吳　未, 胡余挺, 范詩薇, 歐名豪,2,*

1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)土地管理學(xué)院，南京　210095 2 農(nóng)村土地資源利用與整治國家地方聯(lián)合工程研究中心，南京　210095

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不同鳥類生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合與優(yōu)化
——以蘇錫常地區(qū)白鷺、鴛鴦、雉雞為例

吳未1, 胡余挺1, 范詩薇1, 歐名豪1,2,*

1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)土地管理學(xué)院，南京210095 2 農(nóng)村土地資源利用與整治國家地方聯(lián)合工程研究中心，南京210095

通過復(fù)合優(yōu)化不同焦點(diǎn)物種的生境網(wǎng)絡(luò)表征多數(shù)物種生境網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物種多樣性保護(hù)，具有重要理論價(jià)值和實(shí)踐意義。以蘇錫常地區(qū)為研究區(qū)域，以白鷺、鴛鴦和雉雞3種鳥類為焦點(diǎn)物種，通過采用生境斑塊約束條件模型與最小成本路徑法相結(jié)合的方法識(shí)別出生境網(wǎng)絡(luò)；從滿足集合覆蓋問題視角出發(fā)，通過采用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素復(fù)合的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)復(fù)合，其中廊道與廊道的復(fù)合通過采用評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的方法實(shí)現(xiàn)；通過采用觀測(cè)數(shù)據(jù)為生境斑塊和遷移廊道增補(bǔ)依據(jù)的方法進(jìn)行復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。結(jié)果表明：生境網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過復(fù)合，廊道總面積、總長(zhǎng)度及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在分別減少了16%、68%和10%的情況下，保持了斑塊間的連接度、兼顧到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大化、覆蓋了占總數(shù)86%以上的75處觀測(cè)點(diǎn)；復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過優(yōu)化，覆蓋了2010年及以后所有84處觀測(cè)點(diǎn)，廊道總面積、總長(zhǎng)度及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別增加了19%、21%和27%；說明生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化定量分析方法和思路具有可行性，為網(wǎng)絡(luò)復(fù)合研究提供了借鑒。

網(wǎng)絡(luò)復(fù)合；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；生境網(wǎng)絡(luò)；方法論；白鷺；鴛鴦；雉雞；蘇錫常地區(qū)

生境斑塊為物種生存和生物多樣性保護(hù)提供了重要空間保障[1- 2]。與保護(hù)生境斑塊相比，構(gòu)建和保護(hù)連接生境斑塊的生境網(wǎng)絡(luò)更具有意義和價(jià)值[3- 4]。研究時(shí)可以選擇單一[5- 7]或多個(gè)[8- 10]焦點(diǎn)物種，對(duì)識(shí)別的生境網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行疊加，但結(jié)果不一定適用于其它物種。受諸多限制目前尚無法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有甚至大多數(shù)物種的生境網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行疊加，因此有必要通過采用對(duì)多個(gè)焦點(diǎn)物種生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化的方法來表征，這在物種多樣性保護(hù)研究中具有重要理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

網(wǎng)絡(luò)復(fù)合目前還停留在理論探索與創(chuàng)新階段[11]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合可以采取網(wǎng)絡(luò)疊加、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與檢測(cè)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)[11]，而生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合研究還很少。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化可以采用擴(kuò)大斑塊面積、設(shè)置緩沖區(qū)、提升景觀異質(zhì)性[12]，或者依據(jù)圖論修復(fù)或增補(bǔ)生態(tài)斷裂點(diǎn)和重要生境斑塊[1]、暫息地[1,11,13]、生態(tài)節(jié)點(diǎn)[14- 15]等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素的方法實(shí)現(xiàn)，而采用物種分布數(shù)據(jù)增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素的方法還較少。

