无绒毛。麝冬毛、夏毛和胎毛的毛长和毛干宽度均有显著性的差异，且冬毛 夏毛 胎毛，粗而长的冬毛可以具有相对较大的充满空气的髓质空间，有利于麝度过寒冷 的冬季( 徐正强，2 0 0 6 ) 。麝类的尾巴呈指状，周围含有丰富的腺体，并隐于臀部毛丛 中，外露不显著，具有分泌外激素标记领域的功能。 从形态解剖学的角度来看，麝头骨眼眶环特别发达；无泪窝；第- - n 齿之间无空隙； 泡骨保留着愈合的痕迹；无眶下腺和额腺，也无足腺，但是有尾脂腺。 麝是典型的晨昏活动型动物，活动高峰期主要集中在每天日出前后和日落前后( 胡江 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 华，1 9 9 0 ) 。麝有固定排便的习性，且常以粪便、尿液和尾脂腺分泌物标记路线。麝的活 动区域是相对比较稳定的，如果没有受到人为的干扰，可常年或连续几年在原地生活。受 到惊扰时，麝便迅速逃离，不久便返回到原地。因此，山区人们常称其为“舍命不舍山”。 1 1 2 麝的分布 图1 1 中国麝的分布 f i g 1 - 1t h e d i s t r i b u t i o no fm u s kd e e ri nc h i n a 我国是世界上麝类资源最为丰富的国家，麝资源储存量占全球的7 0 以上，麝香产 量占全球9 0 以上，所有麝种在中国境内均有分布( 盛和林，1 9 9 2 ；李明，1 9 9 6 ) 。在 我国，麝主要分布于东北和中西部偏远山区，即黑龙江、吉林、内蒙古、青海、甘肃、陕 西、四川、西藏、安徽、湖北、湖南、云南、贵州、广西等地( 见图l - 1 ，f i g 1 - 1 ) 。林 麝分布区域最为广泛，历史分布区几乎遍布于西藏、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、四 川、安徽、湖北、湖南、云南、贵州、广西各地。 国外，麝主要分布于国外，麝主要分布于俄罗斯、哈萨克斯坦、韩国、朝鲜、蒙古、 尼泊尔、锡金、不丹、缅甸、老挝、阿富汗、越南、印度、巴基斯坦等国。 1 2 景观破碎化的研究概况 1 2 1 生境的概念 2 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基了：3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 生境h a b i t a t 一词是由美国g r i n n e l l ( 1 9 1 7 ) 首先提出的，其定义是生物出现的环境空 间范围，一般指生物居住的地方，或是生物生活的生态地理环境。a b l e s 等( 1 9 8 0 ) 认为 野生动物的生境是指能为特定种的野生动物提供生活必需条件的空间单位( 陈化鹏， 1 9 9 2 ) 。 生境破碎化是在人为活动和自然干扰下，大块连续分布的自然生境，被其它非适宜生 境分隔成许多面积较小生境斑块( 岛屿) 的过程( 傅伯杰，2 0 0 1 ) 。生境破碎化主要有两方 面的表现：形态上的破碎化；一方面随着人类活动的增强而导致景观中破碎生境的增 加。其结果是适宜于生物生存的栖息地面积急剧减小，在相当程度上降低了栖息地保护物 种的生态功能；另一方面随着斑块形状( 栖息地) 的复杂化( 破碎化) ，结果是导致斑块边缘 效应的增强，导致自然栖息地核心区面积减步，在极大程度上减弱了栖息地保护生物多样 性的功能生态功能上的破碎化；指栖息地( 斑块) 内部生境的破碎化，主要是由于气候 条件、人为活动的影响而造成栖息地内部生态环境质量的下降，或由于自然环境因子在空 间组合上的不匹配而导致生境适宜性的降低或在空间分布上的破碎化( 陈利顶，1 9 9 9 ) 生境破碎化是许多物种濒危和绝灭的重要原因( 武正军，2 0 0 3 ；万冬梅，2 0 0 2 ；丁 伟，2 0 0 3 ；李霖，2 0 0 0 ) 。据估计，在现已确定绝灭原囚的6 4 种哺乳动物和5 3 种鸟中， 由于生境丧失和破碎引起1 9 种和2 0 种绝灭，分别占3 0 和3 8 ，因生境丧失和破碎化 而受到绝灭威胁的物种比例则更高，在哺乳动物和鸟中约占4 8 和4 9 ，在两栖动物中 则高达6 4 ( 武正军，2 0 0 3 ) 。生境破碎化不仅导致适宜生境的丢失，而且能引起适宜 生境空间格局的变化，从而在不同空间尺度上，影响物种的扩散、迁移和建群，以及生态 系统的生态过程和景观结构的完整性( 赵弈，2 0 0 1 ) 。 