甘肃白水江自然保护区大熊猫栖息地生境特征初步分析.docx

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甘肃白水江自然保护区大熊猫栖息地生境特征初步分析

收稿日期:

2009-11-24接受日期:

2010-01-14作者简介:

滕继荣（1974,林业工程师,从事自然保护工作*

通讯作者Correspondingauthor,

E-mail:

wjh-lx@sohu．com致谢:

本研究数据的收集得到了白水江自然保护区各保护站技术人员的大力支持,论文英文部分得到了中国可再生能源学会风能专业委员会牟迈工程师的大力帮助,在此深表感谢!

甘肃白水江自然保护区大熊猫栖息地生境特征初步分析

滕继荣,黄华梨,王建宏*

李宏飞,韩波

（甘肃白水江国家级自然保护区管理局,甘肃文县746400

摘要:

采集了甘肃省白水江自然保护区20072009年监测数据的149个大熊猫活动痕迹点,利用SPSS软件对坡向、坡度、竹种盖度、竹子生长类型、竹子生长状况、海拔和水源7个生境特征变量进行主成分分析,结果显示诸变量的重要性由高到低依次为坡度、

坡向、竹子生长状况、海拔、竹种盖度、竹子生长类型和水源,X2

适合度检验各生境变量内部不同组分之间均存在极显著差异（P＜0．01,表明影响该区大熊猫活动的主要环境因素首先是以坡向和坡度为代表的地形因素,其次为以竹子生长状况、海拔、竹种盖度、竹子生长类型为代表的食物和隐蔽因素,水源对大熊猫活动的影响不显著。

关键词:

白水江;大熊猫;生境特征变量;主成分分析中图分类号:

Q959．8

文献标识码:

A

文章编号:

1000－7083（201004－0653－04

PreliminaryAnalysisontheHabitatCharacteristicsoftheGiantPandainBaishuijiangNatureReserve,GansuProvince

TENGJi-rong,HUANGHua-li,WANGJian-hong*,LIHong-fei,HANBo

（BaishuijiangNationalNatureReserveofGansu,Wenxian,GansuProvince746400,China

Abstract:

149activetracepointsofthegiantpandawerecollectedfrommonitoringdatainBaishuijiangNationalNatureReserve,Gansuprovince,during2007to2009．Sevenhabitatcharacteristicvariables（aspect,gradient,thecoverdegreeofbamboospecies,typeofbamboogrowth,theconditionofbamboogrowth,altitude,andwatersource,

wereanalyzedbytheprincipalcomponentanalysisusingSPSSsoftware．Theresultsshowedthattheimportanceofvariousvariablesfromhightolowweregradient,aspect,theconditionofbamboogrowth,altitude,thecoverdegreeofbamboospecies,typeofbamboogrowth,andwatersource．ThroughtheX2fitnesstest,wefoundthereareextremelysignificantdifferences（P＜0.01a-mongthedifferentcomponentswithinthehabitatvariables．Theresultsindicatedthatthemainenvironmentalfactor,whichhasinfluenceontheactivitiesofthegiantpandainthearea,firstlywasthetopographicfactorrepresentedbyaspectandgra-dient,secondwasthefoodandhiddenfactorrepresentedbytheconditionofbamboogrowth,altitude,thecoverdegreeofbamboospecies,andtypeofbamboogrowth．Thewatersourcehadnosignificantimpactontheactivityofthegiantpanda．Keywords:

Baishuijiang;thegiantpanda;habitatcharacteristicvariable;principalcomponentanalysis

了解动物的生境利用特征是进行资源管理、生

物多样性保护的基础之一。

因此生境研究在野生动物生态学研究中占有非常重要性的地位（Boitani＆Fuller,2000。

目前,野生动物生境研究方法众多,各种数据分析软件也应运而生,主成分分析是将原来众多具有一定相关性的指标重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标（张文霖,2005。

大熊猫Ailuropodamelanoleuca是我国特有的珍稀动物,分布在秦岭、岷山、大相岭、小相岭以及凉山等几个隔离的山系中,种群数量稀少,生境破碎化程

度较为严重（胡锦矗,

2001;严旬,2005。

早期大熊猫栖息地生境选择研究主要是基于野外生态观察的

基础上直接描述（张泽钧,胡锦矗,2000。

数理统计手段的引入促进了大熊猫研究工作的定量和深入。

首先对卧龙保护区大熊猫的生境选择进行了研究

（魏辅文等,1996;杨中兴等（1998通过设立20mˑ20m的随机样方,对佛坪自然保护区大熊猫在冬居地与夏居地内的生境也进行了比较;对于岷山北坡大熊猫生境选择的研究至今仍然不多。

本研究应用主成分分析,旨在为该区域大熊猫及栖息地保护研究提供参考。

四川动物2010年第29卷第4期SichuanJournalofZoologyVol.29No.42010

1研究地区概况

研究地区位于甘肃省白水江自然保护区内除岷堡沟保护站和红土河保护站外的部分区域,北纬32ʎ37'32ʎ56',东经104ʎ36'105ʎ6',地处岷山北坡,属于陇南山地。

