大兴安岭北部地区紫貂冬季生境评价

李海军，朱世兵，张士芳，赵雪东，陈鹏

（1.黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室，哈尔滨150040；2.黑龙江双河国家级自然保护区）

大兴安岭北部地区紫貂冬季生境评价

李海军1，朱世兵1，张士芳1，赵雪东2，陈鹏2

（1.黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室，哈尔滨150040；2.黑龙江双河国家级自然保护区）

2013年11月-2015年12月，运用样线法调查了黑龙江双河国家级自然保护区紫貂的分布和生境，基于3S技术，利用最大熵模型，对研究区域的紫貂生境进行了评价，结果表明：适宜生境面积为26033hm2，占总面积的29.3%；不适宜生境面积为62816hm2，占总面积的70.7%；主要道路、居民点及海拔对紫貂生境质量影响显著。

紫貂；生境评价；人为干扰

紫貂（Marteszibellina）分布在北亚大陆及其邻近岛屿，在俄罗斯、蒙古、中国、朝鲜、日本和哈萨克斯坦6个国家均有分布[1]。国内野生紫貂种群主要分布于东北三省、新疆阿尔泰山以及新疆北部地区。在紫貂生态学研究方面俄罗斯处于国际前沿，而我国此方面的研究报道相对较少。马逸清等研究了紫貂的分类与分布[2，3]，马文忠从交配、巢穴、迁移、分布区域及生殖系统机能等方面介绍了紫貂的生物学特性[4]，徐利等研究了紫貂冬季食性和活动范围[5，6]，姜兆文等对大兴安岭地区紫貂冬季生境选择进行了研究[7]，张洪海、马建章等采用无线电跟踪技术和全球定位系统对大兴安岭地区紫貂巢区及春季和夏季的生境选择进行了研究[8-11]，包新康等对大兴安岭紫貂食物组成进行了详细分析[12]，解伏菊等对大兴安岭北坡火后紫貂冬季生境适宜性与景观格局的恢复进行了研究[13]，李月辉等利用景观生态学的原理和技术对大兴安岭呼中区紫貂生境格局变化及采伐的影响进行了研究[14]，徐纯柱,张洪海等通过紫貂线粒体基因组测序研究了紫貂的遗传多样性和种群分化问题[15]，近几年我国对紫貂生境方面的研究报道相对较少。

1 研究地概况

研究区选择在黑龙江双河国家级自然保护区，属于典型森林生态系统自然保护区，位于大兴安岭山地北部，地理坐标为东经124°52＇48〃-125°32＇03〃，北纬52°54＇25〃-53°12＇08〃，总面积88 849hm2，毗邻黑龙江，保护区生态系统的自然性保持较好。

地貌属于大兴安岭北部苔原地貌区。地形南高北低，比较破碎，山顶尚保存平坦面，坡度较缓，相对高度较小，海拔在200-515m之间。一般坡度为5°以下，15°以下平缓坡占总面积的90%。河网稠密，河谷多为槽谷状呈放射状分布，且多沼泽。

本区多为森林植被，以兴安落叶松林为主，樟子松林比重较大，可占森林面积20%。落叶松林型中杜香—落叶松林、杜鹃—落叶松林占优势。此外，还有多类型的樟子松林、白桦林、山羊林、蒙古栎林等群落的分布。

动物资源分布以适应大兴安岭寒冷气候条件的寒温带种类为主，兽类中的貂熊（Gulogulo）、紫貂（Marteszibellina）、驼鹿（Alcesalces）、雪兔（Lepustimidus）等都是典型的寒温带动物。在鸟类中具有寒冷地区特色的种类也很多，如黑嘴松鸡（Tetraoparvirostris）、花尾榛鸡（Bonasabonasia）、雪（Nycteascandiaca）、雪（Plectrophenaxnivalis）等。两栖和爬行类则因寒冷气候条件的局限，种类较为稀少。由于保护区北靠黑龙江，黑龙江的大小支流很多，鱼类资源较也为丰富。

2 研究方法

2.1 生境因子调查

自2013年11月-2015年12月，我们利用3个冬季在黑龙江双河自然保护区以机械布点的方式设置覆盖整个保护区的动物调查样线，样线的最小间隔为2km，长度3-5km。调查人员在调查时记录GPS点、动物信息（足迹、卧迹、粪样、尿迹等）、足迹新鲜程度和方向、植被类型、隐蔽度等各项数据。同时，在进行部分物种足迹链跟踪调查时，也对所发现的紫貂出现点及生境信息进行定位和记录。