自李义明和李典漠1 9 9 4 年在舟山群岛开展兽类自然栖息地的变化及其对物种绝灭的 作用以来，我国已陆续开展关于生境破碎化对动物种群影响的研究，主要集中于对动物种 群的生境破碎化的评价，以及破碎化对动物种群的繁殖、行为和生存状态的影响( 武正 军，2 0 0 3 ；万冬梅，2 0 0 2 ；丁伟，2 0 0 3 ) 。我国生境的破碎化正在加剧，1 9 7 8 年以前， 生境破碎化主要来自于农业垦植和森林采伐( 肖笃宁，1 9 9 7 ) 。公路和铁路主要修建在生 物多样性比较低的平原和发达城市，此类活动对生物多样性的影响相对较弱。1 9 7 8 年以 后，经济快速发展，特别是在发达的沿海地区，城市化程度已从改革开放前的2 0 发展 到7 0 。迅猛的城市化过程已把许多遥远的乡村连成一片，连续的大块自然生境被城市 化所隔离。大规模的公路和铁路下程逐渐延伸到生物多样性比较丰富的山区和无人区，随 之而来的是路旁大规模的森林采伐，阻断了野生动物的正常迁移和扩散过程，对野生动物 的生存造成严重威胁。同时，原始的生态系统逐渐暴露在人类活动的影响下，造成生态系 统的退化。随着我国经济的快速发展，城市化过程将成为我国广大农村未来发展的必然趋 3 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 势，而大型工程建设将会越来越多，这些必然严重影响我国的生物多样性保护和生态环 境。开展生境破碎化研究对保护我国的生物多样性，协调经济建设和生物多样性保护的关 系以及社会经济的持续发展具有重要意义，同时也有利于我国的岛屿生物地理学、异质种 群生物学和景观生态学等学科的建设( 肖笃宁，1 9 9 7 ；z e vn a v e h ，1 9 9 4 ) 1 2 2 景观连接度的概念与特点 景观连接度作为景观生态学的主要研究内容之一，1 9 8 4 年由m e r r i a m 首次应用到景 观生态学中，被认为是测定景观生态过程和生态功能的一种指标( m e r r i a m ，1 9 8 4 ： m e r r i a m ，1 9 9 1 ；b a u d r y ，1 9 8 8 ) 。针对生物群体而言，t a y l o r l 9 9 3 年认为景观连接度是 描述景观中各元素有利或不利于生物群体在不同斑块( 栖息地) 之间迁徙、觅食的程度 ( t a y l o r ，1 9 9 3 ) 。由于不同的研究目的和研究对象，生态过程和生态功能所表现出来的 形式差异较大，因而景观连接度的大小受到下列因子影响( 陈利顶，1 9 9 6 ) ：景观结构 不同决定了不同的功能，因而景观元素的空间分布及相互关系，如斑块的大小、形状、同 类斑块之间的距离、相互关系以及斑块与廊道、基质之间的关系，斑块之间是否存在廊 道，廊道的组成物质、宽度、形状、长度都将影响景观连接度水平。研究的生态过程： 不同的生态过程，运动变化机理不同。景观中物种迁移、能量流动均有各自的规律，同一 类型的景观结构，由于研究的生态过程不同，其机理不同，景观连接度水平将有较大差 异。研究的对象和目的：对于生物群体而言，不同的生物种，同一景观结构，其景观连 接度将会不同。如，陆生生物与水生生物之间，陆地生物和飞禽之间，由于各自适应环境 条件不同，在同一种景观元素中适应能力差异较大，因而所具有的景观连接度将不同。 景观连接度是抽象的，它不能仅仅通过景观结构的空间特征得到反映，必须在研究景 观结构的基础上，通过观测生物的生态行为和对生物迁徙、生存的影响，测定景观连接 度，它表达了生物群体在景观中活动、生存的能力和景观元素对它的抑制程度。同时景观 连接度又是相对的，对于特定的生态过程具有较高景观连接度的景观单元，对于其他生物 群体或生态过程，景观连接度也许较低。如河流，对于水生生物来说，可以在其中自由地 迁移，生存毫无障碍，具有较高的景观连接度，而对于有些陆生生物来说，这是不可逾越 的障碍，并将成为它们生存的陷阱，因而景观连接度处于较低的水平。由于它表达了一种 生态过程在景观元素中进行的顺利程度，因而测定景观连接度只能是相对的，其大小应在 区间【0 ，1 】变化；0 表示景观元素的某种生态功能最差，1 表示了景观元素的生态功能达 到最好。由于景观连接度的上述特点，在生物生境适宜性评价中和生境破碎化研究中具有 重要作用。 