高 戈,李海萍*,萬(wàn)華偉,李利平（.中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 0087；.生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心北京0009；.中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院,北京 00094）

傳統(tǒng)的生物多樣性研究大多基于生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方法并針對(duì)遺傳、物種及生態(tài)系統(tǒng)多樣性進(jìn)行.近年來(lái),全世界的 375項(xiàng)研究均證明土地利用變化所造成的區(qū)域景觀破碎化和聚集性轉(zhuǎn)變已影響到區(qū)域的生態(tài)環(huán)境,且人類(lèi)活動(dòng)可通過(guò)影響動(dòng)植物棲息地的形狀和面積對(duì)物種造成威脅[1].因此,保護(hù)生物多樣性既要考慮遺傳和物種,也要關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)特征及變化,研究景觀格局及其多樣性的影響[2].

物種多樣性依研究尺度的不同而變化,同一物種在不同樣方或景觀下的多樣性表現(xiàn)不盡相同[3-6].有研究表明,隨著樣方尺度的增大,α指數(shù)及Shannon多樣性指數(shù)呈對(duì)數(shù)變化[7-9].對(duì)熱帶雨林的物種多樣性研究顯示,β指數(shù)在樣方間和景觀尺度上的表現(xiàn)不同[10-11].在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中,隨著尺度的逐漸增大,植被的空間依賴性變?nèi)鮗12].有關(guān)遼東櫟林的研究顯示,在樣方、坡位和坡面三個(gè)尺度中,表征物種多樣性的多個(gè)指數(shù)間存在較大差異[7].研究尺度不同,物種類(lèi)型不同,物種多樣性指數(shù)的表達(dá)也不同[13].物種豐富度和景觀異質(zhì)性有一定的相關(guān)性[14-15],這種關(guān)系隨取樣尺度的不同而不同[16],某些尺度上景觀異質(zhì)性與物種豐富度能達(dá)到很高的顯著性水平[17-18].

本研究將遙感的數(shù)據(jù)獲取優(yōu)勢(shì)與地理信息系統(tǒng)的空間分析技術(shù)相結(jié)合,基于物種多樣性和景觀格局間的相關(guān)性,以新疆地區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物物種分布數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)兩者進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)和景觀層次的空間變換,既避免了傳統(tǒng)實(shí)地調(diào)查的周期長(zhǎng)和空間范圍有限的不足,又可通過(guò)空間關(guān)系分析添加輔助數(shù)據(jù)以進(jìn)行降尺度細(xì)化處理,從而建立了生態(tài)學(xué)微觀尺度與區(qū)域宏觀尺度的有機(jī)聯(lián)系,既能較好地識(shí)別新疆鳥(niǎo)類(lèi)及哺乳動(dòng)物在不同尺度下的多樣性變化特征,也可為生物多樣性研究提供更多的視角.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

1.1.1 物種分布數(shù)據(jù) 新疆地區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)及哺乳類(lèi)動(dòng)物物種分布數(shù)據(jù)來(lái)自李利平團(tuán)隊(duì)[19],該數(shù)據(jù)是基于《新疆鳥(niǎo)類(lèi)名錄》[20]及《新疆哺乳類(lèi)（獸綱）名錄》[21]中統(tǒng)計(jì)的鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物分布范圍,結(jié)合研究區(qū)氣候等環(huán)境因素,生成的 10km×10km 空間格網(wǎng)數(shù)據(jù),屬性表中列出了每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)出現(xiàn)的鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的科數(shù)和種數(shù),數(shù)據(jù)示例見(jiàn)表1.

表1 原始數(shù)據(jù)屬性表示例Table 1 Examples of original data’s attribute table

以鳥(niǎo)類(lèi)的科數(shù)為例,對(duì)100km2格網(wǎng)內(nèi)的鳥(niǎo)類(lèi)科數(shù)進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì),得到如圖 1所示的鳥(niǎo)類(lèi)科數(shù)多樣性分布.

