滇西北滇金丝猴栖息地景观格局分析及其破碎化评价

滇西北滇金丝猴栖息地景观格局分析及其破碎化评价
生境丧失及破碎化已成为生物多样性最主要的威胁之一，对物种栖息地的景观格局进行分析及对其破碎化进行评价显得十分必要.对滇金丝猴栖息地景观格局和破碎化进行分析评价,结果表明,包括滇金丝猴适宜生境在内的森林面积占整个研究区面积的2/3，是该地区的主导景观类型；研究区景观格局已表现出一定程度的景观破碎化.滇金丝猴适宜生境面积为308 212.44 hm2，占整个研究区面积的18.86%.目前滇金丝猴适宜生境的破碎化程度较低，但仍需控制适宜生境已出现的景观破碎化，并通过生境恢复及廊道重建等措施加强对滇金丝猴的保护.
Key words:Rhinopithecus bieti habitat landscape pattern fragmentation
从以往生物多样性保护实践来看,单一物种的保护措施是难以成功的.为长期保护某一物种,既要考虑目标物种本身,又要考虑它所在的生态系统及有关生态过程既要重视保护区,又要重视保护区与周围环境的关系.即问题（物种的稀有或濒危）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）［1］.生物保护战略应从单纯的目标物种途径扩展到区域景观途径［2］，即从景观的尺度上进行生物多样性保护.景观格局是指异质景观要素的数量、规模、形状及其空间分布模式.景观斑块的类型、形状、大小、数量和空间组合既是各种干扰因素相互作用的结果，又影响着该区域的生态过程和边缘效应.因此，对区域景观空间格局的研究是揭示其生态状况及空间变异的有效手段［3］.由于生境丧失及破碎化已成为生物多样性最主要的威胁之一，对物种栖息地进行景观格局分析和破碎化评价就显得十分必要.
肖文等［4］通过对1958和1997年的航片或卫片解译得出，40年间滇金丝猴适宜生境减少了31% （1 887km2），平均斑块面积由15.6 km2降低到5.4 km2.年波［5］采用破碎化指数和分离度指数对滇金丝猴适宜生境进行了评价，但其研究仅局限于一个滇金丝猴群的栖息地.武瑞东等［6］对滇金丝猴栖息地的遥感分析得出，目前滇金丝猴适宜栖息地的总面积为7 788.069 km2,基本上被分割为9个大的片区,现有种群分布在其中的5个区域,其总面积为6 448.842 km2.滇金丝猴栖息地丧失及破碎化的严峻问题，使得滇金丝猴的基因交流受阻，遗传多样性水平受到严重威胁［7-8］.鉴于滇金丝猴栖息地的景观研究现状缺乏整个栖息地的具体分析，有必要对滇金丝猴栖息地的景观格局及破碎化进行全面系统定量的分析.因此,本文对景观格局的总体特征,各景观组分的斑块面积、斑块数、斑块周长、分维数等基本数量特征进行分析,以阐明各景观组分的差异,评价景观破碎化程度.这将有助于进一步了解滇金丝猴生境的分布状况和重要性，并且能为自然保护区管理及生物多样性保护提供科学依据. 1研究区概况
滇金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种之一,也是海拔分布最高的非人灵长类.据最新资料表明,滇金丝猴自然种群仅存15个,约1 500只［7］.该物种栖息地位于三江并流区域，分布范围东西界为金沙江和澜沧江分布最北的猴群纬度为29°20′N,最南的一个猴群分布纬度为26°14′N,即分布于云南的德钦、维西、兰坪、
丽江市玉龙县和西藏的芒康县境内的高寒冷杉林带之中［9］，其栖息地相互处于分离状态,成岛屿状分布.本次的研究区域覆盖了云南境内所有滇金丝猴种群栖息地,即以滇、藏行政界线为北部界线，大理州的苍山、云龙县界为南部界线，以澜沧江为西部界线，金沙江及其川、滇行政界线为东部界线.研究区地处青藏高原东缘，垂直气候差异明显，地形和气候变化强烈,适合滇金丝猴生存的冷杉林和云杉林等寒温性针叶林广布，具有典型的低纬度高原季风性温带、寒温带气候特征，独特的自然地理结构和生态环境系统构成了多气候带、多物种资源的特殊生态空间［10］. 2研究方法
通过对2006年SPOT 5卫星影像的解译,得到研究区土地利用与植被图.本研究在影像的分类处理当中，综合利用了多源遥感信息复合和结合GIS的方法参与分类,以提高影像的分类精度［11］.本研究中多源遥感信息的复合主要是遥感信息与非遥感信息之间的复合，将遥感信息与遥测数据、统计数据、相关资料及专家知识相结合，结合不同年度影像和相关背景资料.结合GIS的遥感图像分类，从GIS辅助遥感影像分类的角度出发,利用GIS中数据来指导遥感图像分类.在GIS和相关资料的辅助下对遥感影像进行了分类，并在分类后利用GIS数据处理功能改善了分类结果.