本文以蘇錫常地區(qū)為例，在3個(gè)焦點(diǎn)物種生境網(wǎng)絡(luò)疊加的基礎(chǔ)上，嘗試通過將網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素復(fù)合與觀測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)相結(jié)合的方法，回答如何實(shí)現(xiàn)生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合？復(fù)合效果如何等問題，以期提供一套生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化定量分析的方法和思路，豐富網(wǎng)絡(luò)復(fù)合研究。

1　研究區(qū)概況

蘇錫常地區(qū)位于江蘇省南部太湖之濱，屬長(zhǎng)江沖積平原。區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，河湖眾多，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水1092.4 mm，年均氣溫15.3℃。境內(nèi)物種豐富，鳥類、獸類、兩棲爬行類200多種，鳥類170余種。其中，國家和省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類50余種，如東方白鸛(Ciconiaboyciana)、鴛鴦(Aixgalericulata)、中華秋沙鴨(Mergussquamatus)等；涵蓋了留鳥、冬候鳥、夏候鳥、旅鳥等居留類型，以及涉禽、游禽、猛禽、陸禽、攀禽、鳴禽等生態(tài)類群。白鷺在戧港、尚湖風(fēng)景區(qū)(蘇州)、斗山茶場(chǎng)、黿頭渚(無錫)、太湖灣度假區(qū)、長(zhǎng)蕩湖濕地公園(常州)等均有分布，尚湖風(fēng)景區(qū)、斗山茶場(chǎng)、太湖灣度假區(qū)等地均出現(xiàn)過上百只聚集的現(xiàn)象；鴛鴦在大陽山森林公園、貢山島、尚湖風(fēng)景區(qū)(蘇州)、黿頭渚、石塘山(無錫)、太湖灣度假區(qū)、丫髻山(常州)等均有分布；雉雞在太湖濕地公園、沙湖生態(tài)公園、荷塘月色濕地公園、虎丘濕地公園(蘇州)、斗山茶場(chǎng)(無錫)、丫髻山(常州)等地均有分布。

2　數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

主要包括2010年蘇錫常地區(qū)TM遙感數(shù)據(jù)、1∶5萬數(shù)字高程模型圖(DEM)、2010年蘇錫常三市行政區(qū)劃圖以及中國觀鳥記錄中心(http://www.birdtalker.net/)2003—2014年觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2研究方法

2.2.1網(wǎng)絡(luò)復(fù)合

生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合包括生境斑塊之間、生境斑塊與遷徙廊道之間以及遷徙廊道之間的復(fù)合3種情形：(1)生境斑塊之間的復(fù)合：當(dāng)物種差異性較大、斑塊間替代性較差時(shí)，可采用對(duì)所有生境斑塊空間疊加的方法實(shí)現(xiàn)；當(dāng)斑塊間替代性較強(qiáng)時(shí)，可采用斑塊優(yōu)先性排序的方法實(shí)現(xiàn)。從集合覆蓋問題(Set Covering Problem，SCP)[16]出發(fā)，(2)生境斑塊與遷徙廊道之間的復(fù)合：當(dāng)斑塊與廊道重疊時(shí)，可將之轉(zhuǎn)化為廊道優(yōu)先性排序問題；當(dāng)斑塊與廊道不重疊時(shí)，可從斑塊重要程度及網(wǎng)絡(luò)連接度視角將之轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題。(3)遷徙廊道之間的復(fù)合情況最復(fù)雜。通常認(rèn)為生境斑塊間廊道的數(shù)量在可能范圍內(nèi)越多越好[17]，但本文將著重探討如何構(gòu)建一條最優(yōu)的潛在遷移廊道問題。

2.2.2焦點(diǎn)物種選擇

通過焦點(diǎn)物種途徑實(shí)現(xiàn)生物多樣性保護(hù)是目前國際通用做法[18- 20]。焦點(diǎn)物種選擇的原則主要包括：棲息地喪失或破碎化威脅、對(duì)其他物種及各類型棲息地的指示作用、棲息地類型是否覆蓋研究區(qū)內(nèi)主要棲息地類型、生物學(xué)上的代表性與典型性、是否引起公眾關(guān)注[21- 23]等。鳥類在蘇錫常地區(qū)種類多，棲息地類型豐富，能覆蓋研究區(qū)主要生境地類，適宜作為焦點(diǎn)物種。

