GIS技术在野生动物生境的研究应用

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1、GIS技术在野生动物生境的研究应用   GIS的特性及对野生动物生境研究产生的影响近年来,生物多样性的研究和保护已在多层次、多水平上展开,其中对野生动物生境的保护和研究是非常重要的一方面.生境(habitat)一词首先由美国的Grinnel于1917年提出,指的是生物的居住场所,即生物个体、种群或群落能在其中完成生命过程的空间.自然界的生物都有它特定的生活环境,都有各自要求的适宜的环境条件.由于生物种类繁多,生物和环境、生物和生物之间的关系错综复杂,因此,野生动物生境的保护涉及到许多与时间动态及空间格局相关的问

2、题.传统动物生态学和动物地理学的研究手段常为如何利用空间属性和时间坐标来收集信息的问题所困扰,而且在收集具有时空属性特征的数据以及在分析、解释和表达结果的手段和方法上都存在很大的局限性,很难适应野生动物生境研究的新形势,而GIS技术恰好能满足这些研究的需要.1GIS的特性和应用功能GIS是在计算机软件和硬件支持下，应用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。GIS管理的数据可以分为空间数据和属性数据。空间数据是用模拟与数字化的形式体现

3、的地图数据，主要是用来定义形状、位置和空间关系等地理特征。对这类数据的管理是GIS与其它数据系统的主要区别。属性数据主要用于定义空间数据所代表的内容，如植被类型、高度、所有权和单位面积产量等。GIS通过大量的专用函数综合分析这两组数据，以此来进行特定的操作，包括测量、坐标转换、对象生成和网络分析等等。另外GIS技术的一个基本要点在于它可以在二维或三维空间内将不同的地理对象相互之间进行拓扑连接。拓扑关系是精确定义空间关系的一个数学过程。建立拓扑关系的结果使得在GIS数据库中，可以分析的不仅仅是对象本身的地理位置和

4、数据属性，而且是它们之间的空间关系和连通性。因此，过去看上去不能经济有效地解决的问题变得可以解决，以前大多使用的是零或一维的一般模型，现在则可以使用带有特定数据的二维、三维模型来解决物种分布格局问题。总之，GIS技术的引入，使研究水平和规都有了较大的提高，为野生动物空间分布格局的研究提供了一个新的途径。本文简要介绍结合GIS技术研究动物空间分布格局的优势，以及GIS在动物生态学领域的应用现状和前景。2结合GIS技术研究动物空间分布格局的优势绘制动物空间分布图、确定物种丰富度以及预测动物分布区是研究动物空间分布格

5、局最基本的内容。而GIS最突出的功能之一是综合分析空间和属性数据，包括分类、提取、测量、图形处理、分层、叠加、地形分析、统计分析和决策支持等。它将现实世界转化为信息世界，在计算机支持下，实现对各种数据信息进行精确而快速的综合处理与分析。正是GIS的这些特性，使得GIS技术逐渐成为动物空间分布格局研究中最有力的现代技术。2．1基于GIS进行种群动态的空间分析GIS可以自动绘制动物的分布图和确定物种的丰富度。按采集记录动物的地理位置、生境、海拔高度、经纬度进行编码的GIS数据库管理系统可以对物种分布的数据随时进行提

6、取和修改，能及时体现物种分布的动态变化，并能迅速、准确地自动绘制出物种分布图，还可以任意叠加处理，迅速得到物种丰富度信息。显示物种分布图是种群空间分析中最常用的方法之一，也是最直观、最方便的方法。不同地区的种群之所以出现数量上的差异，在宏观的角度看首先是由于空间异质性，或者说是由于地理位置的差异，这是因为位置不仅仅表示具体的经纬度值，它还代表着不同地理区域的气候、植被类型、人为影响等综合的效果。而许多研究均需要对空间不同地区的某一变量进行比较，以确定种群在各个地区分布上的差异，并进而作为决策的依据。GIS能够对

7、采集记录的地理位置、植被类型、海拔高度等数据进行编码，迅速、准确地自动绘制出物种分布图，并将所得的结果以统计图、彩色地图等形式输出，因此种群在不同地区的数量差异能直观地展现在研究者眼前，如果将各年或同一年不同季度的分布图进行比较，则可以分析其种群分布的时间动态。应用GIS自动绘图来研究种群分布动态甚为普遍，如Smith等在马达加斯加西部狐猴区系调查的基础上用GIS获得物种的分布图，并通过叠加得到狐猴的物种丰富度；Hooker等应用GIS分析水深、温度以及时间等参数与鲸鱼分布的相关性，并获得了加拿大东部海岸鲸鱼的

8、分布和丰富度图，为更好地保护鲸鱼提供科学依据。很显然，GIS技术所获得的动物分布和丰富度图都只是作为进一步研究的基础。GIS可以较为准确地预测动物的空间分布格局。利用GIS独特的空间分析能力，能使预测动物分布和丰富度的过程变得客观、细致、迅速、准确。预测物种分布的基本过程是：首先，确定生境的特征因子与物种分布的关系，然后，在这些信息的基础上，利用数量化的动物与生境关系模型，建立物种与特