生境適宜性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

唐 飛，郭凱飛，劉南川

（西南林業(yè)大學(xué) 生態(tài)旅游學(xué)院，云南 昆明 650224）

1 引言

隨著人類活動(dòng)的加劇，動(dòng)物、植物的生存環(huán)境不斷受到破壞，面積急劇減少，剩余的生境也變得破碎化。生境的破碎化使得動(dòng)植物之間的交流減少，近親繁殖的概率增大[1]，它被稱為是當(dāng)前生物多樣性降低的主要因素之一[2]。生境破碎化，主要是人為活動(dòng)的結(jié)果，使得生境的功能下降[3，4]，如果長(zhǎng)此以往，適宜動(dòng)植物生存的生境會(huì)所剩無幾，不利于其長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。因此進(jìn)行生境適宜性（HS）評(píng)價(jià)，以期為生境的保護(hù)提供一些建議，非常重要。本文旨在介紹國內(nèi)生境適宜性評(píng)價(jià)的最新成果，為深入研究提供一些幫助。

2 生境的概念

2.1 注重空間

生境（habitat）由美國的Grinnel于1917年首先提出，指的是生物的生活空間[5]及調(diào)節(jié)其生活的空間條件的總和[6]。

2.2 空間和環(huán)境并重

生境（habitat）包括生物完成生活史的空間，還包括生物和非生物環(huán)境[7，8]。

野生動(dòng)物與其生境密切相關(guān)，生境為野生動(dòng)物提供了生存、繁衍和種群發(fā)展所需的資源，野生動(dòng)物對(duì)環(huán)境具有依賴性，環(huán)境因子的變化能夠促進(jìn)野生動(dòng)物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)生物的進(jìn)化和物種的形成[9]。

3 生境適宜性評(píng)價(jià)內(nèi)容

對(duì)生境適宜性（HS）的評(píng)價(jià)不同學(xué)者有不同的對(duì)象、評(píng)價(jià)因子、方法；國內(nèi)的評(píng)價(jià)對(duì)象以珍惜瀕危動(dòng)物為主。

3.1 評(píng)價(jià)對(duì)象

國外動(dòng)物的HS的研究與生境選擇、生境偏好、分布、出現(xiàn)的蹤跡和覓食結(jié)合。

對(duì)于陸生動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)食物、景觀、海拔、土壤與生境適宜性相關(guān)。在動(dòng)物的評(píng)價(jià)方面，Dussault et al.，建立HIS模型，在不同的空間尺度，評(píng)價(jià)駝鹿的生境選擇。結(jié)果表明，駝鹿的生境偏好指數(shù)與食物HS和邊緣HS的相關(guān)性較好。在大的尺度，應(yīng)用適宜性指數(shù)更好。從曾經(jīng)的觀察看，在小的尺度，邊緣適宜性指數(shù)對(duì)駝鹿沒有吸引力，大概是因?yàn)檠┑那闆r相對(duì)穩(wěn)定[10]。Singh et al.以印度的喜馬拉雅山中央的麂和斑羚為例，首先對(duì)Logistic模型進(jìn)行修改，然后用于生境適宜性評(píng)價(jià)和建模。結(jié)果表明這兩個(gè)物種生境偏好于高海拔地區(qū)[11]。Jacquin et al.使用地球觀測(cè)數(shù)據(jù)為松雞生境適宜性建模，結(jié)果表明松雞分布很大程度上取決于景觀空間特征，如植被鑲嵌多樣性和森林破碎化[12]。Braunisch et al.在野生動(dòng)物保護(hù)中，也以松雞為例，研究表明，由于土壤情況指數(shù)與所有被研究的植被結(jié)構(gòu)變量相關(guān)，所以決定松雞的生境適宜性；對(duì)于野生物種的高度專業(yè)化及特定的植被類型和結(jié)構(gòu)，土壤狀況是HS一個(gè)重要的間接預(yù)測(cè)者[13]。

