海南岛极小种群野生植物种群重建区的SVM预测和等级划分

【摘要】极小种群野生植物是根据2011年中国林业局出台的《中国极小种群野生植物拯救保护工程规划》规定的一类极度濒危的野生植物,其中海南有分布记录的物种有24个。为了了解这些物种的野外分布现状,尽快对其实施有效的保护。本实验针对这些极小种群在海南岛范围内实施了野外实地调查,根据调查结果总结其野外分布现状和特征；首次提出了运用支持向量机(SVM)模型系统的预测其种群重建区的方法,改善了前人基于经验选择的方法；然后基于SVM模型预测结果,通过GIS系统进一步对海南极小种群野生植物种群重建区进行了连接度评估和种群重建区的优化；最后借助海南岛不同人为干扰程度森林类型分布图,按照种群重建工作难度的大小对种群重建区进行了相应的等级划分。实验主要研究结论如下：结论1：海南岛有文献记录的24种极小种群野生植物中,海南石豆兰、海南大苞兰、海南鹤顶兰和扣树4种野外调查未发现的物种在野外是否已经灭绝,还要进一步调查才能下结论；调查发现的20种极小种群野生植物因为过度的人为开发和利用,大部分集中分布于海南岛天然林地区的路边、林缘和旅游栈道边等人为活动强烈的非保护区,濒危趋势严重,急需有效的人为保护。结论2：特殊生境的红树林植物除外,有效坐标分布点大于等于2个的极小种群野生植物即可使用SVM模型预测该物种在海南岛的种群重建区。要实现对红树林植物种群重建区的预测还需要在建模数据中引入土地类型数据。借助于免费对外共享的Worldclim数据库,该模型十分容易应用于其它极小种群野生植物和珍惜濒危植物种群重建区的预测。结论3：对14种极小种群野生植物的种群重建区连接度进行评价,其连接程度从低到高依次为：蕉木、观光木、芳香白点兰、五唇兰、美花兰、海南风吹楠、牛角兰、坡垒、海南假韶子、华石斛、海南毛兰、昌江石斛、象牙白、海南石斛。结论4：海南岛极小种群野生植物种群重建区的优化结果表明：海南极小种群野生植物主要集中分布在海南岛中部和中部偏南人为干扰较少、生境保护较好的山区。极小种群野生植物潜在分布的种数与原始林面积表现出一定的正相关关系,但原始林地区不适合作为种群重建的主要地区,种群重建的主要地区应该是次生林地区、灌木林和疏林地区。结论5：按照种群重建难度的大小将种群重建区划分为3个等级区域,Ⅰ级区域为无人为干扰的原始林地区,种群重建难度最小,为避免对原始林造成二次破坏而不建议将此区域作为种群重建区的主要区域；Ⅱ级区域为有人干扰的次生林、灌木林和疏林地区,种群重建难度居中,建议将此区域作为种群重建的主要区域；Ⅲ级区域为人为干扰严重的人工林和其他地区,种群重建难度最大,建议此处的种群重建工作以生境的恢复与治理为主,种群重建为辅。结论6：种群重建区的SVM预测弥补了种群重建区选择方法上的盲区,使种群重建区的筛选方法更为系统化和理论化。结合种群重建区的连接度评价、种群重建区优化分析和种群重建区的等级划分为极小种群野生植物及其它濒危植物种群重建的前期工作提供了一个完整的案例,使种群重建的技术路线更加完善。
【作者】杨琦；
【导师】杨好伟；杨小波；
【作者基本信息】海南大学，植物学，2014，硕士
【关键词】极小种群野生植物；种群重建区；支持向量机；预测；等级划分；

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