普洱市亞洲象棲息地適宜度評(píng)價(jià)

劉　鵬，代　娟,2，曹大藩，李志宏，張　立,*

1 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，教育部生物多樣性與生態(tài)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100875

2 北京市第五中學(xué)，北京　100007

3 國際愛護(hù)動(dòng)物基金會(huì)亞洲象保護(hù)項(xiàng)目，普洱　665000

4 普洱市林業(yè)局，普洱　665000

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普洱市亞洲象棲息地適宜度評(píng)價(jià)

劉鵬1，代娟1,2，曹大藩3，李志宏4，張立1,*

1 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，教育部生物多樣性與生態(tài)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875

2 北京市第五中學(xué)，北京100007

3 國際愛護(hù)動(dòng)物基金會(huì)亞洲象保護(hù)項(xiàng)目，普洱665000

4 普洱市林業(yè)局，普洱665000

亞洲象(Elephasmaximus)屬于我國Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物，在中國僅分布于云南省西雙版納國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、普洱市的思茅區(qū)、瀾滄縣和江城縣，以及臨滄南滾河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。將普洱全境作為研究區(qū)域，利用野外調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，運(yùn)用生態(tài)位因子分析(ENFA)模型對(duì)普洱市亞洲象的棲息地適宜度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并預(yù)測了適宜棲息地的分布。發(fā)現(xiàn)：普洱市亞洲象棲息地的邊際值為0.991，表明亞洲象在普洱市境內(nèi)對(duì)環(huán)境變量的選擇不是隨機(jī)的；耐受值為0.315，表明亞洲象在普洱市境內(nèi)生態(tài)位較窄，受環(huán)境條件的制約。根據(jù)模型計(jì)算得到的棲息地適宜度指數(shù)，將普洱市的亞洲象棲息地分為最適棲息地，較適棲息地，邊際棲息地和非棲息地4個(gè)等級(jí)，面積分別為409.32、574.32、2909.48、38722.32 km2。最適棲息地僅占全市面積的0.96%，而非棲息地占90.86%。利用GIS和Biomapper 4.0生成亞洲象棲息地分布圖，發(fā)現(xiàn)普洱境內(nèi)最適棲息地和較適棲息地面積狹小。對(duì)最適棲息地、較適棲息地和邊際棲息地進(jìn)行景觀格局分析的結(jié)果表明，3種類型的棲息地破碎化均十分嚴(yán)重，連通度較低，棲息地內(nèi)受到較大程度的人類活動(dòng)的干擾。因此建議在普洱和西雙版納間盡快建立野生動(dòng)物生態(tài)廊道，以加強(qiáng)亞洲象各種群間的交流。

亞洲象; 普洱; 生態(tài)位因子分析(ENFA); 棲息地評(píng)價(jià)

棲息地保護(hù)是目前野生動(dòng)物保護(hù)工作的關(guān)鍵，棲息地質(zhì)量量化對(duì)于動(dòng)物種群管理及保護(hù)計(jì)劃制定具有重要意義[1-2]。棲息地評(píng)價(jià)是對(duì)棲息地質(zhì)量進(jìn)行量化的有效手段，其主要目標(biāo)是通過分析目標(biāo)物種的棲息地要求及其與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的匹配關(guān)系，明確棲息地的分布范圍與特征[3]。它對(duì)于了解棲息地退化的程度和空間分布，設(shè)定棲息地恢復(fù)重建的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估其效果有重要作用。利用模型來評(píng)價(jià)特定物種的生境適宜性、預(yù)測潛在適宜生境及物種地理分布，是開展生物多樣性保護(hù)、物種監(jiān)測和管理中的重要工具和有效手段[4-5]。生態(tài)位因子分析(ENFA)是基于物種發(fā)生數(shù)據(jù)和一系列生態(tài)地理變量，通過對(duì)物種生態(tài)位和生態(tài)位幅度及其與整個(gè)研究區(qū)域環(huán)境因子的平均狀態(tài)和變異相互比較，進(jìn)而計(jì)算物種適生性的模型(habitat suitability model，HS model)[6]。