圖1 鳥(niǎo)類(lèi)科數(shù)的10km×10km格網(wǎng)空間分布Fig.1 The 10km×10km grid spatial distribution of birds’family numbers

1.1.2 土地利用數(shù)據(jù) 土地利用數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),該數(shù)據(jù)庫(kù)中共有八十年代末期（1990）、1995年、2000年、2005年、2010年五期的全國(guó)陸域土地利用數(shù)據(jù)產(chǎn)品,基于 Landsat TM/ETM 遙感影像,經(jīng)目視解譯生產(chǎn),空間分辨率為1km×1km.本研究從中提取了2010年新疆地區(qū)的數(shù)據(jù),用地類(lèi)型包括6個(gè)一級(jí)類(lèi)和23個(gè)二級(jí)類(lèi),見(jiàn)圖2.

圖2 2010年新疆土地利用Fig.2 The land use map of Xinjiang in 2010

1.1.3 生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型數(shù)據(jù) 中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)中的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集是基于全國(guó)遙感數(shù)據(jù)和 1:10萬(wàn)土地利用數(shù)據(jù)生產(chǎn)的,本研究從中提取了新疆部分,并基于新疆地理環(huán)境、氣候特征和植被分布,同時(shí)參考新疆生態(tài)系統(tǒng)特征和分類(lèi)原則,劃分出7個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型,見(jiàn)圖3.

圖3 新疆生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型分布Fig.3 Ecosystem distribution map of Xinjiang

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

原始物種數(shù)據(jù)為 WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng),土地利用為 Albers_Conic_Equal_Area坐標(biāo)系統(tǒng),根據(jù)新疆73°40′E～96°18′E 的經(jīng)緯度,計(jì)算出 UTM 帶號(hào)為 45,運(yùn)用 ArcGIS10.2,將空間參考統(tǒng)一為 WGS-84-UTM-Zone-45N投影坐標(biāo)系統(tǒng).

由于尺度變換、相關(guān)分析和疊加分析等空間分析過(guò)程及景觀指數(shù)計(jì)算均基于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),故采用 ArcGIS的“轉(zhuǎn)換工具”將物種分布矢量格網(wǎng)轉(zhuǎn)換為10km×10km柵格格式.

1.3 尺度變換

由于尺度問(wèn)題的復(fù)雜性,合理的尺度劃分對(duì)尺度效應(yīng)研究十分重要,需要根據(jù)研究區(qū)特征以及所獲數(shù)據(jù)的精度和研究目的進(jìn)行尺度變換,通常包括將小尺度轉(zhuǎn)換為大尺度和大尺度轉(zhuǎn)換為小尺度的升/降變換,升尺度是將小尺度的詳細(xì)信息進(jìn)行綜合歸納,因而易于實(shí)現(xiàn),而降尺度則要借助恰當(dāng)?shù)妮o助數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn),相對(duì)而言比較困難.精細(xì)尺度的輔助信息通常與大尺度數(shù)據(jù)密切相關(guān),可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得到兩者的定量關(guān)系并據(jù)此進(jìn)行降尺度處理.

1.3.1 土地利用數(shù)據(jù)的升尺度變換 采用 ArcGIS 10.2軟件的最鄰近法重采樣工具,對(duì) 1km土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行間隔為 1km 的重采樣,得到從 1km～10km的10個(gè)不同尺度,同時(shí)將原始23個(gè)土地利用二級(jí)類(lèi)的屬性合并重分類(lèi)為6個(gè)一級(jí)類(lèi),選取1km、4km、7km和10km典型尺度分析其特征,見(jiàn)圖4.

圖4 典型尺度下的土地利用特征Fig.4 Land use characteristics in typical scale

為探究尺度變換后的影響,統(tǒng)計(jì)各尺度下不同土地利用類(lèi)型的柵格數(shù),結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 不同尺度下各用地類(lèi)型的柵格總數(shù)（個(gè)）Table 2 The total numbers of grids of various land types in different scales

可見(jiàn),尺度增加使代表性景觀突顯出來(lái),區(qū)域特征更加明顯,但細(xì)小斑塊也被忽略,導(dǎo)致局部細(xì)節(jié)被抹去.

1.3.2 物種豐富度降尺度處理 原始物種豐富度為10km×10km尺度,進(jìn)行降尺度處理時(shí)需要輔以精細(xì)尺度的輔助要素,并通過(guò)探究?jī)烧唛g的定量關(guān)系實(shí)現(xiàn).