對(duì)于水生動(dòng)物，水流情況、水的深度、水下沉積物和水的沖刷影響HS。Meixler.預(yù)測(cè)通道的障礙和魚種遷徙的HS，從魚通道模型預(yù)測(cè)，障礙大于或等于6m，會(huì)阻止所有物種的遷徙；發(fā)現(xiàn)低梯度流有最高的魚種豐度，而高梯度流豐度最低[14]。Mu?oz－Mas et al.采用模糊邏輯模型和單變量適宜性曲線，分析布朗鱒魚在胡卡爾河流域區(qū)（東伊比利亞半島）中的3條河流的微生境選擇，結(jié)果表明在深水區(qū)和基底，礫石和卵石占主導(dǎo)地位時(shí)，適宜性高的范圍狹窄[15]。Pape et al.在法國比斯開灣的沿海和河口地區(qū)夏季拖網(wǎng)調(diào)查淺水底棲動(dòng)物區(qū)系，用指標(biāo)定量描述了幼年鰨（1年）的空間分布。在以往的研究結(jié)果中，隨著物理因素的改變，尤其是水深和沉積物結(jié)構(gòu)的不同，幼年鰨HS會(huì)發(fā)生變化[16]。Kang et al.采用大型實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，對(duì)沖刷坑下流低壓降結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行生境評(píng)價(jià)，證實(shí)了因?yàn)闆_刷坑的形成造成HS的變化[17]。

植物的HS與農(nóng)業(yè)和水管理方案結(jié)合。Burnside et al.用GIS和景觀生態(tài)的方法，為英國南部丘陵的鈣質(zhì)草原恢復(fù)進(jìn)行HS建模，發(fā)現(xiàn)未改進(jìn)的鈣質(zhì)草原群落和地形參數(shù)之間有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)[18]。Rüger et al.為阿姆河三角洲（烏茲別克斯坦）北部的胡楊建立了模糊HS指數(shù)，可以得出指數(shù)值與地下水的水平有很大的聯(lián)系，它提供了一種用于比較不同水體管理方案的有效手段[19]。

國內(nèi)的研究對(duì)象主要為瀕危動(dòng)植物，而人類活動(dòng)對(duì)其HS的影響很大。動(dòng)物方面，大熊貓和丹頂鶴研究較多。大熊貓的生境評(píng)價(jià)研究，如肖燚對(duì)岷山地區(qū)的大熊貓生境進(jìn)行了評(píng)價(jià)，明確了岷山地區(qū)保護(hù)大熊貓的關(guān)鍵區(qū)域[20]；張文廣在大相嶺北坡，對(duì)大熊貓生境進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，認(rèn)為人類活動(dòng)將其生境分離，景觀連接度降低，也減少了熊貓之間的基因交流，使HS下降[21]。

人類活動(dòng)使得生境破碎化，而生境破碎化是丹頂鶴的生境適宜性下降的主要原因。朱麗娟將景觀連接度引入生境的研究，并建立了生境適宜性指數(shù)，認(rèn)為撓力河流域丹頂鶴繁殖期生境的選擇，人類活動(dòng)起著重要作用[22]；王志強(qiáng)研究了扎龍國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)丹頂鶴繁殖HS，發(fā)現(xiàn)生境破碎化，引起了適宜生境的大幅減少[23]；也有從黃河河口濕地景觀變化來分析丹頂鶴生境的變化，發(fā)現(xiàn)黃河河口濕地景觀生境類型得到改善，但是由于生境的破碎化，使得HS并沒得到多大的改觀[24]。

其它的動(dòng)物還有蒼鷺、東方白鸛、普氏原羚、羚牛、黑頸長(zhǎng)尾雉等[25～28，8]。

國內(nèi)對(duì)植物的HS評(píng)價(jià)研究相對(duì)較少。馬明東等對(duì)云杉天然林進(jìn)行了生境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[29]。甄江紅等對(duì)四合木的HS進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明人類活動(dòng)的影響與四合木處于瀕危有很大的聯(lián)系[30]。

3.2 評(píng)價(jià)因子

動(dòng)物中，HS評(píng)價(jià)主要考慮物理和生物因素（包括人類活動(dòng)），但動(dòng)物對(duì)生境的選擇又會(huì)隨時(shí)間、地點(diǎn)發(fā)生變化[8、31]，因此生境評(píng)價(jià)因子可能會(huì)有所不同。金龍如等在研究不同森林管理預(yù)案對(duì)松鼠生境的影響，就采用這4個(gè)因子[32]；姚小剛等對(duì)哀牢山自然保護(hù)區(qū)南華片黑頸長(zhǎng)尾雉的生境適宜性評(píng)價(jià)，采用的是物理環(huán)境因子、生物環(huán)境因子和人類活動(dòng)因子[28]；況潤(rùn)元等以物理環(huán)境因素、生物環(huán)境因素為評(píng)價(jià)因子，研究了崇明東灘鳥類的空間 HS[33]。楊武年等以高程、坡度、覓食因子及人為干擾因子，建立大熊貓生境評(píng)估系統(tǒng)[34]。