最高海拔4072m,最低海拔595m,境内海拔高差悬殊,从上到下依次形成高山灌丛、针叶林、针阔混交林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林六个明显的植被垂直带。

水平位置处于我国亚热带与暖温带的交汇地带。

一年四季温热多雨,年均温15．6ħ,年降水650mm。

动植物种类极为丰富,已查明的高等植物有197科2600多种;脊椎动物485种,隶属32目98科273属（黄华梨,2005。

2研究方法

2．1取样方法和数据收集

以可变宽样带法进行系统取样。

依据各保护站管辖区域界线,将研究区域划分为5个研究单元,在1ʒ50000地形图上,按照25km2一条线的密度,以各研究单元的实际条件（沟谷、梁,从低海拔向高海拔,尽量穿越较多的大熊猫活动生境,预设研究样线46条。

根据预设样线进行实地踏验,设定固定调查线路。

样线总长度约500km。

从2007年第2季度至2009年第2季度,每个季度进行一次调查,共调查了9次。

在每条线路上开展调查,发现大熊猫活动痕迹,用GPS定位,记录样线7个生境变量的所有数据。

破坏该次发现的活动痕迹,以免下次调查重复记录。

将所有调查采集数据录入甘肃省大熊猫监测数据库。

为方便量化分析,对7个生境变量分别进行等级划分和赋值,具体如下:

坡度:

参考《甘肃省大熊猫栖息地生物多样性监测技术规程》（以下简称《技术规程》划分为0ʎ5ʎ、6ʎ20ʎ、21ʎ30ʎ、31ʎ40ʎ和＞41ʎ5个等级,分别赋值1、2、3、4、5。

坡向:

根据发现大熊猫活动痕迹所在的坡面朝向,按照张洪海等（1999的标准划分为3类,阳坡、半阴半阳坡和阴坡,将没有坡向的归为第4类,并依次赋值1、2、3、4。

水源距离:

指大熊猫活动痕迹点到河流的垂直距离,根据《技术规程》将水源距离划分为100m以内300m31、2、3。

竹种盖度:

参考《技术规程》的划分标准,分为0%24%、25%49%、50%74%、75%100%4个级别,分别赋值1、2、3、4。

竹子生长状况:

参考《技术规程》的划分标准,划分为好、中、差,分别赋值为1、2、3。

海拔:

依据白水江自然保护区植被垂直带的划分,分为2100m以下、21012899m、2900m以上3个级别,并分别赋值1、2、3。

2．2数据处理方法

利用主成分分析方法对大熊猫活动生境特征进行分析,数据处理采用SPSS17．0软件完成。

主成分分析过程中,主成分的取舍标准为:

（1考察前面的几个主成分的贡献率是否已经超过60%,如已经达到,则不再选用更多的主成分（Legendre＆Legendre,1998;（2这些主成分的特征根是否大于或等于1.0（Liang＆Thomson,1994,保留特征根不小于1.0的主成分。

对各主成分分析的结果辅以X2适合度检验,并与数据内部各生境变量的频次分布相比较,以了解这些变量在大熊猫生境和总的栖息地环境中分布情况的区别。

3结果

采集了白水江自然保护区20072009年监测数据的149个大熊猫活动痕迹点,利用SPSS软件对坡向、坡度、竹种盖度、竹子生长类型、竹子生长状况、海拔和水源7个生境特征变量进行主成分分析,前3个主成分的最大方差因子旋转后的特征根均大于1．0,其特征根的累计贡献率超过60%,不再考虑其余主成分（表1。

各主成分特征向量见表2。

从表2来看,第一主成分中坡度、坡向的载荷量的绝对值均超过0．8,成为第一主成分的主要得分变量,定义为地形因子;第二主成分得分变量主要为竹子生长状况、海拔和竹种盖度,定义为食物和隐蔽因子;第三主成分得分变量分别为竹种盖度、竹种生长类型,仍然为隐蔽、食物因子。

从主成分分析的结果得到大熊猫活动痕迹点各生境变量的重要性由高到低依次为:

坡度、坡向、竹子生长状况、海拔、竹种盖度、竹子生长类型和水源。

大熊猫活动痕迹点各生境变量在各组分中的分布情况（表3经X2适合度检验,各生境变量内部不同组分之间均存在极显著差异（P＜0．01,其中在,

456

表1方差分解主成分提取分析表

Table1VarianceDecompositiontheextractionandanalysistableoftheprincipalcomponents

成份

初始特征值initialeigenvalue

特征根

latentroot

贡献率%

contribution

累积贡献率%

cumulativecontributionratio

提取平方和载入extractionofsquareandload

特征根

latentroot

贡献率%

contribution

累积贡献率%cumulativecontributionratio

11．84226．31426．3141．84226．31426．31421．52421．77548．0891．52421．77548．08931．13616．22764．3161．13616．22764．31641．99014．13778．453