2.2 GIS环境因子数据处理

利用2010年MODIS影像结合实地调查获得研究地区的植被类型图。利用GDEM DEM 30米分辨率数字高程数据来获得研究地区的海拔、坡向、坡度等信息。河流、道路等其他信息利用黑龙江双河国家级自然保护区地形林相图结合实际调查情况在ArcGIS10.2中矢量化。道路按使用情况进行分类，即保护区管理巡护使用道路（无社会车辆通行）和主要通车道路（有保护区内居民点同外界通车的道路）2类。前一类道路在冬季除了科研调查和部分线路每月2次的通勤车辆外无其他车辆通行；后一类道路有少量社会车辆通行。在双河保护区及其周边共存在1个较大的村庄、2个较小的村屯、1个管护站、3个检查站和1个望塔。村屯大小等信息在ArcGIS中用不同缓冲区表示，管护站、检查站和望塔以点处理。

2.3 生境评价

根据本研究所获得的数据类型和各模型特点，我们选择最大熵模型进行紫貂冬季生境适宜性评价。人为干扰因素也作为紫貂生境质量影响因素之一。

3 结果

3.1 预测结果检验

在最大熵模型处理过程中，模型随机选取75%的动物出现点数据作为模型的训练数据，其余的数据作为模型的测试数据，以验证模型。该模型采用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）及其曲线下面积（area under curve，AUC）对预测结果的可靠性进行检验。AUC值越大，表明所选择的环境因子变量与物种空间分布之间存在的相关性越大，其预测结果较为可靠。ROC曲线下的面积值在0和1之间，有意义值范围为0.5-1。在AUC值〉0.5的情况下，AUC值越接近于1，说明诊断效果越好。AUC值在0.5-0.7时准确性较低，AUC值在0.7-0.8时有一定准确性，AUC值在0.8-0.9时准确性较好，AUC值在0.9以上时准确性优秀，AUC=0.5时，说明所选择的环境因子变量与物种空间分布之间不存在相关性，无预测价值。

从图1中可以看出，紫貂实际生境质量分析的训练数据的AUC值达到了0.860，测试数据的AUC值也达到了0.751，表明结果准确性优良。

3.2 环境变量响应曲线

在最大熵模型处理过程中，模型会给出各环境变量对模型预测贡献程度的响应曲线（Response curves），以反映环境变量对生境适宜性的影响方式，见图2。

从环境变量贡献值的响应曲线可以看出，海拔、居民点、主要道路和坡度这些环境因素对紫貂生境适宜性的影响随变量的变化而变化，其他环境因素的贡献值基本与变量的变化相关性较小。

图1 紫貂生境质量预测结果的准确性

3.3 环境变量影响大小检验

最大熵模型会给出各环境变量对生境适宜性的影响大小。模型采用刀切法（Jackknife test）检验，通过生成一系列的模型，每个环境变量被轮流逐一剔除，并用剩余的变量参与运算，同时还会生成一个所有变量都参与运行的模型，以检验所选的环境因素对物种分布影响的重要性。刀切法检验结果见图3。

图3中，深线条越长，说明该变量的贡献值越大，即代表该变量越重要，浅线条的长度代表的是除该变量外的其它变量组合的所有贡献之和。

结果表明，在9种环境变量中，主要道路对紫貂生境适宜性具有最大的影响，其次为居民点和海拔，主要河流、支流和巡护路也具有一定的影响，坡向的影响为较低的水平，而坡度和植被的影响最小。

3.4 紫貂生境评价

在不考虑食物资源和人为干扰情况下，紫貂的潜在生境适宜性评价结果如图4。模型给出的最大训练敏感性和特异性（Maximum test sensitivity plus specificity）值为0.355，以此作为最适宜生境最低值，高于0.355的出现概率为适宜生境，低于0.355的出现概率为不适宜生境，经ArcGIS10.2重分类之后，得到人为干扰影响下紫貂潜在生境适宜性分布图，见图4。在人为干扰的影响下，紫貂冬季生境质量尚好，其最适宜生境面积比例为29.3%，不适宜生境面积比例为70.7%，接近于3:7。从分布上看，不适宜生境主要分布于低海拔区域，低海拔河流附近为适宜性最低；适宜生境主要分布在远离道路河流的中等海拔范围的林地生境。