遵循以上原則，重點(diǎn)從鳥類生態(tài)類群、居留類型、棲息地特征、生活習(xí)性及人為干擾敏感程度、保護(hù)級(jí)別等出發(fā)，選取了白鷺(Egrettagarzetta)、鴛鴦(Aixgalericulata)和雉雞(Phasianuscolchicus)3種鳥類作為焦點(diǎn)物種[24- 34](表1)。

表1　研究區(qū)焦點(diǎn)物種基本特性

2.2.3地類劃分

綜合考慮焦點(diǎn)物種生境特點(diǎn)、數(shù)據(jù)精度以及土地利用規(guī)劃與管理工作實(shí)際，將研究區(qū)地類劃分為水田、旱地、園地、喬木林地、灌木林地、草地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、交通用地、灘涂沼澤、湖泊水庫、河流、溝渠/運(yùn)河和其他未利用地13類。

2.2.4生境斑塊識(shí)別

依據(jù)表1中焦點(diǎn)物種特性，分別構(gòu)建出與之對(duì)應(yīng)的生境斑塊約束條件模型[27](表2)。通過ArcGIS 10.0實(shí)現(xiàn)生境斑塊識(shí)別。

表2　焦點(diǎn)物種生境斑塊約束條件

* 鴛鴦在蘇錫常地區(qū)為冬候鳥，不應(yīng)考慮其繁殖需求，所以不設(shè)筑巢地地類約束條件

2.2.5生境網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

物種遷徙模擬需要大量物種分布和生境結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及對(duì)影響物種遷移因素(生境質(zhì)量、水質(zhì)情況、人為干擾強(qiáng)度等[35])的考慮。模擬時(shí)，可通過采用考察不同影響因素(獵物密度、高程、坡度、坡向、承載能力、道路密度等)的方法實(shí)現(xiàn)[36- 38]；或者通過采用考察土地利用類型適宜性的方法實(shí)現(xiàn)[14,39- 40]。本文選擇后者與最小成本路徑法相結(jié)合的方法。

對(duì)鳥類土地利用類型適宜性認(rèn)知上的差異是造成遷移阻力賦值差異[32,40- 41]的主要原因。參照已有研究結(jié)果[23,32]，設(shè)定文中阻力值(表3)。白鷺和鴛鴦飛行能力強(qiáng)受地類影響小，阻力值在1—100；雉雞以地面行走為主受地類影響較大，阻力值在1—500。借助ArcGIS 10.0生成潛在遷移廊道。

表3　不同土地利用類型對(duì)焦點(diǎn)物種遷移的阻力值

2.2.6生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合

空間效能(成長(zhǎng)性、穩(wěn)定性)是衡量網(wǎng)絡(luò)復(fù)合可行性的重要指標(biāo)。效能越高，對(duì)應(yīng)斑塊擁有的生態(tài)功能越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)連接形態(tài)越有效[11]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能具有的直接或間接生命支持產(chǎn)品和服務(wù)。價(jià)值高低反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的強(qiáng)弱[42]，適于衡量網(wǎng)絡(luò)復(fù)合可行性?？梢圆捎迷u(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的方法進(jìn)行廊道間的復(fù)合。參照相關(guān)研究結(jié)果[43- 44]，對(duì)研究區(qū)土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行修正(表4)。

表4　研究區(qū)不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

步驟為：最小成本路徑法識(shí)別的廊道沒有寬度。依據(jù)已有研究結(jié)果[45]設(shè)定鳥類遷移廊道寬度為200 m。對(duì)廊道復(fù)合情境作以下設(shè)定：(1)當(dāng)兩個(gè)生境節(jié)點(diǎn)(生境斑塊)間存在多條同一物種廊道時(shí)(圖1a)，保留單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高者(圖1a′)；(2)當(dāng)存在多條不同物種廊道時(shí)(圖1b)，以保證物種遷移為前提，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值轉(zhuǎn)換為阻力值(表5)，采用最小成本路徑法模擬新廊道，保留單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高者(圖1b′)。疊加保留的廊道和生境斑塊，即構(gòu)成復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)。