植物中，對(duì)四合木的評(píng)價(jià)用了地形地貌、氣候、人類活動(dòng)[35]，而對(duì)云杉的評(píng)價(jià)因子主要為土壤、地形地貌、植被類型[29]。

4 存在問題及發(fā)展趨勢(shì)

通過國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的綜述，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)關(guān)于HS的研究起步較晚，研究的內(nèi)容較少，主要是研究國內(nèi)瀕危的動(dòng)物和植物，如大熊貓、丹頂鶴、普氏原羚、四合木等，其他動(dòng)物研究的不多；國外研究的較廣泛，有列入華盛頓公約（CITES）的，如麂（瀕危）、斑羚（非受危）、松雞（低危）等；也有沒列入的，如駝鹿、布朗鱒魚、鰨、胡楊、鈣質(zhì)草原等。國外研究的尺度多樣，有大有小，而國內(nèi)以小范圍為主。國外的研究方法多樣，用得最多的是建模，模型多數(shù)要驗(yàn)證正確與否，而國內(nèi)的模型直接引自國外，很少有實(shí)證檢驗(yàn)。

4.1 存在問題

我國的生境評(píng)價(jià)主要探討外界對(duì)生物生境的影響，評(píng)價(jià)中沒有考慮同類及其它動(dòng)物對(duì)其的影響。實(shí)際上動(dòng)物對(duì)生境的選擇還要參考非環(huán)境因素，如種群密度（種內(nèi)、種間）[31]，且動(dòng)物在不同的時(shí)間可能會(huì)改變生境的選擇[36]。

對(duì)生境評(píng)價(jià)時(shí)，選取的是主要因子，而其他還有很多影響不大的因子，雖然沒進(jìn)行分析，但是仍會(huì)對(duì)生境適宜性造成一定的影響，所以生境適宜性評(píng)價(jià)不可避免地會(huì)有一些誤差。

4.2 發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)生境適宜性的評(píng)價(jià)，需要對(duì)影響生物HS的因素進(jìn)行更細(xì)致的研究，把盡量多的影響因素包括進(jìn)來，建立更全面的評(píng)價(jià)。為了達(dá)到此目的，應(yīng)加強(qiáng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)研究，了解生物對(duì)各種因素的需求。

[1]魏輔文，馮祚建，王祖望.野生動(dòng)物對(duì)生境選擇的研究概況[J].動(dòng)物學(xué)雜志，1998，3（4）：48～52.

[2]武正軍，李義明.生境破碎化對(duì)動(dòng)物種群存活的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23（11）：2424～2435.

[3]陳利頂，劉雪華，傅伯杰.臥龍自然保護(hù)區(qū)大熊貓生境破碎化研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，19（3）：291～297.

[4]姜廣順，張明海，馬建章.黑龍江省完達(dá)山地區(qū)馬鹿生境破碎化及其影響因素[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（7）：1692～1699.

[5]迪力夏提·阿不力孜艾斯卡爾·買買提馬合木提·哈力克.基于3S技術(shù)的野生動(dòng)物生境研究進(jìn)展[J].野生動(dòng)物雜志，2009，30（6）：335～339.

[6]劉長(zhǎng)發(fā)，鄭晶予，李 晉.基于GIS的雙臺(tái)子河口潮灘濕地翅堿蓬和蘆葦生境適宜度分析[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2010，33（3）：14～19.

[7]楊春花，張和民 ，周小平.大熊貓生境選擇研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（10）：3442～3451.

[8]李石華.基于3S技術(shù)的高黎貢山羚牛生境評(píng)價(jià)研究[D].昆明：云南師范大學(xué)，2006.

[9]王金亮，陳 姚.3S技術(shù)在野生動(dòng)物生境研究中的應(yīng)用[J].地理與地理信息科學(xué)，2004，20（6）：44～47.

[10]Dussault C.，Courtois R.，Jean－Pierre Ouellet Can.A habitat suitability index model to assess moose habitat selection at multiple spatial scales[J].J.For.Res.2006，36（5）：1097～1107.

[11]Singh A.，Kushwaha.S.P.S.Re ning logistic regression models for wildlife habitat suitability modeling—A case study with muntjak and goral in the Central Himalayas，India[J].Ecological Modelling，2011，222（8）：1354～1366.

[12]Jacquin A.，Cheret V.，Jean－Philippe D.Habitat suitability modelling of Capercaillie（Tetrao urogallus）using earth observation data[J].Journal for Nature Conservation，2005（13）：161～169.