传统的野生动物生境研究方法主要是利用野外的抽样调查、室内试验等手工汇集方法 获得野生动物生境数据，数据的现时性、准确性和可靠性都受到了极大的限制( 高瑞莲， 4 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 2 0 0 0 ；张洪亮，2 0 0 1 ；刘惠明，2 0 0 2 ；郑祥，2 0 0 3 ) ，难以满足野生动物生境研究的需 要。 1 33 s 技术 3 s 技术是遥感( r s ) 、地理信息系统( g i s ) 、和全球定位系统( g p s ) 的简称。以地理 信息系统为核心的3 s 技术集成，构成了对空间数据适时进行采集、更新、处理、分析及 为各种实际应用提供科学决策的强大技术体系( 王金亮，2 0 0 4 ) 。 1 3 1 遥感技术 遥感技术( r e m o t es e n s i n g ) 所谓遥感技术，主要是通过航空或航天设备，如飞机、 人造卫星等，携带各种传感器，如光谱探测仪、多波段扫描摄像仪、雷达发射接受器等， 记录地物光谱特征的技术。遥感数据一般具有下列特征( 党安荣，2 0 0 3 ) ：l 、遥感技术 的发展增大了观测的范围；2 、遥感技术能够提供大范围的瞬间静态图像；3 、遥感技术提 供了大面积重复观测的可能，为多时段的对比研究和动态分析提供了基础；4 、随着多光 谱扫描仪的研制成功和在遥感上的推广应用，大大拓宽了人类观测地球的光谱分辨能力； 5 、遥感技术可以提供高分辨率的资料。所以遥感技术具有很强的宏观性、时效性、综合 性、经济性( 党安荣，2 0 0 3 ) 。 现在，遥感技术( 尤其是航空和航天遥感) 是监测生态系统在不同尺度上格局与过程变 化的极为重要的工具，已经涵盖了景观生态学的几乎所有研究领域( t h o m a s ，2 0 0 3 ；刘 茂松，2 0 0 4 ；邬建国，2 0 0 0 ；徐化成，1 9 9 6 ；阎传海，2 0 0 3 ) 。 1 3 2 地理信息系统( g i s ) 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，简称g i s ，是最近几十年新发展起 来的借助计算机的一种新技术。地理信息系统在生态学中的应用已经越来越广泛，特别是 在景观生态学的应用更加普及( 张超，1 9 9 5 ：吴咏蓓，2 0 0 0 ) ，它的用途主要包括：分析 景观空间格局及其变化；确定不同环境和生物学特征在空间上的相关性；确定斑块大小、 形状、毗邻性和连接度；分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量；景观变量的图象 输出以及与模拟模型结合在一起的使用。 1 3 3 全球定位系统( g p s ) 全球定位系统( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ) ，简称g p s ，是美国国防部耗资1 0 0 亿美 元为军事目的而发展起来的，是由一系列专用卫星( n a v s t a rg p ss a t e l l i t e s ) 组成，这些卫星 不停地绕地球运转并发回地面它们具体空间位置的信息。g p s 技术的应用于监测动物活 动行踪、生境图、植被图及其他资源图的制作，航空照片和卫星遥感图像的定位和地面教 正，以及环境检测等方面，对景观生态学研究具有重要的推动作用( 刘茂松，2 0 0 4 ：邬建 国，2 0 0 0 ；阎传海，2 0 0 3 ) 5 2 0 0 8 届硕士研究乍毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 1 43 s 技术在保护生物( 生境) 方面的应用概况 3 s 技术的出现，为研究野生动物提供了条件。g i s 与实现准确定位的g p s 相结合在 野外可以调查样方、确定动物分布及其活动范围等，将地面调查定位在地图或遥感图像 上，g p s 数据可以被自动转换传输到g i s 中进行下一步的分析。r s 技术因为其探测范围 大、获取资料速度快、受地面条件限制少、信息量大等优点，可以测定许多景观生态特征 的分布和程度，如栖息地的连接度或破碎化程度以及植被变化等。目前许多专家利用3 s 技术在野生动物生境的研究中取得了丰硕成果( 高瑞莲，2 0 0 0 ：张洪亮，2 0 0 1 ；刘惠明， 2 0 0 2 ；郑祥，2 0 0 3 ) ，为野生动物生境的保护和恢复提供了科学依据。 3 s 技术的结合不但能确定某区域栖息地的分布及景观评估，而且还可以处理动物配 戴无线电发报器产生的数据。