亞洲象(Elephasmaximus)屬于國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物，在我國僅分布于云南省西雙版納國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、普洱市的思茅區(qū)、瀾滄縣和江城縣，以及臨滄南滾河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。目前亞洲象生存所面臨的最大威脅是棲息地的喪失和破碎化。本研究組此前對(duì)普洱市思茅區(qū)內(nèi)亞洲象對(duì)棲息地的選擇和利用進(jìn)行過研究，但尚未有人對(duì)普洱全境的亞洲象棲息地現(xiàn)狀做過分析評(píng)價(jià)。近年來普洱市亞洲象的種群數(shù)量不斷增加，已經(jīng)從最初于1996年由景洪大渡崗鄉(xiāng)的勐滿、大荒田進(jìn)入普洱境內(nèi)的1群5頭增加到現(xiàn)在的80余頭，約占全國亞洲象總數(shù)的40%。隨著亞洲象種群數(shù)量的增加，人象之間的沖突隨之加劇。因此，了解目前亞洲象棲息地現(xiàn)狀，制定棲息地保護(hù)和恢復(fù)計(jì)劃成為保護(hù)工作的重點(diǎn)。

本研究將利用生態(tài)位因子分析模型，結(jié)合地理信息技術(shù)手段，對(duì)普洱全境的亞洲象棲息地進(jìn)行適宜度的評(píng)價(jià)和預(yù)測，以期進(jìn)一步了解該區(qū)域內(nèi)亞洲象適宜棲息地的分布格局及面積大小，研究影響亞洲象棲息地質(zhì)量的主要因素，為保護(hù)區(qū)和生態(tài)廊道的規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域

本研究以普洱市全境為研究區(qū)域，對(duì)普洱市境內(nèi)亞洲象的棲息地進(jìn)行分析和預(yù)測。普洱市位于云南省西南部，云貴高原西南邊緣，屬橫斷山脈南段，地處99°09′—102°19′E， 22°02′—24°50′N。全市轄景東、鎮(zhèn)沅、景谷、墨江、寧洱、江城、瀾滄、孟連、西盟9縣和思茅區(qū)，是云南省面積最大的一個(gè)地區(qū)，并與老撾、越南、緬甸接壤。

普洱市地形多樣，雨量充沛，陽光充足，動(dòng)植物資源豐富。森林覆蓋為該區(qū)植被，海拔800—1400 m地帶為常綠針闊葉混交林帶，針葉林帶主要為思茅松，廣泛分布在海拔1000—1800 m的山區(qū)、半山區(qū)。據(jù)調(diào)查，已知的高等植物有352個(gè)科，1688屬，5600多種，鳥獸470多種，兩棲爬行類46種。

1.2研究方法

1.2.1生態(tài)位因子分析模型

采用生態(tài)位因子分析(ENFA)模型對(duì)研究區(qū)內(nèi)的亞洲象棲息地適宜性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。ENFA是研究物種地理分布的一種多變量分析方法，其最大優(yōu)點(diǎn)是模型計(jì)算只需物種出現(xiàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而不需要非出現(xiàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)[6-7]。物種分布區(qū)域和環(huán)境背景之間的差異主要通過計(jì)算如下3個(gè)指標(biāo)得到：

邊際值(M)

特異值(S)

耐受值(T)

式中，mG為整個(gè)研究區(qū)域在某一生態(tài)地理變量(EGV)軸上的平均值，σG為其標(biāo)準(zhǔn)差；mS為某一物種分布區(qū)內(nèi)該生態(tài)地理變量的平均值，σS為其標(biāo)準(zhǔn)差。邊際值M描述了物種適宜分布區(qū)內(nèi)EGV均值與整個(gè)研究區(qū)范圍內(nèi)EGV均值之間的距離，M值越大，表明物種分布越不隨機(jī)。特異值S描述了物種適宜分布區(qū)內(nèi)EGV變異范圍與整個(gè)研究區(qū)內(nèi)EGV變異范圍的比率，S值越大，表明物種生態(tài)位的特化程度越高。耐受值T是S的倒數(shù)，T值越小，表明物種分布越狹窄[8]。

ENFA分析在Biomapper 4.0[9](URL: http://www2.unil.ch/biomapper) 軟件中運(yùn)行，并基于Boyce等方法評(píng)價(jià)模型的精確性[10]，生成P/E曲線判斷模型[11]。

1.2.2棲息地評(píng)價(jià)

