濒危植物崖柏潜在分布区预测与生境时空变化定量研究

发布时间：2020-10-26 04:51

　　 崖柏(Thuja suthuanensisi)为柏科崖柏属常绿乔木,属我国特有、国家Ⅰ级保护植物,世界自然保护联盟(IUCN)认定的濒危(EN)植物物种之一。本文以崖柏主要分布区—四川省达州市宣汉县、万源市、开江县,重庆市城口县、开州区为研究区。以2000年、2010年、2016年Landsat遥感影像解译所得三期土地利用/土地覆被(LULC)数据、ASTER地形数据、BioClim生物气候数据、HWSD土壤数据、NDVI数据、崖柏野外分布点及有关地理要素数据为基础数据源。对研究区32个环境变量进行Pearson相关性分析,筛选出22个有效环境变量;运用最大熵生态位模型(MaxEnt),预测了研究区崖柏潜在分布区,对生境适宜性区划进行了分析。根据模型运算结果中的环境变量响应曲线和贡献率报表,确定出9个有主要贡献的环境变量,分析了符合崖柏生境条件的主要贡献环境变量数学参数数值与范围。运用InVEST模型,依据解译所得三期土地利用/土地覆被(LUCC)数据,分析了研究区2000年、2010年、2016年生境退化度与生境质量状况,以及2010年、2016年生境稀缺度状况。综合考虑研究区崖柏生境适宜性与生境质量现状,分析两者之间的相互关系,得出了崖柏生境时空分布规律。根据研究结果,提出了珍稀濒危植物崖柏生境优化策略,最终得出以下结论:(1)2000~2010年期间,研究区退耕还林成效显著,耕地面积占比减少了0.98%;林地面积占比增加了1.07%;草地遭到一定破坏,面积占比减少了0.40%;湿地、水体面积占比共增加了0.18%;随着人口膨胀,城市化程度的加深,建设用地面积占比增加了0.13%。2010~2016年期间,研究区耕地面积占比减少了0.67%;林地面积占比增加了1.03%;草地遭到破坏,面积占比减少了0.52%;湿地、水体面积占比共减少了0.14%;建设用地扩张明显,增幅达到0.30%。(2)崖柏潜在分布区主要位于重庆市城口县大部、开州区东北部大巴山区,重庆市开江县、开州区南部明月山区,四川省万源市东南部、宣汉县东北部大巴山区余脉等地。崖柏生境不适宜区域面积12226.86km~2,占研究区面积73.43%;较适宜区域面积1066.43km~2,占研究区面积6.40%;适宜区域面积1802.45km~2,占研究区面积10.82%;最适宜区域面积1555.64km~2,占研究区面积9.34%。满足崖柏生境条件的9个主要贡献环境变量贡献率由高到低依次为最暖月最高温bio-5(49.2%)、降水量变异系数bio-15(7.5%)、粘土含量t-clay(6.7%)、昼夜温差月均值bio-2(6.0%)、年平均降水量bio-12(5.9%)、最冷月最低温bio-6(4.7%)、碳酸盐和石灰石含量t-caco_3(4%)、碎石体积百分比t-gravel(3%)、等温性bio-3(2.7%),这9种环境变量的累积贡献率达到89.7%。崖柏最适宜生境条件为最暖月最高温18.4~32.6℃,降水量变异系数62~74,粘土含量20~23%weight,昼夜温差月均值6.6~9.0℃,年平均降水量1110~1428mm,最冷月最低温-8.7~2.8℃,碳酸盐或石灰石含量0%weight,碎石含量百分比4~9%vol,等温性24~29。(3)研究区生境退化高分值区域面积占比进一步扩大,生境退化出现加深现象。距离生境威胁因子耕地、建设用地较近,且敏感度较高的林地、草地等地类成为退化较严重的区域。研究区生境质量高分值区域降幅较大,尤其是耕地、建设用地覆盖区,生境质量最差。研究区生境稀缺度高分值区域进一步加大,林地、草地等自然地类生态功能与结构破坏严重。这说明随着研究区经济社会的快速发展,土地利用/土地覆被(LULC)变化日趋剧烈,人地矛盾更加突出,总体呈现非自然生境逐渐占据自然生境的时空变化特征,崖柏原始生境受到严重破坏与干扰。(4)通过分析崖柏潜在分布区与生境时空变化规律可知,生境质量好的区域崖柏生境适宜等级不一定高,崖柏生境适宜等级高的区域生境质量也可能较差;但随着崖柏生境适宜等级由最适宜下降到不适宜,生境质量为优的区域面积占比由96.12%下降到29.20%,呈显著下降趋势,生境质量为极差的区域面积占比由10.21%上升到46.30%,占比上升明显。这一变化说明崖柏生境适宜度与生境质量有一定关联,但两者并非都符合简单正比关系。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S791.37
【部分图文】：

技术路线

表 3-9 最大似然法（MLC）混淆矩阵类别 草地 耕地 建设用地 湿地 水体 林地 用户精度（%）草地 89 2 0 0 0 188 31.90耕地 0 794 130 3 1 131 74.98建设用地 0 212 1038 1 7 98 76.55湿地 0 0 0 31 20 0 60.78水体 0 9 0 0 124 24 78.98林地 4 10 0 0 0 5308 99.74制图精度（%） 95.70 77.31 88.87 88.57 81.58 92.33总体精度（%） 89.8479 Kappa 0.7932最大似然法（MLC）是机器学习中较为稳健的典型分类方法，且分类算法成熟，分类效果优良，运算速度快，优势明显。根据 2016 年遥感影像监督分类精度评定结果可知，分类总体精度达到 89.8479，Kappa 系数为 0.7932，均满足

崖柏 108° 45' 42.60" 31° 42' 48.05" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 45' 43.04" 31° 42' 52.20" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 45' 48.13" 31° 42' 35.10" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 45' 43.29" 31° 42' 49.20" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 45' 16.37" 31° 42' 39.92" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 39' 29.56" 31° 39' 45.91" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 39' 26.04" 31° 39' 23.35" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 42' 58.56" 31° 38' 39.85" 重庆药用植物所 城口 2014崖柏 108° 43' 0.19" 31° 38' 43.44" 重庆药用植物所 城口 2014
【参考文献】

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本文编号：2856519