基于Maxent模型的典型湿地城市水鸟多样性热点时空变化研究开题报告

 2023-10-25 10:58:43

1. 研究目的与意义

湿地作为水陆生态的过渡地带,拥有特殊的生态景观,野生动植物资源丰富。同时,湿地作为生产力最高的生态系统之一,具有强大的生态净化和碳汇功能,对国家生态安全、生物多样性及可持续发展具有重要意义。由于人们早期对湿地的认识并不全面,湿地破坏严重,尤其是在亚洲地区。中国的湿地情况同样不理想。根据第二次全国湿地资源调查结果显示,全国湿地总面积5360.26万公顷,湿地面积占国土面积的比率(即湿地率)为5.58%,2009至2013年间,湿地面积减少了339.63万公顷,减少率为8.82%,其中,自然湿地面积4667.47万公顷,占全国湿地总面积的87.08%。在习近平总书记生态文明思想的指导推动下,中国湿地保护和履约工作取得了极大进展。2022年,中国湿地面积5635万公顷,居亚洲第一位、世界第四位,近10年新增和修复湿地80多万公顷,现有国际重要湿地64处、国家重要湿地29处、国际湿地城市13个,获得认证的国际湿地城市数量居世界第一。当前,人类活动主导的全球气候变化加速了全球水文循环,对水安全产生负面影响。人类活动及其主导的全球气候变化直接或间接地扰乱了湿地生态系统整体功能,极有可能造成湿地萎缩和破碎化,甚至退化。湿地生态仍然受到气候变化和人类活动的双重威胁,其保护和维护任重而道远。研究引入生态环境大数据,并结合鸟类现场调查数据,进行苏州鸟类多样性时空变化模型的研究,为开展湿地保护修复、鸟类资源管理、湿地生态系统分析和生态恢复效果评估提供理论依据,也为苏州社会经济可持续性发展提供方法借鉴。

2. 研究内容和预期目标

在湿地大保护背景下,我国湿地修复态势向好,但湿地生态系统仍持续面临着气候变化和人类活动的双重威胁。水鸟在湿地生态系统中具有重要的指示作用,其多样性监测有益于开展湿地保护工作。选取3个具有代表性的我国沿海国际湿地城市作为研究区域,以辽宁省盘锦市、山东省东营市和江苏省盐城市为研究区,使用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)气候模式下四种共享社会经济路径(SSPs)对应的未来21世纪中期和21世纪末期的环境数据,基于最大熵模型模拟分析3个典型湿地城市的水鸟多样性热点空间分布格局及时空变化,并进行对比分析。

研究主要内容包括: 1、指标的选取及优化 2、最大熵模型的优化与应用 3、鸟类多样性热点时空变化分析和制图 4、湿地城市水鸟分布的对比与分析

预期目标:1、成功构建高精度的湿地鸟类当前气候和未来气候的分布结果 2、阐明不同城市鸟类分布的原因 3、探究适宜水鸟分布的气候模式

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3. 研究的方法与步骤

研究选取3个具有代表性的我国沿海国际湿地城市作为研究区域,分别是辽宁省盘锦市、山东省东营市和江苏省盐城市。以水鸟为研究对象,采用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)气候模式下四种共享社会经济路径(SSPs)对应的未来21世纪中期和21世纪末期的环境数据,并基于最大熵模型(MaxEnt),结合ENMTool、SDMTool、ArcGIS和R等工具对当前和未来气候变化下3种典型湿地城市的水鸟多样性热点的潜在分布进行模拟预测和对比分析评估。

步骤:(1)获取3市的鸟类数据、worldclim的生物气候环境因子和相关地形及水文因子(2)数据预处理(3)利用R语言调参建模(4)整理并分析Maxent的最佳结果(5)3市结果对比

4. 参考文献

[1]李晖,刘彦,黄伊琳,汪俊志,高伟.基于Maxent模型的深圳湾鸟类热点生境判别及修复研究[J].中国园林,2022,38(12):14-19.DOI:10.19775/j.cla.2022.12.0014.
[2]刘俊男,陈航,高凯.基于城市生物多样性保护的环滇池鸟类生境识别与网络构建[J].中国园林,2022,38(10):32-37.DOI:10.19775/j.cla.2022.10.0032.
[3]陈大安,潘玉莲,吴雪飞.基于MaxEnt模型的武汉市鸟类生境识别与特征[J].中国城市林业,2021,19(05):60-65.
[4]马星,王浩,余蔚,杜勇,梁健超,胡慧建,邱胜荣,刘璐.基于MaxEnt模型分析广东省鸟类多样性热点分布及保护空缺[J].生物多样性,2021,29(08):1097-1107.
[5]罗绮琪. 基于Maxent模型的珠三角地区水鸟多样性空间分布格局研究[D].华南农业大学,2020.DOI:10.27152/d.cnki.ghanu.2020.001014.
[6]林源. 基于MaxEnt模型的白眉山鹧鸪(Arborophila gingica)生境适宜性评价[D].广西大学,2018.
[7]林源,徐雪怡,伊剑锋,陆舟.基于MaxEnt模型的广西黑颈长尾雉潜在栖息地预测与保护空缺分析[J].四川动物,2017,36(03):328-333.
[8]李一琳. 基于GIS和MaxEnt技术的褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)历史分布区变化及保护区GAP分析的研究[D].北京林业大学,2016.DOI:10.26949/d.cnki.gblyu.2016.000028.
[9]周海涛. 基于MAXENT模型的扎龙湿地丹顶鹤栖息地适宜性评价[D].哈尔滨师范大学,2016.

[10]段胜武. 基于Maxent模型的栗斑腹鹀分布研究及预估[D].东北师范大学,2015.

[11]袁玉洁,邹曦,史方,高翔,胡莲,张志永.气候变化情景下洞庭湖流域鸟类栖息地适宜性分布研究[J].水生态学杂志,2022,43(04):56-62.DOI:10.15928/j.1674-3075.202107080236.

[12]杨子文,韩姝伊,李壹,王嘉敏,何宏轩.气候变化对雪豹全球潜在适生区分布的影响与评估[J].生态学报,2023,43(04):1412-1425.

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5. 计划与进度安排

(1)2024.2.20-2024.2.28:接受任务,了解指导教师对论文的要求和工作内容
(2)2024.3.1-2024.3.10:阅读指导教师规定的文献,通过网络、期刊、专业书籍等进行相关背景资料了解,撰写开题报告。


(3)2024.3.11-2024.3.31:搜集相关资料;阅读并翻译英文文献为中文
(4)2024.4.1-2024.4.15:毕业设计内容的初步设计
(5)2024.4.16-2024.4.30:完成毕业论文初稿
(6)2024.5.1-2024.5.30:完成实际应用,完善实验系统,修改毕业论文
(7)2024.6.1-2024.6.5: 毕业论文修改,并完成毕业论文最终稿
(8)2024.6.6-2024.6.10: 毕业论文答辩准备及答辩

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