圖1　生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合情景設(shè)定Fig.1　Scenarios of habitat network recombination

2.2.7復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

觀測(cè)數(shù)據(jù)是生境斑塊識(shí)別及生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要依據(jù)。采用觀測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化生境網(wǎng)絡(luò)的方法步驟為：整理研究區(qū)焦點(diǎn)物種觀測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)數(shù)量，繪制觀測(cè)點(diǎn)分布圖。與復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)重疊?？紤]到觀測(cè)誤差，將生境斑塊及廊道邊界外緣50 m范圍以內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)按位于復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)上處理，其余按位于復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)外處理。綜合觀測(cè)次數(shù)、物種出現(xiàn)頻率、觀測(cè)點(diǎn)面積等因素，篩選位于復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)外的觀測(cè)點(diǎn)。以篩選出的觀測(cè)點(diǎn)為生境斑塊和遷移廊道增補(bǔ)依據(jù)，采用2.2.5和2.2.6節(jié)方法，優(yōu)化復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)。通過ArcGIS 10.0實(shí)現(xiàn)。

表5　不同土地利用類型對(duì)物種遷移的綜合阻力值

3　結(jié)果

3.1生境斑塊和生境網(wǎng)絡(luò)

圖2分別為2010年蘇錫常地區(qū)白鷺、鴛鴦、雉雞的生境網(wǎng)絡(luò)。將全部太湖作為白鷺和鴛鴦的生境與實(shí)際情況不符。依據(jù)水中活動(dòng)能力分別剔除邊界縱深10 km(白鷺)和12 km(鴛鴦)以外部分；雉雞為陸禽，不具備從陸地遷移至湖中島嶼的能力，不存在湖中島嶼與陸地之間的遷移廊道。

圖2　研究區(qū)焦點(diǎn)物種的生境網(wǎng)絡(luò)Fig.2　The habitat networks of the focal species in the study area

表6為焦點(diǎn)物種生境斑塊和廊道情況。白鷺生境斑塊以環(huán)太湖為主；鴛鴦生境斑塊除太湖外，多集中在溧陽—宜興，江陰也有分布；雉雞生境斑塊主要在溧陽—宜興和蘇州。鴛鴦生境斑塊平均面積最大、白鷺次之、雉雞則小而多；鴛鴦遷移廊道平均長(zhǎng)度最長(zhǎng)、雉雞次之、白鷺最短。

表6　焦點(diǎn)物種生境斑塊和廊道情況

3.2疊加生境網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合

圖3分別為3種鳥類生境網(wǎng)絡(luò)的疊加和復(fù)合結(jié)果。生境斑塊疊加后總面積為293871.93 hm2，為三者生境面積總和的62%。太湖是白鷺和鴛鴦最大的共有生境斑塊，分別占各自生境總面積的95%和79%以上(表7)。

圖3　焦點(diǎn)物種生境網(wǎng)絡(luò)的疊加和復(fù)合結(jié)果Fig.3　The overlapped habitat network of the focal species and its recombined network

物種Species斑塊數(shù)/個(gè)Patchesnumber斑塊總面積/hm2Totalpatchesarea斑塊平均面積/hm2MeanpatchareaA381298.4934.17B72177943.482471.44C331303.2939.49D793029.8138.35

A: 白鷺、鴛鴦、雉雞；B: 白鷺、鴛鴦；C: 白鷺、雉雞；D: 鴛鴦、雉雞

復(fù)合后，廊道總面積、總長(zhǎng)度及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別減少了16%、68%和10%，實(shí)現(xiàn)了集合覆蓋問題。構(gòu)成地類中，減少最多的地類依次為旱地(65%)、草地(50%)和灌木林地(46%)，單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高的地類如灘涂沼澤、河流、水田、湖泊水庫和溝渠/運(yùn)河得到較大程度保留(表8)。