（1）物種數(shù)及其影響因子的關(guān)系擬合

中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物的空間格局、區(qū)系組成及特征等研究顯示,鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的空間分布與緯度、海拔高度、植被分布、水源分布、保護(hù)區(qū)面積等具有較強(qiáng)的相關(guān)性[22,23].綜合考慮新疆地理環(huán)境數(shù)據(jù)的可得性、分辨率的統(tǒng)一、獲取時(shí)間等問(wèn)題,本文采用 2010年歸一化植被指數(shù)（NDVI）、海拔高度（DEM）、地理緯度（Latitude）和土地利用類(lèi)型（LU-Code）作為鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物豐富度的影響因子,空間分布見(jiàn)圖5.

圖5 影響物種分布的環(huán)境因素Fig.5 Environmental factors that influence the distribution of species

運(yùn)用SPSS軟件計(jì)算鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物與NDVI、海拔高度、土地利用類(lèi)型和緯度的相關(guān)性,并擬合出回歸方程,結(jié)果見(jiàn)表3和表4.

表3 物種數(shù)與影響因子的相關(guān)性Table 3 Relativity between species and influence factor

表4 模型匯總Table 4 Model summary

可以看出,鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)和緯度、NDVI、土地利用類(lèi)型呈正相關(guān),與高程呈負(fù)相關(guān).哺乳動(dòng)物種數(shù)則與4個(gè)因子均為正相關(guān).擬合得到的回歸方程如下:

B=124.468+13.686x1+167.286x2-119.125x3+16.9x4

M=11.663+4.305x1+38.115x2+31.274x3+2.235x4

式中:B為鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù),M為哺乳動(dòng)物物種數(shù),x1,x2,x3,x4分別為 NDVI、緯度、海拔高度和土地利用類(lèi)型.

（2）物種豐富度的降尺度處理

基于上述回歸方程,擬合1km×1km尺度下鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的物種分布.因普通線性回歸的 R2水平不高,故采用原始10km×10km物種數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行校正.

參考擬合出的1km×1km物種分布比例,對(duì)10km×10km的格網(wǎng)進(jìn)行分割,得到1km～10km不同尺度下的物種數(shù)及其分布,最大和最小尺度的對(duì)比見(jiàn)圖6.

圖6 鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物1km和10km尺度的空間分布及細(xì)節(jié)對(duì)比Fig.6 Spatial distribution and comparison of birds and mammals in 1km and 10km scale

可見(jiàn),降尺度后的物種豐富度空間總體特征與大尺度一致,但局部細(xì)節(jié)刻畫(huà)更加詳細(xì),尤其是在豐富度高的阿爾泰和天山附近地區(qū),空間差異性更明顯,高值區(qū)更高、更集中.鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)的高值區(qū)和低值區(qū)與大尺度一致,哺乳動(dòng)物的整體數(shù)值則略微偏小,但總體偏差不大.

需要說(shuō)明的是物種的數(shù)量分布呈現(xiàn)出明顯條帶性,由于原始數(shù)據(jù)是對(duì)文獻(xiàn)記錄中的物種實(shí)際分布范圍進(jìn)行數(shù)字化,并將所有物種分布區(qū)與10km網(wǎng)格系統(tǒng)疊加后統(tǒng)計(jì)出每一格網(wǎng)內(nèi)的科（family）和種（species）數(shù),物種分布范圍與自然河流和天山南北地形地貌的方向性密切相關(guān),尤其在塔克拉瑪干沙漠內(nèi)南北向的葉爾羌河、和田河、車(chē)爾臣河等沿岸更為明顯,河流兩岸小于10km的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)物種較豐富,微觀尺度上的過(guò)渡性經(jīng)10km的空間概括后產(chǎn)生了線性不連續(xù)的視覺(jué)效果,這也正說(shuō)明了尺度對(duì)空間分布具有重要影響.