根据研究区土地利用现状和植被图,将研究区景观划分为以下7个景观组分:T1—适宜生境森林,包括寒温性针叶林及针阔混交林T2—其他森林,包括落叶阔叶林、硬叶常绿阔叶林、温凉性针叶林、暖温性针叶林、常绿阔叶林T3—灌丛,包括寒温性灌丛、热性灌丛、稀树灌木草丛T4—草甸,包括高山草甸、亚高山草甸、高山流石滩疏生草甸T5—栽培植被T6—城镇T7—其他，包括裸地、冰雪、河流等.在地理信息系统软件ArcGIS中进行重分类,得到研究使用的7个景观组分.利用景观分析软件Patch Analyst 4（矢量版）计算相关景观格局指数,用于反映景观的基本特征和景观的破碎化、多样性、均匀度.主要景观指数及意义如表1所示. 3结果 3.1景观组分的面积特征
研究区总面积为1 633 426.56 hm2.其中，其它森林（T2）面积为789 578.65 hm2，面积最大.滇金丝猴适宜生境森林（T1）面积次之，即寒温性针叶林和针阔混交林的面积为308 212.44 hm2.整个景观中，包括滇金丝猴适宜生境在内的森林面积占整个景观面积的2/3，是该地区的主导景观类型；灌丛（T3）和草甸（T4）分散分布于整个景观中.人工斑块包括栽培植被（T5）和城镇（T6），占整个景观面积的比例不到10%.各景观组分面积由大到小依次为T2>T1>T3>、T5>T7>T4>T6 （表2）.从总体上看，该区域以自然植被占主导地位，是以森林为主导的景观格局. 3.2景观组分的周长特征
各景观组分总周长由大到小依次为T2>T3>T5>T1>T4>T7>T6，其他森林（T2）的总周长远大于其他景观组分，灌丛（T3）和栽培植被（T5）次之，适宜生境（T1）的总周长居中，草甸（T4）、城镇（T6）、其他景观组分（T7）的总周长较小.各景观组分斑块平均周长由大到小依次为T1>T2>T7>T5>T3>T4>T6，适宜生境森林（T1）斑块平均周长大于其他景观组分斑块平均周长.各景观组分边界密度由大到小依次为T2>T3>T5>T1>T4>T7>T6.其他森林（T2）的边界密度最高，景观破碎化程度也就最高.相比其他景观组分，
适宜生境森林（T1）的边界密度处于中等水平，边界密度由大到小的顺序与总周长相同（表3）.
表1 主要景观指数及其意义
Tab.1 Main landscape indices and its significance（10000）
单位：m·hm-2，范围：ED≥0 单位面积的周长值较大时,说明景观类型被边界分割的程度较高；反之，景观类型保存完好、连通性高.因此,该指标在一定程度上反映了景观类型的破碎化程度.
斑块平均大小（MPS）MPS］【sub】i【/sub】
单位：hm2范围：MPS>0MPS可以指征景观的破碎程度，在斑块级别上，一个具有较小MPS值的斑块类型比一个具有较大MPS值的斑块类型更破碎.
面积加权的平均形状指数
（AWMSI）AWMSI∑［MSI【sub】ij【/sub】*］
单位：无范围：AWMSI≥1 AWMSI是度量景观空间格局复杂性的重要指标之一，并对许多生态过程都有影响,如斑块的形状影响动物的迁移、觅食等活动，影响植物的种植与生产效率.
面积加权的平均斑块分形
指数（AWMPFD）AWMPED∑［MPFE【sub】ij【/sub】*］
单位：无范围：1≤AWMPFD≤2 AWMPFD是反映景观格局总体特征的重要指标，它在一定程度上也反映了人类活动对景观格局的影响.
香农多样性指数（SHDI）SHDI-∑n i1（P【sub】i【/sub】*lnP【sub】i【/sub】）
单位：无范围：SHDI≥0 在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高. 表2 滇金丝猴栖息地景观组分的面积特征
Tab.2 The characteristics of landscape elements of Yunnan
snub-nosed monkeys habitat表3 滇金丝猴栖息地景观组分的周长特征
Tab.3 The perimeter characteristics of landscape elements of
Yunnan snub-nosed monkeys habitat
3.3景观组分的斑块面积特征
各景观组分斑块数由大到小依次为T2>T3>T5>T4>T1>T7>T6.其他森林（T2）斑块数为最多.适宜生境森林（T1）斑块数仅为2 306，从一定程度上说明适宜生境森林的破碎度比较低.平均斑块面积（MPS）可以指征景观的破碎程度，在斑块级别上，一个具有较小MPS值的斑块类型比一个具有较大MPS值的斑块类型更破碎.研究区共有景观斑块39 343个，其中适宜生境森林（T1）斑块数为2 306个，其平均斑块面积为133.66 hm2，远大于其他景观组分的平均斑块面积（表4）.因此可以认为，整个景观中，适宜生境森林的破碎度比较低.同时，适宜生境森林的斑块面积标准差在所有景观组分中最大，表明适宜生境森林的斑块面积大小差异较大.