3.3復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

圖4為2003—2014年間觀測(cè)點(diǎn)分布情況。白鷺、鴛鴦、雉雞的觀測(cè)點(diǎn)分別有77、9和47處。其中，5處同時(shí)觀測(cè)到3個(gè)物種、3處同時(shí)觀測(cè)到白鷺和鴛鴦、33處同時(shí)觀測(cè)到白鷺和雉雞、沒有同時(shí)觀測(cè)到鴛鴦和雉雞的記錄。研究區(qū)實(shí)際觀測(cè)點(diǎn)為87處。與復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)空間疊置，53處與生境斑塊重疊、22處位于復(fù)合廊道上、12處位于復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)之外(表9)。對(duì)上述12處觀測(cè)點(diǎn)地類、面積、觀測(cè)時(shí)間及觀測(cè)物種數(shù)量進(jìn)行分析，確定了點(diǎn)2、4、5、6、8、9、10、11、12為增補(bǔ)生境斑塊。

表8　復(fù)合前后廊道地類構(gòu)成數(shù)量變化情況

*表內(nèi)復(fù)合前廊道不包括被合并到復(fù)合生境斑塊中的廊道

圖4　研究區(qū)焦點(diǎn)物種觀測(cè)點(diǎn)分布情況及復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)果Fig.4　The observation spots distribution and the recombined habitat network optimization of the focal species in the study area

序號(hào)SeriesNo.地類Land-usetype面積/hm2Area物種、觀測(cè)時(shí)間及觀測(cè)數(shù)量/只Species,observationtimeandquantityofobservedbirds1喬木林地6.79雉雞2006.6(1)2園地30.21白鷺2011.1(1)、2012.9(2)雉雞2011.1(2)、2013.10(1)3喬木林地40.71雉雞2009.1(7)4園地2670.87白鷺2008.4(8/5/1),5(8/1)雉雞2008.4(2/1/1/2/1),5(1/1)5灘涂沼澤113.55白鷺2011.7(13),11(11)、2012.4(18)、2013.11(5)、2014.5(8)雉雞2013.11(1)、2014.5(6)6水田115.27白鷺2014.5(10)雉雞2014.5(6)7喬木林地42.04白鷺2007.8(4)8水田49.24白鷺2007.9(3)、2008.3(1),4(6/5),5(17),6(3)、2012.1(10)、2013.9(10)雉雞2007.10(12),12(1)、2008.1(5),3(3),4(6/7),5(3),6(3)9湖泊水庫1460.25白鷺2013.11(50)、2014.5(2)雉雞2014.5(1)10湖泊水庫2.97白鷺2013.12(1)11水田8.42白鷺2012.2(3)、2013.12(1)12水田155.20白鷺2013.2(11/3),3(4/6)

資料來源：中國觀鳥記錄中心http://www.birdtalker.net/

圖4為復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)果。通過優(yōu)化，生境網(wǎng)絡(luò)覆蓋了2010年及以后全部的84處觀測(cè)點(diǎn)；新增廊道占廊道總長(zhǎng)度、總面積及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的比重分別為19%、21%和27%；按地類分，新增生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要來自水田、湖泊水庫、河流、喬木林地及溝渠/運(yùn)河等(表10)。