1.4 景觀指數(shù)計(jì)算

景觀指數(shù)反映景觀的空間特征,目前生態(tài)學(xué)研究中常用的Fragstats軟件可計(jì)算200多個(gè)景觀指數(shù),本文根據(jù)鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的分布特征,從面積、密度、邊緣、形狀、鄰近度、多樣性和聚散性等景觀特征中選取了39個(gè)指數(shù),見(jiàn)表5.

表5 景觀指數(shù)及其特征Table 5 Landscape index and its characteristics

分別以升尺度后的土地利用各尺度和生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過(guò)分析不同尺度下景觀指數(shù)與物種多樣性的相關(guān)關(guān)系,探討鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物物種豐富度的尺度效應(yīng).

2 結(jié)果

2.1 土地利用類(lèi)型及其景觀指數(shù)特征

2.1.1 斑塊特征

（1）斑塊面積

基于土地利用類(lèi)型,計(jì)算不同土地利用斑塊的總面積、占比、平均面積和最大斑塊面積占比,結(jié)果見(jiàn)表6.

由表 6可見(jiàn),23個(gè)斑塊類(lèi)型中,沙地面積最大（占 22.71%）,水田、其他林地和河流溝渠面積最?。ü舱?0.08%）,最大和最小斑塊面積相差 3.68×105km2.干旱景觀為主的特征決定了區(qū)域物種的類(lèi)型及分布特征.

表6 不同斑塊的面積特征Table 6 Area characteristics of different patches

草地和未利用地在全部景觀類(lèi)型中的面積最大,除裸土地和戈壁外,南疆的未利用地面積均大于北疆,但北疆的草地的面積高于南疆;旱地為主的耕地主要分布在北疆,林地、水域和建設(shè)用地普遍較少,有林地主要分布在北疆,永久性冰川雪地和灘地主要分布在南疆,城鎮(zhèn)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在北疆.

各類(lèi)斑塊的平均面積差別較大,沙地、戈壁和裸巖石礫地的平均斑塊面積最大,超過(guò)100km2,旱地和沼澤的平均斑塊面積不足60km2;其余則小于10km2,農(nóng)村居民點(diǎn)的平均斑塊面積僅1.58km2,表明其景觀破碎度較高.

（2）斑塊形狀

采用斑塊數(shù)、平均斑塊形狀指數(shù)和平均斑塊分維數(shù)表達(dá)景觀的形狀特征,結(jié)果見(jiàn)表7.

表7 不同斑塊的形狀特征Table 7 Shape characteristics of different patches

戈壁、裸巖石礫地和旱地的平均形狀指數(shù)最高,景觀形狀最復(fù)雜,而農(nóng)村居民點(diǎn)、城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地的形狀復(fù)雜度較低.各類(lèi)景觀的平均斑塊分維數(shù)為 1.01～1.05,表明新疆的景觀整體形狀均比較簡(jiǎn)單,戈壁、裸巖石礫地和鹽堿地的平均斑塊分維數(shù)要高于建設(shè)用地和河流溝渠等類(lèi)型,斑塊形狀相對(duì)較為復(fù)雜.

2.1.2 景觀特征 生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)中常用香農(nóng)多樣性指數(shù)表征景觀的多樣性和空間分布的異質(zhì)性,香農(nóng)均勻度指數(shù)用于衡量景觀分布的均質(zhì)性,當(dāng)區(qū)域受優(yōu)勢(shì)斑塊支配時(shí)均勻度趨于0,景觀均勻分布時(shí)則趨于1.

計(jì)算出全疆的香農(nóng)多樣性指數(shù)為 2.074,北疆2.081,南疆 1.963,表明新疆的景觀類(lèi)型豐富,破碎化程度較高,北疆的景觀豐富度和破碎度高于南疆.全疆香農(nóng)均勻度指數(shù)為0.644,說(shuō)明存在部分優(yōu)勢(shì)斑塊,南北疆分別為0.610和0.655,北疆各類(lèi)景觀較均勻,南疆則受幾種優(yōu)勢(shì)斑塊支配.

2.2 基于生態(tài)系統(tǒng)的景觀指數(shù)與物種豐富度關(guān)系

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型進(jìn)行相關(guān)分析,找到能較好反映不同生態(tài)系統(tǒng)中的物種豐富度與景觀指數(shù)相關(guān)性較強(qiáng)的空間尺度,并探究不同尺度下影響鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物物種豐富度的景觀指數(shù).