將2010年野外調(diào)查期間記錄到的亞洲象活動(dòng)痕跡(足跡、糞便、臥息、覓食等)作為分布點(diǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采自普洱市思茅區(qū)和瀾滄縣糯扎渡地區(qū)，共152個(gè)分布點(diǎn)。

用于評(píng)價(jià)亞洲象棲息地的生態(tài)地理變量有3種：地理環(huán)境因素(海拔、坡度、坡向、坡位、河流)，植被覆蓋因素(天然林、思茅松、經(jīng)濟(jì)林、農(nóng)田)和人為干擾因素(居名點(diǎn)、主要公路、鄉(xiāng)村土路)。根據(jù)各種生態(tài)地理變量的作用方式，可將它們重分為3類：資源因素、限制因素和干擾因素，經(jīng)轉(zhuǎn)化處理得到19個(gè)生態(tài)地理變量，通過相關(guān)性分析最終選擇17個(gè)生態(tài)地理變量用于ENFA分析(表1)。

在Biomapper 4.0中進(jìn)行ENFA分析，采用中位數(shù)算法提取累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到需求的前n個(gè)因子生成棲息地適宜度分布圖，適宜度指數(shù)(HSI)的取值范圍為0—100，根據(jù)P/E曲線將棲息地劃分為合適的等級(jí)[6]。

1.2.3景觀格局分析

基于亞洲象棲息適宜度指數(shù)，運(yùn)用FRAGSTATS 3.3[12]軟件計(jì)算亞洲象棲息斑塊類型水平上的6個(gè)指數(shù)：斑塊數(shù)目(NP)，斑塊密度(PD)，平均斑塊面積(AREA_MN)，最大斑塊指數(shù)(LPI)，斑塊分維數(shù)(FRACT)，斑塊連通度指數(shù)(CONTIG)。

斑塊數(shù)(NP)在類型級(jí)別上表示景觀中某一斑塊類型的斑塊個(gè)數(shù)。斑塊密度(PD)在景觀級(jí)別上表示景觀整體斑塊分化程度。平均斑塊面積(AREA_MN)表示斑塊類型水平上的平均斑塊大小。最大斑塊指數(shù)(LPI)表示某一斑塊類型中的最大斑塊占整個(gè)景觀面積的比例(0

表1　亞洲象棲息地分析中所需生態(tài)地理變量(EGV)及其處理方式Table 1　Ecogeographical variables used in the Ecological Niche Factor Analysis for Asian elephant habitat assessment

2　結(jié)果

2.1亞洲象的生態(tài)位特征

經(jīng)過模型運(yùn)算得到了反映亞洲象分布區(qū)域與環(huán)境背景間的差異的3個(gè)主要參數(shù)。邊際值M=0.991。M值較高且接近于1，表明亞洲象在普洱市境內(nèi)對(duì)EGV的選擇不是隨機(jī)的，其偏好的生態(tài)位偏離環(huán)境背景的平均值。特異值S=3.175, 耐受值T=0.315。T值接近于0，表明亞洲象在普洱市境內(nèi)生態(tài)位較窄，對(duì)環(huán)境有一定的選擇性，其生存受一定環(huán)境條件的制約。

2.2棲息地現(xiàn)狀與評(píng)價(jià)

模型運(yùn)算得到生態(tài)地理變量的得分矩陣(表2)。邊際因子解釋了100%的邊際性和29.8%的特異性，前4個(gè)特異因子共解釋了73.7%的特異性。選擇前4個(gè)特征因子(累計(jì)解釋86.9%的信息，包括100%的邊際性和73.7%的特異性)來進(jìn)行棲息地適宜度的計(jì)算。用交叉檢驗(yàn)(cross-validation)對(duì)模型的預(yù)測能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到Boyes指數(shù)曲線。該曲線的變異較小，基本呈單調(diào)遞增趨勢，Boyes Index=0.824±0.1496，說明模型預(yù)測能力較高。根據(jù)Boyes指數(shù)曲線將普洱市亞洲象棲息地分為4個(gè)等級(jí)(圖1)：非棲息地(0

表2　ENFA分析中17個(gè)生態(tài)地理變量的得分矩陣Table 2　Score matrix of the 17 Ecogeographical variables used in ENFA of Puer

圖1　普洱市亞洲象種群分布區(qū)與適宜棲息地分布　Fig.1　The distribution areas and suitable habitat of Asian elephant in Pu′er

