鄱阳湖景观格局与卫星跟踪白鹤越冬期生境选择研究

摘要

鄱阳湖具备独特的水文环境、气候条件和丰富的食物资源，是白鹤(Grus leucogeranus)等水鸟重要的越冬地，对东亚-澳大利亚迁徙路线上的候鸟保护具有重要意义。鄱阳湖的生境条件，直接影响白鹤的数量和分布。近年来，白鹤觅食生境呈现由湖泊湿地向农田转移的趋势，逐渐引起更多人关注白鹤的越冬生境变化。　　本研究选取2014-2018年鄱阳湖丰水期和枯水期共12期Landsat8遥感影像数据，采用面向对象的随机森林分类方法，比较不同年际、不同时相的鄱阳湖土地利用/覆被类型变化和景观格局特征及变化。先后选取5只白鹤进行环志并安装卫星跟踪器，根据所获得的卫星跟踪数据，来分析比较2014-2018年，白鹤在鄱阳湖的分布热点、活动规律规律和活动区面积，探究白鹤生境选择对鄱阳湖景观格局改变的响应;基于Maxent模型，利用白鹤分布位点数据和环境因子数据，建立白鹤栖息地适宜性评价模型，分析各个环境因子的重要性排布和对白鹤生境选择的响应，得到鄱阳湖内部保护空缺区域，从而更全面有效的保护白鹤种群。本研究主要研究结果如下:　　(1)比较2014-2018年鄱阳湖土地利用/覆被类型发现:尽管时相相同，不同年际的鄱阳湖景观类型仍然发生较大转移。2014-2018年丰水期，湖泊和草本沼泽之间相互转移，草本沼泽呈现先正向转移后负向转移的趋势。相同时相（10/11月），2014-2017年景观类型近乎发生完全转移。相同时相（12月），2015-2016年，湖泊和草本沼泽2主要转移为滩涂和草本沼泽1。2016-2017年，草本沼泽2主要转移为草本沼泽1。草本沼泽1指的是水生和沼生的草本植物包括苔草属(Carex L.)、莕菜属（Nymphoides）荸荠属（Heleocharis）等。而草本沼泽2则是以芦苇(Phragmites austrcrlis(Cav.)Trin.ex Steud)、南荻(Triarrhena lutarioriparia L Liu)等草本为优势种的淡水沼泽。相同时相（2月），转移程度较大，主要表现为滩涂和草本沼泽2的面积得到了较大增长。　　(2)景观格局指数表明，2014-2018年丰水期，湖泊的面积和景观百分比与草本沼泽成反比。相比于2014和2015年，2016和2017年草本沼泽面积较小，斑块形状更加规则，分布更分散，景观单一。2014-2018年枯水期，湖泊和滩涂面积基本成反比，草本沼泽1和草本沼泽2基本成反比。相同时相（10/11月），2017年较2014年，滩涂和草本沼泽1面积减小，斑块形状更加规则，分布更分散，景观多样性和均匀性均变小。相同时相(12月），2016年和2017年较2015年，滩涂面积和草本沼泽2面积增加，景观破碎度增加，景观形状趋于规则，相邻斑块类型数目少。相同时相（2月），2016和2018年较2015年，草本沼泽1的面积明显较小。随着年份的增大，草本沼泽1的斑块形状更规则，距离更分散，草本沼泽2相反。2014-2018年鄱阳湖景观格局变化受自然水文节律和人为因素共同驱使。　　(3)2014-2018年跟踪白鹤在鄱阳湖越冬生境选择差异明显。跟踪白鹤觅食生境由湖泊沼泽转移为农田，活动区逐渐向南、向东迁移，在鄱阳湖的移动由规律变为不规律。　　(4)Maxent模型对跟踪白鹤三个越冬期生境选择的模拟表明:随着年份的增加，生境异质性增大。三个越冬期均为枯水期NDVI值和PRI值、丰水期NDVI值、土地覆盖类型、滩涂斑块密度和景观百分比对建立模型的增益较大。随着年份的增加，湖泊和水田这两个土地利用/覆被类型对白鹤生境选择的贡献增加，丰水期NDVI值对白鹤生境选择的影响逐渐降低与丰水期草本沼泽的面积过高和过低有关。枯水期NDVI值和PRI值到达某一个特定值之后便不再适宜白鹤分布，表明生境中适度的植被覆盖有益于吸引白鹤的分布，随着滩涂景观百分比的升高和滩涂密度的下降，白鹤的生境适宜性增加，但增长率存在较大差别;这与三个越冬期滩涂面积的大小成正比与滩涂数量的多少成反比。三个越冬期跟踪白鹤对距堤坝距离这一生境因子的考虑程度逐渐增加。2015年平均降水量大于2014年，适宜的降水量有助于白鹤生境适宜性的增加。　　(5)三个越冬期，白鹤在鄱阳湖的次适宜生境增多，适宜生境减少，这在一定程度上反映了白鹤对次适宜生境的适应和对人为干扰的适应不断增加。白鹤在鄱阳湖内部保护空缺区域大多为位于湿地和水田的邻接区域，人为干扰较人，应扩大保护区的保护范围或者建立新的保护小区特别加强保护。同时应关注当前适宜生境和新增的适宜生境区域，对于更全面有效的保护白鹤种群具有重要的意义。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究现状及评述

1．2．1湿地景观格局研究

1．2．2迁徙水鸟生境选择研究

1．3研究目标和主要研究内容

1．3．1关键的科学问题与研究目标

1．3．2主要研究内容

1．4技术路线

第二章鄱阳湖土地利用／覆被类型动态变化

2．1研究地概况与研究方法

2．1．1研究地概况

2．1．2研究方法

2．2结果与分析

2．2．1鄱阳湖土地利用／覆盖类型

2．2．2景观分类精度评价

2．2．3鄱阳湖主要土地利用／覆被类型转移矩阵分析

2．3讨论

2．4小结

第三章鄱阳湖景观格局特征及变化

3．1研究方法

3．2结果与分析

3．2．2 2014-2018年鄱阳湖枯水期景观格局特征及变化

3．3讨论

3．4小结

第四章卫星跟踪白鹤生境选择对鄱阳湖景观格局变化的响应

4．1研究方法

4．1．1跟踪白鹤的来历和跟踪器的佩戴

4．1．2跟踪数据的获取和处理

4．2结果与分析

4．2．1跟踪白鹤活动区分布热点变化

4．2．2跟踪白鹤越冬期活动规律

4．2．3跟踪白鹤越冬活动区面积

4．3讨论

4．4小结

第五章基于Maxent模型的白鹤越冬期生境适宜性评价

5．1研究方法

5．1．1物种分布数据

5．1．2基于白鹤生境需求的鄱阳湖环境因子获取与分析

5．1．3模型运算

5．1．4精度评价

5．2结果与分析

5．2．1精度评价

5．2．2白鹤生境因子重要性分析

5．2．3白鹤生境因子响应曲线

5．2．4白鹤越冬期生境适宜性评价

5．2．5保护空缺分析

5．3讨论

5．4小结

第六章结论与展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