3.5 讨论

黑龙江双河自然保护区的自然生境适宜紫貂生存，其生境适宜性较高，最适宜生境占29.3%，不适宜生境占70.7%。多种因素会影响紫貂的生境质量，如生物环境因素、物理环境因素和人为干扰因素等。本研究中，植被因素对紫貂生境适宜性贡献率较低，表明保护区的植被类型对紫貂的生境质量影响较小。在物理环境因素中，海拔和河流对紫貂生境适宜性影响较高，紫貂的适宜生境主要分布于中等海拔范围，且距河流越近，紫貂的生境适宜性越低，表明中坡生境为紫貂的适宜生境，这一结果也与紫貂的实际调查记录多出现于中坡生境相符。保护区的人为干扰因素对紫貂生境适宜性产生了负面影响。在研究区域内，人为干扰因素主要包括道路和居民点。居民点包括位于保护区东部边缘的一个自然村屯，人口约50人，以及保护区东西外侧各1个小型村屯；此外还有位于保护区各道路入口的检查站和管护站，每个站常驻工作人员2-3人。道路包括保护区巡护路（无社会车辆通行）和主要道路（保护区内居民点同外界联通的道路）2种。在生境适宜性评价中，主要道路具有最高的贡献值，而居民点和巡护道路的贡献值较低，表明人为干扰中，主要道路是主要因素，对紫貂的生境质量产生了负面影响。李月辉等（2007）在大兴安岭北部呼中区的研究显示，2000年后紫貂的最适宜生境和适宜生境的面积比例分别为4%和23%，持续采伐是紫貂生境格局变化的主要驱动因子[14]；解伏菊等（2006）在大兴安岭北坡图强林业局的研究表明，2000年紫貂的最适宜生境和适宜生境的面积比例分别为4%和8%，紫貂生境相比1987年大火之前明显恶化[13]。与这些同区域同类研究相比，黑龙江双河国家级自然保护区紫貂适宜生境面积比例达到了29.3%，保护区内的生境相对其他区域（持续开展林业生产的区域）更适宜紫貂的生存，既显示出保护区建设对野生动物资源保护的重要作用，也验证了人为干扰对紫貂生境质量的显著影响。

图2 环境变量对模型预测贡献响应曲线

图3 刀切法检验测试数据中各变量对生境适宜性影响的重要性

图4 人为干扰下紫貂生境适宜性评价

[1]Proulx G,Aubry K,Birks J,et al.World Distribution and Status of the Genus Martes in 2000[M]//Martens and Fishers(Martes)in Human-Altered Environments.Springer US,2005:21-76.

[2]马逸清.黑龙江省兽类志[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1986：141-149.

[3]马逸清，吴家炎.我国紫貂种下分类的研究—包括一新亚种[J].动物学报，1981，27（2）：189-196.

[4]马文忠.野生紫貂的生物学特性一[J].自然资源研究，1985：73-79.

[5]徐利，等.紫貂冬季食性的分析[J].兽类学报，1996，16（4）：272-277.

[6]徐利，等.紫貂冬季活动范围的研究[J].兽类学报，1997，17（2）：113-117.

[7]姜兆文，等.大兴安岭地区紫貂冬季生境选择的研究[J].兽类学报，1998，18（2）：112-119.

[8]张洪海，马建章.紫貂春季和夏季生境选择的初步研究[J].动物学报，2000，46（4）：399-406.

[9]张洪海，马建章.紫貂冬季生境的偏好[J].动物学研究，1999，20（5）：355-359.

[10]张洪海，马建章.紫貂冬季生境选择的初步研究[J].东北林业大学学报，1999，27（6）：49-52.

[11]张洪海，马建章.紫貂秋季生境选择的初步研究[J].生态学报，2000，20（1）：150-154.

[12]包新康，马建章，张迎梅.大兴安岭紫貂食物组成分析[J].兽类学报，2003，23（3）：203-207.

[13]解伏菊，肖笃宁，李秀珍.大兴安岭北坡火后紫貂冬季生境适宜性与景观格局的恢复[J].动物学杂志，2006，41（1）：60-68.

[14]李月辉，胡志斌，冷文芳.大兴安岭呼中区紫貂生境格局变化及采伐的影响[J].生物多样性，2007，15（3）：232-242.

[15]徐纯柱，张洪海，马建章.紫貂线粒体基因组全序列结构及其进化[J].北京林大学学报，2010，32（1）：178-194.

Winter Habitat Evaluation of Sableinthe northern region of the Greater Hing＇an Mountains

LI Hai-jun et al
(Institute of Natural Resources and Ecology,HAS.National and Provincial Joint Engineering Laboratory of Wetlands and Ecological Conservation,Harbin 150040,China)

The distribution and habitat of sable in Heilongjiang ShuangheNationalNatureReservewereinvestigatedbythe sampleline From November 2013 to December 2015.Based on 3S technology and Maximum entropy model.The habitat of sable was evaluated in the study area,obtained the following results:The suitable habitat area is 26033hm2,and accounting for 29.3%of the total area.The unsuitable habitat area is 62816hm2，and accountingfor70.7%ofthetotalarea.Themainroads, settlements and altitude are the main influencing factorson the habitat quality of sable.

Sable;Habitat evaluation;Human disturbance

S865

A

李海军（1980-），男，黑龙江人，助理研究员，主要从事野生动物保护方面的研究。

（2016-08-10收稿刘晓佳编辑）

1003-7853（2016）05-0071-05

黑龙江省科学院青年创新基金资助项目