表10　不同地類在新增廊道生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中的貢獻(xiàn)率

復(fù)合前后廊道地類構(gòu)成中均無其他未利用地

4　結(jié)論與討論

本文以蘇錫常地區(qū)為研究區(qū)域，選擇了3種不同習(xí)性的鳥類為焦點(diǎn)物種，采用生境斑塊約束條件模型和最小成本路徑相結(jié)合的方法構(gòu)建出疊加生境網(wǎng)絡(luò)；從集合覆蓋問題視角出發(fā)，通過比選出單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高值廊道的方法實(shí)現(xiàn)了生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合，采用與觀測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。結(jié)果表明：疊加生境網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過復(fù)合，廊道總面積、總長(zhǎng)度及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在分別減少16%、68%和10%的情況下，保持了斑塊間的連接度；在兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大化的同時(shí)，覆蓋了占總數(shù)86%以上的75處觀測(cè)點(diǎn)；復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過優(yōu)化，覆蓋了2010年及以后所有84處觀測(cè)點(diǎn)，廊道總面積、總長(zhǎng)度及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別增加了19%、21%和27%，證實(shí)了設(shè)計(jì)的生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化方法具有可行性。

優(yōu)化前位于復(fù)合生境網(wǎng)絡(luò)外的12處觀測(cè)點(diǎn)被遺漏的可能原因是：(1)2010年之前符合生境斑塊約束條件，但因斑塊破碎(點(diǎn)1)或其它約束條件改變(點(diǎn)3、7)未被識(shí)別出；(2)2010年不符合約束條件，后因達(dá)到臨界面積(點(diǎn)11)或其它約束條件改變(點(diǎn)6、12；點(diǎn)10、9、5)而符合所致；(3)符合約束條件，但未被設(shè)定為生境斑塊的部分地類，如園地(點(diǎn)2、4)；(4)不符合約束條件，被遺漏的生境斑塊(點(diǎn)8)?？赡苁菍?duì)鳥類親善的傳統(tǒng)或保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)縮短了驚飛距離、或食物豐富等因素致使鳥類多次出現(xiàn)；(5)未知或偶然性原因(點(diǎn)1、3、7、10)。

將生境、生境網(wǎng)絡(luò)及生物多樣性保護(hù)納入土地利用規(guī)劃管理中，具有一定指導(dǎo)意義，益于研究結(jié)果實(shí)施。但物種生境地類與我國土地利用分類體系不完全銜接，物種生境斑塊的識(shí)別存在誤差，同時(shí)采用最小成本路徑法模擬廊道時(shí)以土地利用類型設(shè)定阻力值，也存在一定主觀性，需要繼續(xù)改進(jìn)和完善。

以鳥類為焦點(diǎn)物種探討生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化的研究思路和量化分析方法，具有一定普適性。但網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化因物種差異而會(huì)出現(xiàn)很大差別，如小型獸類需要高精度遙感影像[39]和較完整的道路數(shù)據(jù)[9]、兩棲類動(dòng)物需要詳細(xì)的水體水質(zhì)資料等，所以該方法仍有待檢驗(yàn)。

生境網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的開放網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。區(qū)域內(nèi)生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合優(yōu)化還應(yīng)考慮與周邊區(qū)域或更大范圍生境網(wǎng)絡(luò)的合理銜接。從大尺度或多尺度轉(zhuǎn)換視角深入探討[1]——對(duì)于候鳥等長(zhǎng)距離遷徙物種而言——更具意義。

以觀測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)優(yōu)化生境網(wǎng)絡(luò)需要建立長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)前發(fā)展水平的大尺度研究還很困難。本文鳥類分布數(shù)據(jù)在連續(xù)性和完整性上都存在不足，可以作為驗(yàn)證依據(jù)，但不能作為識(shí)別依據(jù)。即便有較完整的數(shù)據(jù)庫，還應(yīng)考慮土地覆蓋現(xiàn)狀、道路密度、自然區(qū)密度等其它因素的影響[9]。隨著全球?qū)Φ赜^測(cè)技術(shù)水平的發(fā)展，上述問題將逐一得到解決[46]，應(yīng)得到密切關(guān)注。

網(wǎng)絡(luò)復(fù)合是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化研究的組成部分?，F(xiàn)有研究，或者從微觀生境網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，或者從宏觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，對(duì)于中觀及宏微觀之間的銜接現(xiàn)有研究還不多。網(wǎng)絡(luò)復(fù)合研究在此提供了新視野和理論基礎(chǔ)。

