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《华东师范大学》 2008年
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生境破碎化对城市化地区生物多样性影响的研究

戚仁海  
【摘要】: 生境破碎化是城市化地区生物多样性减少的主要原因。本文应用生态学的理论、方法和遥感、GIS技术,对苏州市的生物多样性现状和问题,生境破碎化状况和动态,以及景观格局演变进行了研究,探讨了近20年来苏州城市景观格局演变的机理及驱动机制,并提出了苏州市生物多样性保护规划方案。研究结果有助于揭示由于城市化进程的快速发展,人类干扰的加剧而导致的景观演变和生物多样性变化的机理,为城市化地区的生物多样性保护和规划提供新的视角和理论依据。论文主要研究结果如下: 1、苏州市的植物、鸟类、鱼类和两栖类物种 通过近两年的调查,记录到苏州市建成区范围(674.6km~2)内分布了134科400属623种植物,其中本地植物466种;苏州市域范围(1650 km~2)内共有植物145科466属共778种,其中本地植物有616种。本地植物指数分别为0.75和0.79。从区系成分来看,全市有151属为热带分布,占39.02%,温带分布236属,占60.98%,温带成分占首位。建成区的区系成分与市域的几无差别。说明了该地区处于北亚热带南缘的特征。主要外来入侵植物有加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)、豚草(Ambrosia artemisitifolia)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)等。建成区的绿化植物集中在一些种类上,特别是道路绿化常用植物,香樟(Cinnamomum camphora)、悬铃木(Platanusacerifolia)、红花檵木(Loropetalum chinense)、小叶黄杨(Buxus microphylla)、龙柏(Sabina chinensis cv.kaizuka)和毛鹃(Rhododendron pulchrum)等使用频度均大于20%,而香樟出现频度超过了70%,说明道路绿化树种在乔木层次上比较单一。而在苏州自然群落中分布的苦槠(Castanopsis sclerophylla)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、紫楠(Phoebe sheareri)、木荷(Schima superba)、冬青(Ilexchinensis)、朴树(Celtis sinensis)、三角枫(Acer buergerianum)、楝树(Meliaazedarach)、南京椴(Tilia queliana)、山合欢(Albizzia kalkora)和栎类(Quercus spp)等是未来丰富道路绿化树种的潜在资源。主要的植被类型有①常绿阔叶林:苦槠群落、紫楠群落、木荷群落;②落叶阔叶林:栓皮栎群落、枫香群落、化香群落;③针阔叶混交林:马尾松+枫香群落;④针叶林:马尾松群落、湿地松群落、杉木群落;⑤次生灌丛:白栎+乌饭群落、白栎+篌竹群落;⑥水生植被:芦苇群落、牛鞭草群落。⑦农田植被。共记录到鸟类203种,隶属于12目44科。其中国家一级保护鸟类有黑鹳(Ciconia nigr)、白鹳(Ciconia ciconia),中华秋沙鸭(Mergussquamatus)3种,二级保护30种。新增19种记录。苏州市域的鸟类多样性指数为3.45,建成区为3.12。记录到鱼类48种,隶属7目15科38属。太湖地区曾有107种鱼类记录,由于河口水闸的使用、围湖造田、过度捕捞、环境污染等等原因,有相当大部分种类,尤其是洄游性种类已经绝迹多年,如中华鲟(Acipensersinenis)、松江鲈鱼(Trachidermus fasciatus)、暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)、胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)、长吻鮠(Leiocassis longirostris)等。 2、苏州的生境破碎度指数及历史变化 采用的遥感信息为1987年、1995年,2001年,2005年四个时相的Landsat TM影像,结合外业实地调查,通过ERDAS IMAGE遥感分析软件和ARC/INFO地理信息系统软件进行数据分析处理,得到四个时相的生境破碎度指数为0.2854、0.2901、0.3012、0.3404,逐年增加趋势明显。 3、生境破碎化对生物多样性的影响 对植物种群的影响:通过苏州3大类9个类型群落的物种丰富度分析,草本类群落(农田、农田杂草、山地草本)的物种丰富度指数最小,人工林群落(人工果林、毛竹林和人工针叶林)的物种丰富度分别为3.76、3.74、4.06,自然林群落(次生灌丛、阔叶落叶林、常绿阔叶林)的物种丰富度分别为3.20、3.33、3.62。在自然林群落中,其物种丰富度指数是由次生灌丛→落叶林→常绿林逐步增加。而人工林地由于边缘效应和驰豫(relaxation)效应的作用而出现人工林群落的物种丰富度大于自然林群落的现象。 对两栖动物的影响:通过历史资料的分析,上世纪八九十年代,苏州的两栖动物的Shannon-winner生物多样性指数是2.25,而本次调查则已降到2.10,这与生境破碎度指数当时的0.285和目前的0.340密切相关。 对鸟类的影响:通过对市区9个公园的生境破碎化相关的结构、连通性、隔离度、人为干扰等12个特征变量与鸟类数量和出现频率的相关分析,发现常见鸟类中,麻雀(Passer rutilans)和乌鸫(Turdus merula)对生境面积存在显着的相关关系;而黄雀(Carduelis spinus)、黄腹山雀(Parus venustulus)、红头长尾山雀(Aegithalos concinnus)、树鹨(Anthus hodgson)、棕头雅雀(Paradoxorniswebbianus)以及小鸊鷉(Trachybaptus ruficollis)受到人为干扰的影响较为明显;白头鹎(Pycnonotus sinensis)和珠颈斑鸠(Streptopelia chinensis)的数量与生境斑块的形状指数呈负相关;麻雀的数量随着斑块中灌木层密度的增加而上升;白鹡鸰(Motacilla alba)随着乔覆盖度的增加而减少。