從亞洲象棲息地適宜度與具體生態(tài)地理變量的關(guān)系來說，亞洲象的棲息地主要分布在遠(yuǎn)離河流(>平均干流距離8909 m，>平均支流距離3205 m)、鄉(xiāng)村公路(>平均距離2630 m)、居民點(diǎn)(>平均距離1206 m)和思茅松(>平均距離362 m)的低海拔(<平均海拔1419 m)、坡度較緩(<平均坡度14°)、距離山脊和山谷較近的山體中上部(坡位邊際系數(shù)=0.045)的天然林中。

對(duì)普洱市亞洲象的棲息地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，目前普洱市內(nèi)最適棲息地和較適棲息地面積狹小(表3，圖1)，其中最適棲息地面積為409.32 km2，僅占全市總面積的0.96%；較適棲息地面積為574.32 km2，占1.35%；邊際棲息地面積為2,909.48 km2，占6.83%；而非棲息地面積為38,722.32 km2，占90.86%。江城縣的最適棲息地和較適棲息地面積最大，分別占該類型棲息地總面積的31.39%和26.00%。從植被類型上看(表3)，邊際棲息地、較適棲息地和最適棲息地在天然林中的分布最多，所占比例依次是48.21%，54.55%，55.6%，其次是思茅松林。由此可以看出，天然林是普洱地區(qū)亞洲象適宜棲息地的主要植被類型。

表3　普洱地區(qū)不同植被類型棲息地面積Table 3　Habitat suitability area in each vegetation type in Pu′er

2.3棲息地景觀格局

最適棲息地、較適棲息地和邊際棲息地的景觀格局分析結(jié)果見表4。3類棲息地中，較適宜棲息地的斑塊數(shù)目最多，最適棲息地斑塊數(shù)目最少。斑塊密度可看做斑塊破碎化的簡單度量。邊際棲息地、較適宜棲息地和最適宜棲息地的斑塊密度分別為0.0874、0.1610、0.0578個(gè)/km2，可以看出3種類型的棲息地破碎化均十分嚴(yán)重。較適棲息地的平均斑塊面積最大，其次是最適宜棲息地斑塊和邊際棲息地斑塊。最大斑塊指數(shù)可看做優(yōu)勢斑塊的簡單度量。亞洲象適宜棲息地中占優(yōu)勢地位的是較適棲息地，為51.05%，其次是最適棲息地和邊際棲息地，分別為1.54%和1.04%。平均斑塊分維數(shù)是描述景觀中斑塊形狀復(fù)雜程度的指數(shù)，它校正了斑塊面積大小帶來的影響，其值越接近1，斑塊形狀越簡單，越接近于2，斑塊形狀越復(fù)雜。斑塊分維數(shù)在一定程度上反映了人類活動(dòng)對(duì)景觀格局的影響。一般來說，受人類活動(dòng)干擾小的景觀的分維數(shù)大，而受人類活動(dòng)干擾大的景觀的分維數(shù)小。3類棲息地的平均斑塊分維數(shù)均接近1，表明均受到較大程度的人類活動(dòng)干擾。平均斑塊連通度指數(shù)連通度指數(shù)大小在0—1之間變化，0表示景觀元素之間沒有生態(tài)聯(lián)系，1表示景觀元素之間達(dá)到最好的連接性。3類棲息地的連通度指數(shù)都趨近于0，連通度都較低。

表4　景觀格局分析結(jié)果Table 4　Results of Landscape Analysis

3　討論

3.1適宜棲息地與現(xiàn)分布區(qū)的比較

棲息地評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，普洱市內(nèi)江城縣、景東縣和鎮(zhèn)沅縣的最適棲息地和較適棲息地面積較大(圖1)，但亞洲象自出現(xiàn)于普洱以來從未遠(yuǎn)距離遷移到鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣和景東縣。2011年10月，18頭野象遷移到江城縣整董鎮(zhèn)境內(nèi)(圖1中虛線標(biāo)示區(qū)域)，該象群的出現(xiàn)一定程度上驗(yàn)證了本文評(píng)價(jià)結(jié)果。而目前亞洲象主要分布于思茅區(qū)的六順鄉(xiāng)、云仙鄉(xiāng)和思茅港鎮(zhèn)(圖1，區(qū)域1)，以及瀾滄縣糯扎渡鎮(zhèn)(圖1，區(qū)域2)。從圖1中可以看出，兩個(gè)區(qū)域內(nèi)最適棲息地和較適棲息地面積狹小。