引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是對(duì)“格局-過程-服務(wù)-福祉”機(jī)理系統(tǒng)研究的一種嘗試，通過分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化實(shí)現(xiàn)定量考察生態(tài)過程，為探索景觀格局及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化提供了新思路。

致謝：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院連新明副教授幫助寫作，特此致謝。

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Recombination and optimization of bird habitat networks: a case study of the Little Egret (Egrettagarzetta), Mandarin Duck (Aixgalericulata) and Ring-necked Pheasant (Phasianuscolchicus) in Su-Xi-Chang area

WU Wei1, HU Yuting1, FAN Shiwei1, OU Minghao1,2,*

1CollegeofLandManagement,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China2NationalJointLocalEngineeringResearchCenterforRuralLandResourcesUseandConsolidation,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China

Habitat networks play an important role in species survival and biodiversity conservation. However, habitat networks vary among species; habitat networks generated by simply overlapping networks of a few species do not meet the needs of most species. It is necessary to develop theories and methods of network recombination so that different habitat networks can be combined into one complex network for empirical implementation in rapidly urbanizing areas. The purpose of this paper was to examine methods of recombining and optimizing habitat networks. The Su-Xi-Chang area of the Yangtze River Delta region was selected for study, and the Little Egret (Egrettagarzetta), Mandarin Duck (Aixgalericulata), and Ring-necked Pheasant (Phasianuscolchicus) were selected as focal species because of their different biological characteristics, habitats, and diets. The habitats of these species were identified using our previously developed method, the Conceptual Constraint Model of Species Habitat Patch (CCMSHP) from land-use data for 2010. Potential corridors were identified based on the identified habitats using the least-cost path method. The habitat networks of the three focal species were overlapped using ArcGIS. From the perspective of thesetcoveringproblem, these three habitat networks were combined by recombining network structural elements, i.e., patches with patches, patches with corridors, and corridors with corridors. Among these scenarios, the recombination of corridors with corridors was the most complex. A method for evaluating the ecosystem service value of corridors was developed, and the combined corridors and habitat network were identified with the model. Optimization of the habitat network was simulated by applying observation points as newly added habitats and corridors, using a dataset (2003—2014) obtained from the website ofChinaBirdReport. All data were calculated using ArcGIS version 10.0. After recombination, the total area, length, and ecosystem service value of all corridors were reduced by 16%, 68%, and 10%, respectively, relative to the original values; however, the connectivity of the network remained the same. The combined network covered 75 observation points (more than 86% of all points) and achieved the target of simultaneously maximizing the economic and ecological benefits. After model optimization, the habitat network covered all 84 observation points after 2010, and the total area, length, and ecosystem service value of all corridors increased by 19%, 21%, and 27%, respectively, relative to the original values. These results demonstrate that the combined quantitative analysis method developed here is reasonable and feasible. This method will be useful for theoretical research on habitat network recombination.

network recombination; network optimization; habitat network; methodology;Egrettagarzetta;Aixgalericulata;Phasianuscolchicus; Su-Xi-Chang area

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41571176)；江蘇高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(2015SJD096)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)人文社會(huì)科學(xué)研究基金配套項(xiàng)目(SKPT2015018)

2015- 01- 11; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 11- 16

Corresponding author.E-mail: mhou@njau.edu.cn

10.5846/stxb201501110080

吳未, 胡余挺, 范詩薇, 歐名豪.不同鳥類生境網(wǎng)絡(luò)復(fù)合與優(yōu)化——以蘇錫常地區(qū)白鷺、鴛鴦、雉雞為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(15):4832- 4842.

Wu W, Hu Y T, Fan S W, Ou M H.Recombination and optimization of bird habitat networks: a case study of the Little Egret (Egrettagarzetta), Mandarin Duck (Aixgalericulata) and Ring-necked Pheasant (Phasianuscolchicus) in Su-Xi-Chang area.Acta Ecologica Sinica,2016,36(15):4832- 4842.