除此以外3 s 在物种保护方面也应用较广，如可以用它进行 物种分布数据库的建立、迁移的研究，栖息地的评估、保护区设立，管理、通道的设计以 及进行g a p 分析等等。对于单一物种的保护既要考虑目标物种本身，还要考虑它所在的 生态环境及有关的生态过程，既要重视保护区，还要重视保护区与周围环境的关系，即问 题( 物种的稀有和濒危) 的发生和研究在一个层次( 种群) ，而问题的解决( 保护和管 理) 需要在更高层次( 整个景观上) ，3 s 使这种宏观的综合性研究得以实现( 党安荣， 2 0 0 3 ) 。因此，使用3 s 技术对自然保护区、森林公园等区域进行相应的规划分析，以此 可得到对区域生态或经济后果做出的相应评价，所提供的决策信息将比单纯的预测结果更 有实际价值。 1 5 研究目的 生境破碎是生物多样性降低的主要原因之一( 武正军，2 0 0 3 ) 。本研究将利用3 s 技 术，从大尺度上了解风县林麝栖息地的生境质量和破碎化情况。研究成果将能展示现在凤 县林麝生境景观连接度的现状，并对研究结果进行景观指数分析，描述凤县林麝生境景观 格局。并将其结果直接应用于凤县的发展规划，并针对这个珍贵物种的科学保护、管理和 合理开发利用，提出众多的保护建议。 6 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 第二章研究区域概况 2 1 地理位置 研究区域陕西风县位于中国陕西省西南部、秦岭西麓南坡、嘉陵江源头、汉江二级支 流上游( e1 0 6 0 2 4 5 4 1 0 7 0 0 7 3 0 ，n3 3 0 3 4 5 7 3 4 01 8 7 2 1 ) 。东南与宝鸡市 渭滨区、太白县、留坝县、勉县相接壤，西与甘肃两当县为邻，北与宝鸡市陈仓区相连。 南北长8 0 5 k m ，东西宽7 0 9 k m ，总面积31 8 7 k i n 2 。全县辖1 0 镇2 乡，1 5 0 个行政村，总 人口约1 0 89 1 1 人。地理位置及主要乡镇如图2 1f i g 2 1 所示。 ；i 豫仓 区 ，j 薅篇嚣 ；。豫仓区，7。麓“ 垃蒜商赫 如囱穆三三= ： 陵嚣风娶地图 一一一 1 匕锻； l ；，0 母孽譬_ 一 缸秘伊瓤 。一一矽 图2 1 陕西风县 f i g 2 1t h em a po ff e n g x i a nc o u n t yi ns h a a n x ip r o v i n c e 2 2 地貌特征 全县境内多大山，山脉呈东北一西南走向，地势东北高，西南低，海拔在9 0 0 - 2 7 2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 基于3 s 技术的陕西风县林麝栖息地破碎化研究 7 0 0 m 之间。县内最低处韫江寺乡两河口，海拔9 1 5 m ：最高处为唐藏镇辛家山透马驹 峰顶，海拔27 3 9 m 。境内山峦此起彼伏，山势陡峭，河谷纵横，小盆地镶嵌于群山之 中，再加上分散状的居民点，农田，道路，矿区，这些要素共同构成了多样化的山区立体 复合景观。 2 3 气候特征 地处秦岭南坡，我国南北气候分界线南侧，属暖温带半湿润山地气候。由于境内海拔 高程悬殊，垂直气候变化明显，山区小气候差异显著，光热条件不足；降水集中，分布不 均；冬无严寒，夏无酷暑；气温日差较大。气象灾害不突出，常风来自顺河谷方向，风速 1 - - - 3 m s ，最大1 7 m s ( 崔仰乾，1 9 9 4 ) 。 2 4 植被特征 凤县植物区系以华北区系成分为主，兼有华中、华东、黄土高原、内蒙古草原、东 北、喜马拉雅等区系成分。地处秦岭山区的风县，由于复杂的生态环境及多种植物区系成 分，形成丰富的植物种类和良好的植物环境。常见的木本植物大概有5 0 科，藤类、竹子 9 科，草本植物约6 7 科。 全县森林覆盖率达到7 1 7 ( 凤县林业局内部资料，2 0 0 5 ) ，活立木蓄积量1 47 7 6 7 0 0 m 3 ，县属林场1 31 8 05 0 0m 3 ，辛家山、马头滩市属林场l5 9 62 0 0m 3 。以暖温带松栎 混交林为主。栎林以栓皮栎( q u e r e u sv a r i a b i l i s ) 、槲栎( q u e r c u $ a l i e n a ) 为主。松林以油松 ( p i n u st a b u l a e f o r