本研究中所采用的亞洲象分布點(diǎn)全部采自天然林，但預(yù)測的適宜棲息地中包含部分農(nóng)田(表4)，對(duì)西雙版納亞洲象棲息地進(jìn)行適宜度評(píng)價(jià)時(shí)也出現(xiàn)過同樣的問題[13]。這樣的結(jié)果并不意味著農(nóng)田是亞洲象的適宜棲息地，而是在一定程度上反映了亞洲象對(duì)棲息地環(huán)境變化的適應(yīng)。由于天然林被大量開墾，不能供給亞洲象充足的食物，農(nóng)作物就成為亞洲象較為固定的季節(jié)性食物來源[14]。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，象損嚴(yán)重的農(nóng)田經(jīng)常與亞洲象棲息地天然林呈鑲嵌式分布，一片天然林周圍往往被農(nóng)田所包圍，天然林中食物資源的不充足通過周邊農(nóng)田中的農(nóng)作物來補(bǔ)充，從某種程度上說，農(nóng)田成為了亞洲象適宜棲息地的一種延伸。因此，被模型預(yù)測為亞洲象棲息地的農(nóng)田在一定程度上可被視為易于發(fā)生象損的地區(qū)[15]。

3.2棲息地喪失和破碎化是威脅普洱亞洲象種群的主要因素

本研究對(duì)棲息地景觀格局的分析表明，普洱市的亞洲象棲息地破碎化程度高，受到人類活動(dòng)的嚴(yán)重干擾，且斑塊間的連通度較低。相較于西雙版納的亞洲象種群[16]，普洱市亞洲象面臨的盜獵威脅較小，影響其生存的主要因素是棲息地的喪失和破碎化。天然林的大量砍伐，思茅松等經(jīng)濟(jì)樹種以及咖啡等經(jīng)濟(jì)作物的大面積種植是導(dǎo)致亞洲象棲息地喪失和破碎化的主要原因。

圖2　普洱與西雙版納亞洲象棲息地與規(guī)劃的生態(tài)廊道　Fig.2　Asian elephant habitats and ecological corridors in Pu′er and Xishuangbanna

首先，天然林是影響亞洲象棲息地質(zhì)量的主要因素，一方面它為亞洲象提供了隱蔽場所，另一方面它也是亞洲象食物的主要來源[17]。本研究結(jié)果顯示出亞洲象對(duì)天然林的特殊要求，即較高的天然林頻率。但由于普洱市是云南省重要的商品林基地，許多林區(qū)被劃為了林木采伐區(qū)，大量天然林被砍伐。例如在普洱市的南屏鎮(zhèn)，僅在1999—2004年該地區(qū)亞洲象活動(dòng)區(qū)域內(nèi)就有約27 km2覆蓋較好的天然林被采伐，占該地區(qū)亞洲象活動(dòng)面積的一半以上[18]，天然林砍伐所造成的棲息地喪失很可能也是導(dǎo)致原先生活在這里的4頭象往北擴(kuò)散至云仙鄉(xiāng)的主要原因[19]。其次，思茅松采伐和松脂割采帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的增長，卻是以天然林的大量采伐為代價(jià)的，原本為亞洲象適宜棲息地的天然林被思茅松所取代。目前普洱市林分的優(yōu)勢樹種結(jié)構(gòu)在面積和蓄積上均以針葉樹種為主，其中以思茅松占絕對(duì)優(yōu)勢[20]。第三，天然林呈不連續(xù)分布，被大片的農(nóng)田、經(jīng)濟(jì)林等隔離。尤其在西南部的瀾滄縣、西盟縣和孟連縣，大面積的農(nóng)田與經(jīng)濟(jì)林成為景觀中的優(yōu)勢類型。茶葉和咖啡是普洱的重要經(jīng)濟(jì)作物，山間盆地和低緩丘陵幾乎完全被開墾種植，進(jìn)一步造成了亞洲象棲息地的喪失和破碎化。林木采伐區(qū)和公路也會(huì)造成棲息地的隔離，進(jìn)一步加劇了棲息地的喪失和破碎化。