大山雀(Parus major)和白俏鸰的数量和生境周缘与建筑相接的比例呈正相关。 对群落生物多样性的影响:通过苏州境内常绿阔叶林面积大于3km~2的五个丘陵山地,共42个样方的分析,南阳山、穹隆山、七子山、灵岩山、官山的生境破碎度指数分别为0.14、0.21、0.20、0.32、0.38,其生物多样性指数分别为2.52、2.41、2.17、2.16、2.18,两者呈显着的负相关,相关性指数为R=-0.962。 生境破碎化引起的景观演变及特征:通过1987年、1995年、2001年、2005年四个时相的景观格局变化分析,四个时相的生境破碎度指数增加了16.2%。斑块密度增加了52.3%,平均斑块面积减少了86.1%。耕地、绿地、农农村建设用地的破碎度明显增加,而城市建设区和湿地2个景观类型的斑块破碎度有所降低。从景观水平的斑块边缘复杂程度来看,斑块边缘形状趋于复杂,其形状指数增加了23.1%。从不同景观类型景观格局变化分析,四个时相耕地面积减少,破碎度指数增加;绿地面积由减少到增加,而破碎度指数增加;湿地的平均斑块面积下降,破碎度指数减少;城市建设区面积增加,破碎度指数先降后升。 4、苏州市的景观格局演变及其驱动力 以苏州1987-2005年的社会经济统计资料为基础,选择人口类、经济发展类、投资类、生活收入类共4大类共13个指标为自变量来分析景观变化的驱动力,其中,非农业人口占总人口的比例、国内生产总值、全社会固定资产投资额、农村居民人均纯收入与生境破碎度关系较大,而贡献率最大的为GDP和全社会固定资产投资额指标。 5、苏州城市生物多样性保护规划纲要 为更好地保护生物多样性,形成完整的生物多样性的保护体系,制定科学的生物多样性保护与管理措施,实现生物多样性保护和自然资源利用并重,建成生物多样、结构合理、可持续发展的生态园林城市,依据生物多样性保护需要划分为5大功能区域:①森林生物多样性保护区②湿地生物多样性保护区③公园④生物生态廊道⑤人工生态系统。根据不同功能区域制定相应的保护措施。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q16

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4 记者 杨劼 通讯员 邹丽 哏玉响宝;云南关注生物多样性与社会发展[N];中国绿色时报;2008年
5 杨松海西双版纳国家级自然保护区管理局局长;保护生物多样性 促进自然和谐发展[N];云南经济日报;2009年
6 刘娟;生物多样性研究将与信息技术“握手”[N];中国技术市场报;2010年
7 嘉宾 青海省气象局气候中心高级工程师 祁如英 中国气象科学研究院研究员 霍治国 中国工程院院士 丁一汇 中国科学院动物研究所研究员 蒋志刚 采访人 本报记者 周洁;生物多样性与气候平衡[N];中国气象报;2010年
8 记者 张利锋;青海湖景区7个生物多样性 保护项目通过初验[N];青海日报;2010年
9 本报记者 黄勇;加强保护需要新战略[N];中国环境报;2010年
10 廖玉婷;40个区县进行生物多样性评估[N];中国环境报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢志军;中国西南地区植物群落的可入侵性与紫茎泽兰的入侵[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
2 王宏毅;伞滑刃属线虫生物多样性与生物地理学[D];福建农林大学;2008年
3 李中强;中国西北干旱区水生植物多样性研究[D];武汉大学;2005年
4 孙剑秋;我国北方常见药用植物内生真菌多样性与生态分布[D];东北林业大学;2007年
5 汤洁;西双版纳傣族自治州生物多样性保护法制研究[D];中央民族大学;2012年
6 陈建华;板栗生物多样性和生理学特性研究[D];中南林学院;2004年
7 路兴波;转基因玉米环境安全性及其产品成分检测技术[D];山东农业大学;2006年
8 张元明;新疆三工河流域苔藓植物区系及生态学研究[D];中国科学院研究生院(沈阳应用生态研究所);2002年
9 秦松岩;德国奥德河水中生物膜形态及其生物多样性的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 刘云慧;华北平原农业土地利用对生物多样性和土壤有机碳变化的影响研究[D];中国农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈玉华;垸田开发与江汉平原湿地演化[D];华中师范大学;2008年
2 刘晓燕;北京湿地生物多样性及保护研究[D];首都师范大学;2004年
3 范洁群;西藏不同类型草原丛枝菌根真菌多样性的研究[D];中国农业大学;2005年
4 林杨;主要有害外来植物对长沙市植物群落特征的影响研究[D];中南林学院;2005年
5 唐勤;西双版纳人象冲突与缓解对策[D];昆明理工大学;2007年
6 张文亮;天津高沙岭潮间带大型底栖动物群落特征[D];天津科技大学;2009年
7 董俊斌;内蒙古草原甲虫生物多样性调查及控制家畜粪依赖性害蝇的研究[D];内蒙古农业大学;2002年
8 马彩华;南海地理学与鱼类生物多样性及渔业区划关系的研究[D];中国海洋大学;2004年
9 冯健;巨桉人工林地土壤微生物多样性研究[D];四川农业大学;2005年
10 宋朝霞;聚乙烯醇降解酶产生菌的筛选、发酵条件优化及酶的初步应用研究[D];江南大学;2005年
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