秦岭地区濒危物种对气候变化的响应及脆弱性评估

摘要

全球气候变化对生物多样性产生了很大的影响。大量观测事实表明，气候变暖对物种地理分布、种群动态、物候特征（产卵期、迁徙期、迁徙距离等）、进化等方面产生深刻影响，且这些影响在未来将会变得更加剧烈。如果气候变暖的趋势得不到有效的遏制，温度升高2℃(升高2℃被联合国气候变化公约组织(UFCCC)定义为“危险”温度），全球将有15％-35％物种灭绝，这无疑将会给生物多样性的保护带来严峻挑战。尽管气候变化对生物灭绝程度和速度的预测存在一定的争议，但气候变暖加速生物灭绝的现状和趋势已经被广泛证实。目前，在全球气候变化背景下，如何制定有效的生物多样性保护对策，已成为政府、生态学家和民众普遍关注的热点问题。 本研究通过红外相机调查技术监测研究区域濒危物种活动节律和模型模拟气候变化对濒危物种的影响，拟解决以下几个科学问题:(1)濒危物种如何调整自身行为来适应其生存的周围环境条件变化，从而形成某种时间分配以及行为节律模式;(2)评估气候变化背景下秦岭地区大熊猫脆弱性，为大熊猫适应气候变化保护对策的制定提供科学依据;(3)气候变化背景下秦岭地区主要濒危物种分布格局变化，评估当前已建立的自然保护区面对未来气候变化的保护成效性。主要结论如下: (1)大熊猫春季拍摄率明显高于其它季节，3月份拍摄率最高;大熊猫每日活动高峰期出现在下午14:00-20:00，低谷出现在20:00-02:00，白天活动概率为55.43％，夜间为44.67％;春季大熊猫活高峰期的环境温度（8.28±7.61℃）要显著（Z=-2.48，P=0.013）高于活动低谷期(20:00-24:00;00:00-12:00)的环境温度（3.97±6.91℃）;大熊猫活动主要在1400-2000m的中等海拔区间。春季大熊猫50％活动范围面积为66.79km2，而冬季50％活动面积仅22.85km2。 (2)羚牛年活动具有2个明显的高峰期，出现在4月和11月，活动低谷出现在1月;羚牛日活动具有明显的晨昏活动习性，分别出现在上午06:00-10:00和下午16:00-18:00;红外相机拍摄到羚牛活动时记录到的平均环境温度表明，羚牛生活在-2.08±5.00℃到17.43±4.76℃之间;羚牛具有季节性垂直迁移的习性，每年4-6月和10-12月具有两次往上迁移现象，即春夏季迁移和秋冬季迁移，最低海拔1055m，最高海拔2927m，年平均海拔1977.31±353.90m;羚牛季节间活动范围差异显著，冬季活动范围最大(50％K，151.92km2)、春季(50％K，116.41km2)和秋季(50％K，102.31km2)次之、夏季活动范围面积最小(50％K，39.17km2)。 (3)气候变化背景下秦岭地区大熊猫脆弱性结论:秦岭地区大熊猫适宜生境面积为4810km2;预测到2050年，预测秦岭地区大熊猫适宜生境面积为4529km2;预测到2050s年，大熊猫适宜生境海拔将向更高海拔地区转移，转移约30m;在当前气候条件下，已建自然保护区覆盖61.73％适宜生境面积，尚有1840.61km2的大熊猫适宜生境处于保护区之外;在2050s年气候条件下，保护区覆盖了59.23％适宜生境面积，尚有1846.55km2的适宜生境未被保护;到2050s年，当前分布在城固、太白和洋县的987km2大熊猫适宜生境将会成为生境脆弱区域，适宜生境约丧失20.52％。同时，基于本研究脆弱性评估结果，就未来大熊猫应对气候变化的保护工作提出以下几点建议:新建和调整自然保护区、建立生境迁移廊道、增强物种适应气候变化能力、加强大熊猫监测。 (4)气候变化将导致秦岭地区4个濒危物种适宜分布面积均减少，川金丝猴适宜生境面积减少最多，减少了约51.22％;当前秦岭地区适宜生境较高的区域（大于或小于3个物种）总面积为4662km2，约占秦岭地区总面积的7.89％，到2050s适宜生境较高的区域面积将大幅减少，总面积为2453km2，约占研究区域总面积的4.15％;未来气候变化将增加当前秦岭地区濒危物种分布区域外围适宜生境的风险;已建立的自然保护区体系保护了4037.42km2的适宜生境，约占濒危物种适宜生境总面积48.58％，到2050s年，已建立的自然保护区体系保护了3186.65km2的适宜生境，约占濒危物种适宜生境总面积52.54％。同时，提出5个保护空缺区域，可成为秦岭地区建设新自然保护区的备选区域，以便完善整个秦岭保护体系。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1引言

1．2已观察到的气候变化

1．2．1对物种分布的影响

1．2．2对物种物候的影响

1．2．3对种群数量的影响

1．2．4对群落的影响

1．2．5对生态系统的影响

1．3生物对气候变化的适应

1．4脆弱性评估

1．4．1脆弱性的概念

1．4．2脆弱性评估的意义

1．4．3脆弱性评估方法

1．4．4脆弱评估指标

1．4．5脆弱性评估结果的应用

1．5研究目的及意义

1．6科学问题

1．7技术路线

2．1引言

2．2研究地点

2．3研究方法

2．3．1红外相机布设

2．3．2数据分析

2．4结果

2．4．1大熊猫拍摄概况

2．4．2年活动规律和季节性活动规律

2．4．3日活动规律

2．4．4日活动规律生态季节性差异

2．4．5大熊猫活动对环境温度的选择

2．4．6大熊猫活动对海拔的选择

2．4．7大熊猫活动范围变化

2．5讨论

2．6结论

3．1引言

3．2研究地点

3．3研究方法

3．3．1红外相机布设

3．3．2数据分析

3．4结果

3．4．1羚牛拍摄概况

3．4．2年活动规律

3．4．3日活动节律

3．4．4日活动节律的季节性差异

3．4．5羚牛活动对环境温度的选择

3．4．6羚牛季节性迁移规律

3．4．7羚牛活动范围变化

3．5讨论

第四章气候变化背景下秦岭地区大熊猫脆弱性评估

4．1引言

4．2研究区域

4．3数据来源与处理

4．3．1大熊猫分布数据

4．3．2气候数据

4．3．3适宜生境模型

4．3．4保护空缺分析

4．3．5脆弱性评估

4．4结果

4．4．1物种分布模型

4．4．2适宜生境变化

4．4．3保护区空缺分析

4．4．4脆弱性评估

4．5讨论

4．6保护对策

第五章气候变化背景下秦岭地区主要濒危动物分布变化

5．1引言

5．2研究方法

5．2．1研究对象

5．2．2物种分布点收集

5．2．3环境变量数据

5．2．4适宜生境模型

5．2．5物种分布变化

5．2．6保护空缺分析

5．3研究结果

5．3．1物种分布模型

5．3．2物种适宜生境变化

5．3．3物种分布变化

5．3．4濒危物种风险评估

5．3．5保护空缺分析

5．4讨论

第六章结论和展望

6．1结论

6．2创新性

6．3展望

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