當(dāng)前普洱在農(nóng)村地區(qū)已普遍開展退耕還林項(xiàng)目，但野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，退耕還林區(qū)域內(nèi)新種植的幾乎都是思茅松等經(jīng)濟(jì)樹種。雖然這使得無法再依靠種植農(nóng)作物獲得收入的農(nóng)民可以通過割采松脂、出售木材得到經(jīng)濟(jì)上的保障，卻影響了棲息地的恢復(fù)。研究表明，思茅松林內(nèi)可供亞洲象取食的野生植物種類和數(shù)量很少[17]，本研究的野外考察還發(fā)現(xiàn)這些松林種植較密，林下植被很少，亞洲象很少選擇和利用這些區(qū)域。因此，亞洲象尚未從退耕還林政策中獲得好處，棲息地喪失和破碎化的現(xiàn)狀未能從根本上得到改善。

3.3保護(hù)棲息地，建立生態(tài)廊道

通過棲息地適宜度評(píng)價(jià)，我們發(fā)現(xiàn)普洱境內(nèi)亞洲象的最適棲息地和較適棲息地面積狹小，被利用程度較低，且面臨嚴(yán)重的破碎化。針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)狀，建議合理保護(hù)和利用棲息地，并建立生態(tài)廊道。

目前普洱市境內(nèi)的亞洲象種群主要分布于思茅、糯扎渡和整董3個(gè)區(qū)域，脆弱的棲息環(huán)境亟需保護(hù)。思茅區(qū)東南部設(shè)有一個(gè)省級(jí)保護(hù)區(qū)——菜陽河保護(hù)區(qū)，但野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)亞洲象幾乎不進(jìn)入該保護(hù)區(qū)，而實(shí)際的活動(dòng)區(qū)域因未在保護(hù)區(qū)內(nèi)而缺乏相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制和措施，致使人類干擾嚴(yán)重，棲息地得不到有效保護(hù)。糯扎渡地區(qū)雖然是個(gè)省級(jí)保護(hù)區(qū)，但整個(gè)保護(hù)區(qū)幾乎是一個(gè)孤島，周圍被村寨和農(nóng)田包圍。保護(hù)區(qū)內(nèi)有大量農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林存在，棲息地破碎化十分嚴(yán)重，因此也亟需采取相應(yīng)措施來改善當(dāng)前情況。此外，2011年10月，一群由18頭象組成的象群出現(xiàn)在江城縣整董鎮(zhèn)貓飛山區(qū)域，本研究結(jié)果也表明江城縣存在較大面積的適宜棲息地，因此應(yīng)考慮盡快將思茅區(qū)和江城縣境內(nèi)的亞洲象活動(dòng)區(qū)域劃為保護(hù)區(qū)或者協(xié)議保護(hù)區(qū)，建立起有效地保護(hù)機(jī)制。

3個(gè)區(qū)域的亞洲象種群由于分布在不連續(xù)的棲息地內(nèi)，種群之間沒有交流[17,19,21]，為防止小種群的滅絕，應(yīng)結(jié)合普洱和西雙版納亞洲象棲息地適宜性的分析結(jié)果[13]，盡快建立生態(tài)廊道。西雙版納勐養(yǎng)保護(hù)區(qū)北部是亞洲象從勐養(yǎng)遷移至糯扎渡和思茅區(qū)的通道，這個(gè)區(qū)域是擴(kuò)大普洱亞洲象種群棲息地，加強(qiáng)與西雙版納亞洲象種群交流的關(guān)鍵區(qū)域，因此有必要在此建設(shè)普洱至勐養(yǎng)的生態(tài)走廊帶(圖2，區(qū)域1、2)。自有記錄以來象群首次遷移至江城縣活動(dòng)，可將江城縣作為西雙版納亞洲象種群向外擴(kuò)散的地區(qū)。江城縣存在大面積的適宜棲息地，除目前象群活動(dòng)范圍外還有大部分未被利用，因此有必要弄清象群在勐養(yǎng)與江城縣之間的遷徙路線，將該路線建設(shè)成為生態(tài)廊道(圖2，區(qū)域3)，使勐養(yǎng)的象群能夠順利向外遷移，擴(kuò)大可利用棲息地的范圍，減少勐養(yǎng)保護(hù)區(qū)內(nèi)亞洲象種群之間的資源爭奪。

[1]李迪強(qiáng), 蔣志剛, 王祖望. 人類活動(dòng)對(duì)普氏原羚分布的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 1999, 19(6): 890-895.

