大熊猫是中国的符号,濒危物种,世界级保护动物,备受世界科研关注。四川省大熊猫占世界野生大熊猫数量的七成以上,而平武县更被誉为天下大熊猫第一县。本文研究核心区小河沟自然保护区位于平武县境内,西临松潘黄龙国家级自然保护区和松潘龙滴水县级自然保护区,北接平武王朗国家级自然保护区,西南面为平武雪宝顶国家级自然保护区。这些保护区和小河沟自然保护区均以大熊猫及其生态系统为主要保护及研究对象,构成了岷山山系保护大熊猫的完整系统。同时,该区域具有代表性的生物群落类型以及极为重要的地理位置,是连接岷山大熊猫A、B种群的主要过渡地带,属全球生物多样性核心地区之一的喜马拉雅——横断山区。该保护区保持了典型的自然生态系统,是全球同纬度生态系统保存最完整的地区,在全球范围内都具有突出的代表性和典型性。根据官方公布数据,小河沟自然保护区共有大熊猫49只,保护区面积282km2。据以往研究成果,单只大熊猫领地范围约为7 km2,除去保护区内大片的灌丛和草地、流石滩稀疏植被等不适宜大熊猫长期生存的区域,目前的小河沟自然保护区内大熊猫已经出现饱和及轻微过载现象(4.77km2/只)。因此,如何合理有效的扩建保护区已成为当前亟待解决的科学问题。本文以生态学、地理学和遥感光谱学等多学科知识为支撑,利用―3S‖技术手段,系统研究分析了种群数量增长条件下保护区的扩建,建立了单体(小河沟)大熊猫自然保护区扩建预测方法模型以及大熊猫自然保护区遥感信息提取模型。完成了平武县小河沟自然保护区潜在栖息地的判别与预测,圈定了小河沟自然保护区扩建范围,形成了大熊猫自然保护区扩建预测方法体系。通过研究,得出主要结论如下:(1)保护区内大熊猫生境利用率最高的栖息地类型为针阔混交林和针叶林,其中作为大熊猫主要栖息生境的针叶林在1994-1998年5年间减少13.0581km2,年均退化率为2.61162 km2/年;在1999-2014年15年间,恢复了5.9382 km2,年均恢复速率为0.39588 km2/年。说明1998年以前森林破坏明显,而1999年后实施的天保工程对森林恢复十分有效。按照当前的自然恢复速率,林分类型如果要恢复到1994年的面积水平,恢复时限约为18年。(2)通过平武县大熊猫栖息地空间生态位模型、遥感反演(主环境)生态位模型、土壤生态位模型和地球化学(重金属)干扰生态位模型的分析:1)从空间生态位模型来看,小河沟自然保护区大熊猫倾向于选择北、东北、东、东南以及朝南的方向;而对西南、西北、西方向的选择倾向性较差;该区域适宜大熊猫生存的栖息地最大坡度值为37°,本地区大熊猫集中生存的海拔高度范围为2300m到3300m,并倾向于选择太阳辐照度高于1.6×106 WH/m2的地区。2)从遥感反演(主环境)生态位模型来看,保护区内大熊猫对反演湿度需求为80%左右(春夏季),这与大熊猫生物学相对湿度需求基本一致。秋冬季对湿度的需求略低,全年的湿度需求为40%-80%;保护区内大熊猫对年降水需求量为920mm左右。自然保护区内大熊猫对温度适宜性需求从高到低依次为夏季、秋季、春季、冬季。自然保护区内的最佳郁闭度值为60%左右,和前人研究基本一致。3)从土壤生态位模型分析来看,土壤主要是通过主食竹的生长状态来影响大熊猫分布,该区域大熊猫分布频率最高的栖息地土壤类型为暗棕壤、棕壤两种土壤。当栖息地土壤中粗砂含量为8%时,最适宜大熊猫生存;当栖息地土壤中粗砂含量达到30%时,不适宜熊猫生存。栖息地细砂含量为12%时,适宜大熊猫生存;细砂含量达到46%时,土壤环境不适宜熊猫生存。粉砂值为37%时,适宜大熊猫生存;粉砂值超过54%时,变为不适宜大熊猫生存;栖息地土壤中钾元素含量3.2%时最为适宜,氮含量为0.43%时,最有利于大熊猫生存;栖息地土壤中磷含量的最佳值为0.08%;区域土壤中有机质含量为11%时最有利于大熊猫生存。4)从重金属生态位模型分析来看:铬对大熊猫生境影响最大。生境内大熊猫栖息地土壤中铬最大承受值为70×10-6mg/kg,栖息地土壤中汞最大承受值为462.8×10-9 mg/kg,栖息地土壤中铅的最大承受值为37.94×10-6mg/kg。上述三种重金属元素含量值超过标定值后,区内大熊猫偶遇率下降为0。(3)通过模糊叠加法,把主要影响因素的环境适宜度模型结果和土壤因素适宜度模型结果相叠加,综合考虑空间生态位模型结果、重金属生态位模型结果、水源距离、地质灾害易发区(点)、农用地干扰等因素,得出最终的小河沟自然保护区扩建范围,约为575 km2。扩建部分主要从保护区东部向白马藏族乡内九环线方向扩展,其它方向和保护区相邻区域也存在少量扩建区。研究得到的扩建区域既可以满足区内大熊猫种群的繁衍生息,也尽量避免了干扰当地经济发展。