2.2.1 與物種豐富度相關(guān)的景觀指數(shù) 通過(guò)相關(guān)分析,篩選出不同生態(tài)系統(tǒng)中,與鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的豐富度有顯著相關(guān)性的景觀指數(shù)個(gè)數(shù),結(jié)果見(jiàn)表8.

表8 不同生態(tài)系統(tǒng)中具有相關(guān)性的景觀指數(shù)（個(gè)）Table 8 Numbers of landscape index with correlation in different ecosystems

表8顯示,水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)中與物種豐富度相關(guān)的景觀指數(shù)最多,共32個(gè),其次是聚落、森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),草地生態(tài)系統(tǒng)中的相關(guān)景觀指數(shù)最少,僅9個(gè).

對(duì)比鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物,可以看出,農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)中,與哺乳動(dòng)物豐富度相關(guān)性較強(qiáng)的景觀指數(shù)較多,水體與濕地以及聚落生態(tài)系統(tǒng)中,與鳥(niǎo)類(lèi)豐富度相關(guān)性較強(qiáng)的景觀指數(shù)較多,草地、荒漠和其他生態(tài)系統(tǒng)中,與鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物豐富度相關(guān)的景觀指數(shù)相差不大.

2.2.2 物種豐富度與景觀指數(shù)的尺度效應(yīng) 前述結(jié)果顯示,不同生態(tài)系統(tǒng)中與鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物多樣性較強(qiáng)的景觀指數(shù)也不盡相同,因此,選取與鳥(niǎo)類(lèi)多樣性相關(guān)性較強(qiáng)的聚落、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)以及與哺乳動(dòng)物多樣性相關(guān)性較強(qiáng)農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng),探究鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物豐富度與景觀指數(shù)的尺度效應(yīng).

在聚落、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)中,選取與鳥(niǎo)類(lèi)多樣性具有較強(qiáng)相關(guān)性的景觀指數(shù),計(jì)算不同尺度下鳥(niǎo)類(lèi)豐富度與景觀指數(shù)的相關(guān)系數(shù),結(jié)果見(jiàn)圖7.

圖7 鳥(niǎo)類(lèi)豐富度與景觀指數(shù)的相關(guān)性及尺度效應(yīng)Fig.7 Scale effect and correlation between landscape index and species richness of birds

可見(jiàn),在水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)中,隨著尺度的增加,鳥(niǎo)類(lèi)豐富度和景觀指數(shù)的相關(guān)性逐漸增強(qiáng).6～10km尺度上,鳥(niǎo)類(lèi)豐富度和景觀指數(shù)的相關(guān)性最強(qiáng),與斑塊密度（PD）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）呈正相關(guān),與聚集度指數(shù)（AI）、相似毗鄰百分比（PLADJ）、斑塊結(jié)合度指數(shù)（COHESION）呈負(fù)相關(guān).總體來(lái)說(shuō),聚落生態(tài)系統(tǒng)中隨著尺度的增大,鳥(niǎo)類(lèi)物種豐富度與景觀指數(shù)的相關(guān)性逐漸增強(qiáng),在7～10km 尺度上,豐富度和景觀指數(shù)的相關(guān)性較強(qiáng)（在 9km 尺度是相關(guān)性有一定程度的減弱）,與景觀分割度（DIVISION）呈正相關(guān),與面積指數(shù)（AREA）呈負(fù)相關(guān),即聚落景觀面積越小,分割度越高,鳥(niǎo)類(lèi)豐富度越高.

哺乳動(dòng)物豐富度在農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)中與景觀指數(shù)的相關(guān)性較強(qiáng),同樣選取相關(guān)系數(shù)較大的景觀指數(shù),得到不同尺度下哺乳動(dòng)物多樣性與景觀指數(shù)的尺度變化的特征,見(jiàn)圖8.