[2]金龍如, 孫克萍, 賀紅士, 周宇飛. 生境適宜度指數(shù)模型研究進(jìn)展. 生態(tài)學(xué)雜志, 2008, 27(5): 841-846.

[3]肖燚, 歐陽志云, 朱春全, 趙景柱, 何國金, 王效科. 岷山地區(qū)大熊貓生境評(píng)價(jià)與保護(hù)對(duì)策研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 24(7): 1373-1379.

[4]Guisan A, Thuiller W. Predicting species distribution: offering more than simple habitat models. Ecology Letters, 2005, 8(9): 993-1009.

[5]陳艾. 平武縣大熊貓棲息地變遷[D]. 北京: 北京大學(xué), 2009.

[6]Hirzel A H, Hausser J, Chessel D, Perrin N. Ecological-niche factor analysis: How to compute habitat-suitability maps without absence data?. Ecology, 2002, 83(7): 2027-2036.

[7]Hirzel A H, Helfer V, Metral F. Assessing habitat-suitability models with a virtual species. Ecological Modelling, 2001, 145(2/3): 111-121.

[8]王學(xué)志, 徐衛(wèi)華, 歐陽志云, 劉建國, 肖燚, 陳佑平, 趙聯(lián)軍, 黃俊忠. 生態(tài)位因子分析在大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)生境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(2): 821-828.

[9]Hirzel A H, Hausser J, Perrin N. Biomapper 4. 0. Laboratory of Conservation Biology, Department of Ecology and Evolution. Lausanne, Switzerland: University of Lausanne, 2007, http://www2.unil.ch/biomapper.

[10]Hirzel A H, Le Lay G, Helfer V, Randin C, Guisan A, Evaluating the ability of habitat suitability models to predict species presences. Ecological Modelling, 2006, 199(2): 142-152.

[11]楊瑞, 張雅林, 馮紀(jì)年. 利用ENFA生態(tài)位模型分析玉帶鳳蝶和箭環(huán)蝶異地放飛的適生性. 昆蟲學(xué)報(bào), 2008, 51(3): 290-297.

[12]McGarigal K, Cushman S A, Neel M C, Ene E. FRAGSTATS: Spatial Pattern Analysis Program for Categorical Maps. Amherst: the University of Massachusetts, 2002, http://www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html.

[13]金延飛. 西雙版納亞洲象棲息地適宜度評(píng)價(jià)及生態(tài)廊道規(guī)劃[D]. 北京: 北京師范大學(xué), 2010.

[14]林柳, 朱文慶, 張龍?zhí)? 馮利民, 王利繁, 陶慶, 張立. 云南西雙版納尚勇保護(hù)區(qū)亞洲象新活動(dòng)廊道的開辟和利用. 獸類學(xué)報(bào), 2008, 28(4): 325-332.

[15]Enari H, Suzuki T. Risk of agricultural and property damage associated with the recovery of Japanese monkey populations. Landscape and Urban Planning, 2010, 97(2): 83-91.

[16]林柳, 金延飛, 陳德坤, 郭賢明, 羅愛東, 趙建偉, 王巧燕, 張立. 西雙版納國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐臘子保護(hù)區(qū)亞洲象種群和棲息地評(píng)價(jià). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(7): 1725-1735.

[17]張立, 王寧, 王宇寧, 馬利超. 云南思茅亞洲象對(duì)棲息地的選擇與利用. 獸類學(xué)報(bào), 2003, 23(3): 185-192.

[18]馮利民. 中國亞洲象(Elephasmaximus)的現(xiàn)狀: 分布、數(shù)量和棲息地利用[D]. 北京: 北京師范大學(xué), 2005.

[19]林柳. 西雙版納勐養(yǎng)保護(hù)區(qū)亞洲象的棲息地選擇、分布和對(duì)植被的影響[D]. 北京: 北京師范大學(xué), 2009.

[20]雷瑋. 論思茅地區(qū)森林結(jié)構(gòu)與森林生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)優(yōu)化. 云南林業(yè)科技, 1998, (4): 52-57.