表4 滇金丝猴栖息地景观组分的斑块面积特征
Tab.4 The patch area characteristics of landscape elements of
Yunnan snub-nosed monkeys habitat
3.4景观组分的斑块形状特征
除T7外，适宜生境森林（T1）的面积加权平均形状指数为9.26，大于所有其他景观组分（表5），说明适宜生境森林的斑块形状较为复杂，加强其边缘效应的利用和管理对滇金丝猴生物多样性的保护有重要意义.各种景观组分的面积加权平均斑块分维数均较高，因此受人类活动干扰较小，说明研究区内景观格局受人类活动影响较小.
表5 滇金丝猴栖息地景观组分的斑块形状特征
Tab.5 The patch shape characteristics of landscape elements
Yunnan snub-nosed monkeys habitat
3.5景观多样性与均匀度
在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，计算出的香农多样性指数值也就越高.研究区香农多样性指数（Shannons diversity index）为1.47（大于1），表明研究区景观已出现了一定程度的破碎化.香农均匀度指数反映出景观受一种或少数几种优势斑块类型所支配.虽然研究区内其他林地是优势景观要素，但是其斑块数目占整个景观斑块数的比例却不够大，且其他斑块类型在景观中分布较为均匀，是香农均匀度指数较大的原因（0.75）. 4结论与讨论
从景观尺度上来看，研究区总面积为1 633 426.56 hm2，整个景观中，包括滇金丝猴适宜生境森林在内的森林面积占整个景观面积的2/3，是该地区的主导
景观类型.以自然植被占主导，主要是以森林为主导的景观格局，在控制景观整体结构、功能和动态过程中起着主导作用，对于滇金丝猴的生存和扩散具有重要的生态意义.研究区景观格局受人类活动影响较小，但香农多样性指数反映出研究区已出现了一定程度的景观破碎化.从景观组分来看，滇金丝猴适宜生境森林面积为308 212.44 hm2，占整个研究区面积的18.86%.总体上来说，适宜生境森林的边界密度、斑块数、平均斑块面积均表明适宜生境森林的破碎化程度在所有景观组分中处于较低水平.
生境丧失及破碎化使斑块面积减少和空间隔离度增加，并将导致种群遗传多样性水平降低及遗传分化增加.当种群被孤立到不同的斑块，基因交流受阻，种群遗传连通性的降低就会导致这些种群极易灭绝.研究结果表明，目前滇金丝猴适宜生境森林的破碎化程度较低，但由于其他景观组分，尤其是人工斑块的存在及扩张，使得滇金丝猴各个种群栖息地斑块之间仍面临着被孤立的情况.因此，应当控制研究区内，特别是适宜生境森林已经出现的景观破碎化，并通过生境恢复及廊道重建等措施对滇金丝猴进行保护. 参考文献:
［1］陈昌笃.景观生态学与生物多样性保护［A］.第二界景观生态学学术讨论会论文集［C］.北京，1996.
［2］李晓文,胡远满,肖笃宁.景观生态学与生物多样性保护［J］.生态学报,1999,19（3）:399-407.
［3］亓兴兰，李宝银，刘健，等.基于RS与GIS的闽江流域土地利用景观格局变化分析［J］.福建农林大学学报（自然科学版），2008,37（5）:539-543.
［4］Xiao W, Ding W, Cui L W et al.Habitat degradation of Rhinopithecus bieti in Yunnan, China［J］.International Journal of Primatology,2003,24（2）:389-398.
［5］年波.基于RS和GIS的滇金丝猴生境适宜性评价和景观规划研究［D］.云南师范大学，2004.
［6］武瑞东,周汝良,龙勇诚,等.滇金丝猴适宜栖息地的遥感分析［J］.理论研究，2005（6）：24-28.
［7］Liu Z J, Ren B P, Wei F W, Long Y C, Hao Y L, Li M.Phylogeography and population structure of the Yunnan snub-nosed monkey （Rhinopithecus bieti）inferred from mitochondrial control region DNA sequence analysis［J］.Molecular Ecology,2007,16:3334-3349.
［8］Liu Z J, Ren B P, Wu R D, Zhao L, Hao Y L, Wang B S, Wei F W, Long Y C, Li M .The effect of landscape features on population genetic structure in Yunnan snub-nosed monkeys （Rhinopithecus bieti）implies an anthropogenic genetic discontinuity［J］.Molecular Ecology,2009,18:3831-3846.
［9］龙永诚,钟泰,肖李.滇金丝猴地理分布、种群数量与相关生态学的研究［J］.动物学研究,1996,17（4）:437-441.
［10］江晓波，周启刚，李爱农.三江并流区域云南省迪庆州景观格局研究［J］.山地学报，2004（增）:164-168.
［11］邓芳，秦军，李鉴.提高遥感影像分类精度方法的研究［J］.铁路航测,2003（2）:4-7.。