51．6419．15787．609

61．5788．25395．862

71．2904．138100．000

表2大熊猫活动痕迹点生境因子载荷矩阵

Table2Theloadingmatrixforthehabitatfactorsoftheactive

tracepointsofthegiantpanda

生境因子Habitatfactors成分载荷量Componentquantity123

坡度－0．8710．0350．140坡向0．8160．120－0．271竹种盖度－0．1430．612－0．561竹种生长类型0．4320．2070．549竹种生长状况0．147－0．7130．268水源－0．3580．3640．363海拔0．2470．6710．472

坡和阴坡大熊猫活动频次相对较低;在坡度变量中显示大熊猫喜欢在平缓坡中活动,在陡坡中活动坡频次低;在水源距离中,＜100m和100300m近水源的活动差异不明显,频次也相对较低,水源距离适中的组分,大熊猫活动痕迹频次较高;竹种盖度变量中,过密和过疏的竹林中,大熊猫活动痕迹相对较少;大熊猫对竹子长势好的竹林显示出最大的嗜好;在海拔变量中,对21002900m的中高海拔选择性较强。

根据上述分析,可以认为白水江自然保护区大熊猫喜欢活动的生境特点是:

坡度平缓、半阴半阳、水源距离适中、竹林盖度适中、竹子长势良好的中高海拔区域。

4讨论

从表2的主成分分析的结果得到大熊猫活动痕迹点各生境变量的重要性由高到低依次为:

坡度、坡向、竹子生长状况、海拔、竹种盖度、竹子生长类型和水源。

在整个主成分分析过程中,发现大熊猫生境痕迹点各变量中最重要的是地形因子,其次为食物和隐蔽因子,而水源变量在分析中未能做出有效判断358

表3大熊猫活动痕迹点各生境变量在各分组中的分布情况Table3Thedistributionofthehabitatvariablesineachgroupoftheactivetracepointsofthegiantpanda

生境变量

habitat

variables

分组

grouping

出现频次

frequency

百分比

percentage

X2适合度检验X2fitnesstestX2P

坡向

阳坡2315．4

半阴半阳坡6241．6

阴坡2214．8

无坡向4228．2

28．7450．000坡度（ʎ

054530．2

6204530．2

21303020．1

31402114．1

﹥4185．4

34．0540．000水源（m

＜1003525．0

1003003726．4

﹥3006848．6

14．6710．001

竹种盖度

（%

024107．0

25494934．5

50746243．7

751002114．8

49．1550．000竹子状况

好11080．9

中2115．4

差53．7

129．5630．000竹种生长类型

簇生6545．8

混生3826．8

散生3927．4

9．9010．007海拔（m

≤21004429．5

210029009664．4

≥290096．1

77．1680．000

0．364之间,差异不显著,成为最不重要的生境变量因子。

由于主成分分析模型的判断完全建立在研究样本所提供的数据之上,完全不考虑环境梯度、端点选择和人为干扰等外部因素,因此该分析结果只能。

另外

出现这种结果还可能与白水江自然保护区大熊猫食源充足（平均每只大熊猫有600多hm2竹林面积、水源丰沛,从而导致大熊猫对地理因子的选择更为关注有关。

水源成为最不重要的环境变量,这种现象的原因有两点:

其一,可能与我们研究划分的水源距离级别梯度过小有关,大熊猫属于大型兽类,有较强的活动性,以水源100m以内、100300m和300m以上的短距离来划分有欠科学性;其二,白水江自然保护区内水资源极为充沛,在大熊猫正常栖息、活动中,饮水花费的时间和能量较少。

该分析结果产生的具体原因还有待于进一步深入研究。

在坡度的选择上,大熊猫明显喜欢选择在坡度平缓的区域活动。

从表3可以看出,在坡度小于20ʎ的缓坡上,其活动频次达到60%以上。

各个山系大熊猫所处的环境不同,对坡度的选择略有差异,但都具有一个共同点,即很少选择40ʎ以上的陡坡,如凉山马边大风顶自然保护区大熊猫喜欢坡度小于10ʎ的缓坡（魏辅文等,1996,相岭山系冶勒自然保护区大熊猫喜欢20ʎ以下的坡（魏辅文等,1999,邛崃山系的大熊猫喜欢选择15ʎ36ʎ的坡（张泽均等,2002,佛坪的大熊猫喜欢选择36ʎ以下的坡（杨兴中等,1998,这有利于大熊猫采食。

当动物在陡坡上采食呈均匀分布的食物资源时,尽量减少上下垂直运动并尽可能增加水平运动来获得最大的净能收（Robbins,1993。

大熊猫对竹林具有较强的选择性,竹子过密,不利于穿行,过稀则不足以取食或为取食而频繁移动,从而耗费较多的体能,因此它们常选择在密度适中的竹林中觅食（王建宏等,2006。

从表3发现大熊猫喜欢在盖度为50%75%的簇生竹林活动,这样的竹林,能够满足大熊猫取食,同时在簇生竹林中簇与簇之间有类似通道的空隙,大熊猫可以自如地穿梭于竹林中,能够花费较少的时间和能量获得较大的净收益。

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