圖8 哺乳動(dòng)物豐富度與景觀指數(shù)的尺度效應(yīng)Fig.8 Scale effect and correlation between landscape index and species richness of mammals

圖8顯示,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,2km～6km小尺度下,哺乳動(dòng)物的物種豐富度和景觀指數(shù)的相關(guān)性較弱;而 7km～10km 尺度下的相關(guān)性明顯增強(qiáng),與聚集指數(shù)（CONTIG）正相關(guān),與形狀指數(shù)（SHAPE和 LSI）負(fù)相關(guān),即農(nóng)田景觀的聚集度越高,形狀越單一,哺乳動(dòng)物豐富度越高.

而在森林生態(tài)系統(tǒng)中,4～10km的較大尺度下的哺乳動(dòng)物豐富度與景觀指數(shù)相關(guān)性較強(qiáng),以 4km尺度時(shí)最強(qiáng),與面積指數(shù)（AREA）和回旋半徑（GYRATE）正相關(guān),與斑塊密度（PD）負(fù)相關(guān),即森林面積越大,破碎度越低,哺乳動(dòng)物豐富度越高.

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 本研究采用的 10km×10km物種數(shù)據(jù)與 1km×1km土地利用的尺度差距較大,在進(jìn)行景觀指數(shù)計(jì)算時(shí)會(huì)影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性.在降尺度處理時(shí)只采用了有限的輔助數(shù)據(jù),進(jìn)行普通線性回歸時(shí)也無(wú)法考慮空間自相關(guān)性,故擬合優(yōu)度尚需提高.由于數(shù)據(jù)的可得性,只進(jìn)行了1km～10km的等間距尺度劃分,但研究結(jié)果顯示,在大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中,隨著尺度的增大,物種多樣性與景觀指數(shù)的相關(guān)性逐漸增強(qiáng),因此,未來(lái)可進(jìn)一步提研究尺度并找出尺度效應(yīng)的峰值.

3.2 相較雙線性和三次卷積重采樣只適用于連續(xù)數(shù)據(jù)的特性,本研究在升尺度時(shí)所采用的最鄰近法重采樣則同時(shí)適用于離散和連續(xù)的土地利用及土壤類(lèi)型等分類(lèi)數(shù)據(jù),但最鄰近重采樣也并非最優(yōu),依然存在面積和類(lèi)別的誤差,這是升尺度綜合數(shù)據(jù)和重采樣時(shí)無(wú)法避免的不確定性.

3.3 景觀面積、形狀及破碎度等對(duì)物種多樣性的影響較為顯著.因此,在進(jìn)行物種豐富度研究時(shí),不僅要考慮溫度、降水、海拔和自然保護(hù)區(qū)等環(huán)境因素,還應(yīng)考慮不同尺度下的景觀格局特征,從而使物種多樣性保護(hù)更具針對(duì)性.

3.4 新疆地區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的物種豐富度與景觀格局間具有較顯著的相關(guān)性,在不同生態(tài)系統(tǒng)中也存在一定的尺度效應(yīng).鳥(niǎo)類(lèi)在聚落、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)中,以及哺乳動(dòng)物在農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)中的尺度效應(yīng)均比較顯著.7～10km是鳥(niǎo)類(lèi)及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中哺乳動(dòng)物多樣性研究較適宜的尺度.森林生態(tài)系統(tǒng)因復(fù)雜度較高可適當(dāng)降低為 4km左右的較小尺度.增加水體景觀的形狀復(fù)雜性、減小聚落景觀的面積可提升鳥(niǎo)類(lèi)的物種豐富度.而增大森林景觀面積及其形狀復(fù)雜性,降低農(nóng)田景觀的聚集性則有助于哺乳動(dòng)物的多樣性.

3.5 景觀特征的差異性可通過(guò)景觀指數(shù)加以表達(dá).此外,景觀特征和景觀指數(shù)的差異性在不同的空間尺度下也具有不同的表現(xiàn),存在明顯的尺度效應(yīng).因此,通過(guò)景觀指數(shù)的變化可探究影響特定物種多樣性的環(huán)境因子及其變化特征,即通過(guò)研究景觀格局與具體物種豐富度的相關(guān)關(guān)系,可深入研究影響生物多樣性的宏觀環(huán)境變化,并從土地利用、生態(tài)系統(tǒng)等不同空間尺度加以細(xì)化研究.