[21]馮利民, 張立. 云南西雙版納尚勇保護(hù)區(qū)亞洲象對(duì)棲息地的選擇. 獸類學(xué)報(bào), 2005, 25(3): 229-236.

Habitat suitability assessment for Asian elephant in Pu′er prefecture in the Yunnan province of China

LIU Peng1, DAI Juan1,2, CAO Dafan3, LI Zhihong4, ZHANG Li1,*

1KeyLaboratoryforBiodiversityScienceandEcologicalEngineering,MinistryofEducation，CollegeofLifeScience,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China

2BeijingNo.5MiddleSchool,Beijing100007,China

3AsianElephantConservationProgramofInternationalFundforAnimalWelfare,Pu′er665000,China

4ForestryBureausofPu′erCity,Pu′er665000,China

The Asian elephant (Elephasmaximus) is listed as a first-class protected species in China, and is only distributed in Xishuangbanna, Pu′er, and Lincang prefectures of Yunnan Province. The main threats to the survival of elephants in China were habitat loss and fragmentation. Only 5 elephants were reported in Pu′er in 1996, and currently, there are over 80 elephants belonging to 8 groups living in the region. In this study, we collated 152 elephant occurrence points within the entire Pu′er range in 2010, and assessed habitat suitability for Asian elephant in Pu′er, based on Ecological Niche Factor Analysis (ENFA) of the field survey data. We also predicted the distribution of suitable habitats for elephants in Pu′er. The marginality value obtained from ENFA was 0.992. This result indicated that the deviation of the preferable niche of elephants was different from the average value of the environment, and that elephants chose their habitat non-randomly. The tolerance value was 0.315, which indicated that the niche of Asian elephant was narrow, and that environment indicators restricted the survival of elephants. Results showed that the elephants in Pu′er preferred natural forest with low elevation (<1419 m) and moderate slopes (<14°), as well as areas far from streams and human disturbance (villages and roads). We divided elephant habitat in Pu′er into 4 categories: optimal habitat (409.32 km2), suitable habitat (574.32 km2), marginal habitat (2909.48 km2), and unsuitable habitat (38722.32 km2). The unsuitable habitat accounted for 90.86% of the total area, whereas the optimal habitat occupied only 0.96%. Natural forest is the major vegetation type in optimal (55.6%), suitable (54.55%), and marginal (48.21%) habitats, but it constituted only 33.05% of the unsuitable habitat, indicating that natural forest is the preferred habitat for Asian elephants. According to landscape structure analysis using FRAGSTATS, the mean patch fractal dimension indices (FRAC_MN) for marginal, suitable, and optimal habitats were found to be close to 1, and the meancontiguity indices (CONTIG_MN) were found to be 0.12-0.15. Landscape analysis showed that the optimal, suitable, and marginal habitats all suffered severe fragmentation, low connectivity, and high levels of human disturbance. In comparison with real distribution, the predicted map incorporated some farmlands where Asian elephants forage. The proportion of optimal and suitable habitat in Pu′er is very low, owing to the loss of natural forest and the cultivation of economic plants. It is critical to establish protected areas in the habitat of Asian elephants, in combination with effective conservation measures. In addition, the three main areas of elephant distribution in Pu′er are isolated. It is understood that low connectivity among populations impedes important communication among different population groups. Therefore, it is also necessary to establish and restore ecological corridors to link the current elephant habitats in Pu′er, and to increase their connection with other elephant populations in Xishuangbanna.

Asian elephant (Elephasmaximus); Pu′er prefecture; ecological niche factor analysis(ENFA); habitat assessment

10.5846/stxb201411142260

國家自然科學(xué)基金會(huì)資助項(xiàng)目(31172108)；美國內(nèi)政部魚和野生動(dòng)物管理局亞洲象保護(hù)基金資助項(xiàng)目(98210-8-G565)

2014-11-14; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015-10-30

Corresponding author.E-mail: asterzhang@bnu.edu.cn

劉鵬，代娟，曹大藩，李志宏，張立.普洱市亞洲象棲息地適宜度評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(13):4163-4170.

Liu P, Dai J, Cao D F, Li Z H, Zhang L.Habitat suitability assessment for Asian elephant in Pu′er prefecture in the Yunnan province of China.Acta Ecologica Sinica,2016,36(13):4163-4170.