[13]Braunisch V.，Suchant R.Using ecological forest site mapping for long－term habitat suitability assessments in wildlife conservation—Demonstrated for capercaillie（Tetrao urogallus）[J].Forest Ecology and Management，2008（256）：1209～1221.

[14]Meixler M.S.，Bain M.B.，Walter M.T.Predicting barrier passage and habitat suitability for migratory fish species[J].Ecological Modelling，2009（220）：2782～2791.

[15]Mu?oz－Mas R.，Martínez－Capel F.，Schneider M.Assessment of brown trout habitat suitability in the Jucar River Basin（SPAIN）：Comparison of data－driven approaches with fuzzylogic models and univariate suitability curves[J].Science of the Total Environment，2012（440）：123～131.

[16]Pape O.L.，Baulier L.，Cloarec A.Habitat suitability for juvenile common sole（Solea solea，L.）in the Bay of Biscay（France）：A quantitative description using indicators based on epibenthic fauna[J].Journal of Sea Research，2007（57）：126～136.

[17]Kang J.，Kim C.，Jung S.Habitat Evaluation on Scour Hole Downflow Low Drop Structure Types Using Large－Scale Experiment[J].Engineering，2012（4）：557～567.

[18]Burnside N.G.，Smith R.F，Waite S.Habitat suitability modelling for calcareous grassland restoration on the South Downs，United Kingdom [J]. Journal of Environmental Management，2002（65）：209～221.

[19]Rüger N.，Schlüter M.，Matthies M.A fuzzy habitat suitability index for Populus euphratica in the Northern Amudarya delta（Uzbekistan）[J].Ecological Modelling，2005（184）：313～328.

[20]肖 燚，歐陽志云，朱春全.岷山地區(qū)大熊貓生境評(píng)價(jià)與保護(hù)對(duì)策研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（7）：1373～1379.

[21]張文廣，唐中海，齊敦武.大相嶺北坡大熊貓生境適宜性評(píng)價(jià)[J].獸類學(xué)報(bào)，2007，27（2）：146～152.

[22]朱麗娟，劉紅玉.撓力河流域丹頂鶴繁殖期生境景觀連接度分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，24（2）：12～16，83.

[23]王志強(qiáng)，陳志超，郝成元.基于HSI模型的扎龍國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)丹頂鶴繁殖生境適宜性評(píng)價(jià)[J].濕地科學(xué)，2009，7（3）：197～201.

[24]黃 翀，劉高煥，張海龍.黃河河口濕地景觀變化影響丹頂鶴生境的評(píng)價(jià)分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，11（4）：491～497.

[25]孫洪志，高中信，高繼宏.扎龍自然保護(hù)區(qū)蒼鷺營巢最適生境選擇模型[J].野生動(dòng)物，1999（4）：12～15.

[26]劉紅玉，李兆富，白云芳.撓力河流域東方白鸛生境質(zhì)量變化景觀模擬[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（12）：4007－4013.

[27]劉丙萬，顧 麗，張 博.內(nèi)蒙古達(dá)賚湖地區(qū)蒙原羚生境適宜度評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（10）：2568～2572.

[28]姚小剛，李明會(huì)，周 偉.哀牢山自然保護(hù)區(qū)南華片黑頸長(zhǎng)尾雉生境適宜性評(píng)價(jià)[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（2）.

[29]馬明東，羅承德，張 健.云杉天然林分多因素?cái)?shù)量化生境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（2）：154～158.

[30]甄江紅，玉 山，趙 明.瀕危植物四合木的生境適宜性評(píng)價(jià)[J].中國沙漠，2010，30（5）：1075～1084.

[31]顏忠誠，陳永林.動(dòng)物的生境選擇[J].生態(tài)學(xué)雜志，1998，17（2）：43～49.

[32]金龍如，賀紅士，宗 誠.不同森林管理預(yù)案對(duì)松鼠生境的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19（5）：949～955.

[33]況潤(rùn)元，周云軒，李 行.崇明東灘鳥類生境適宜性空間模糊評(píng)價(jià)[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2009，18（3）：229～233.

[34]楊武年，謝洪斌，簡(jiǎn) 季.大熊貓生境評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，45（1）：144～149.

[35]甄江紅，陳德喜，玉 山.瀕危植物四合木生境適宜性變化分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2011，25（7）：188～195.

[36]張明海，李言闊.動(dòng)物生境選擇研究中的時(shí)空尺度[J].獸類學(xué)報(bào)，2005，25（4）：395～401.