中国自然保护地空间重叠分析与保护地体系优化整合对策

自然保护地体系的构建是国际社会高度重视的生物多样性保护策略。近年来, 中国已关注到自然保护地空间重叠交叉的问题, 并出台了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》。为落实这一战略, 需要对现有保护地的彼此关系与空间分布进行系统研究。为此, 本研究收集了8,572个不同类型和级别自然保护地的坐标、生态系统类型、行政区域及边界等信息, 筛选出1,532个具有空间重叠、管理部门交叉的自然保护地, 计算地理集中指数并采用ArcGIS软件进行了核密度分析, 得出空间重叠保护地分布的生态地理区、生态系统类型、交叉管理部门、所在省份等空间分布特点。研究结果显示: (1)鲁中山区、太行山、大别山、天目山-怀玉山、皖江等生态功能区的自然保护地重叠最为严重(核密度Mean > 6, Max > 8), 其中太行山区、大别山区、天目山-怀玉山区为重叠保护地密度高的生物多样性优先保护区, 目前10个国家公园试点区域中仅大熊猫国家公园体制试点区、湖南南山国家公园体制试点区、钱江源国家公园体制试点区三处位于保护地重叠高密度区; (2)原主管部门中, 原国家林业局与住房和城乡建设部的交叉管理保护地数量最多, 为294个; (3)黑龙江、安徽、山东、河南、湖北、湖南等省范围内的自然保护地空间重叠状况明显高于其他省区, 而晋冀豫与皖鄂赣这两处三省交界处重叠程度更高, 其他多处三省交界区域也存在保护地的中度重叠。故上述生态地理区、原主管部门与行政区应作为中国自然保护地体系优先普查区域与优化整合重点对象。基于重叠保护地核密度热点区、生物多样性保护优先区与生态系统文化服务的分析框架, 本研究按照国家公园、自然保护区、自然公园三类, 对不同生态功能区自然保护地优化整合优先性与类型提出了初步建议, 以期为当前中国自然保护地体系改革的紧迫需求提供参考。     

基于东北虎潜在栖息地保护的自然保护地整合

东北虎(Panthera tigris altaica)是我国国家一级重点保护野生动物,现主要分布在张广才岭、老爷岭和完达山等地的几个自然保护区内。在这些自然保护区周边还分布有大量的森林公园、风景名胜区、湿地公园等不同类型的自然保护地,这些自然保护地在一定程度上也可为东北虎提供栖息场所,但管理目标、管理体制等原因造成了人为的范围隔离、空间重叠等各种乱象。为响应我国建立以国家公园为主体的自然保护地体系,为东北虎豹国家公园建设提供支撑,本文基于44个东北虎分布点信息和11个相关环境因子,利用MaxEnt模型对东北虎的潜在栖息地进行了预测。基于东北虎栖息地范围内的国家级自然保护区、国家森林公园,国家湿地公园等自然保护地与东北虎栖息地的适宜性等级分布格局,利用成本距离法对东北虎栖息地范围内的自然保护地进行了整合研究。结果发现:(1)东北虎在我国的潜在适宜分布区主要集中在穆棱市、珲春市、敦化市、宁安市、延吉市、海林市、东宁县、汪清县、饶河县、宝清县,共约10000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的1.5%;(2)东北虎潜在扩散区共约51000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的8%;(3)以成本距离图中等值线值为0.5作为边界,将30个自然保护区及周边47个其他类型的自然保护地划分为9个自然保护地群,总面积为77818.7 km2,以供未来东北虎的保护和自然保护地整合中参考。     

放牧对甘肃多儿保护区大熊猫小种群形成的驱动探讨

小种群是在自然因素或人为活动影响下,形成具有生存风险的隔离或异质种群,认识其形成原因并制定保护对策是开展救护行动的基础。野生大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)具有许多相互隔离的小种群,各小种群的生存状况决定该物种的整体保护成效。本文以甘肃多儿保护区大熊猫种群为例,在对保护区内大熊猫进行种群分布、空间利用、干扰状况调查的基础上,开展栖息地适宜性评价,分析了保护区大熊猫有效利用空间及其时空格局与环境容纳量。结果显示：(1)保护区适宜栖息地面积5 789.2 hm²,次适宜栖息地面积18 165.6 hm²,共占保护区总面积43.9%。优质栖息地主要分布在工布龙区域,该区域森林和生态系统保持原生状态,也是保护区大熊猫的主要分布区;(2)工布龙区域总面积9 949.7 hm²,其中适宜和次适宜栖息地共5 129.4 hm²,牧场是大熊猫栖息地的主要干扰因子,放牧干扰下工布龙区域适宜和次适宜栖息地面积共减少12.9%,破碎化水平加剧;(3)牧场与大熊猫栖息地镶嵌分布,导致适宜栖息地隔离,放...     

东北林业系统自然保护区、森林公园和湿地公园的空间重叠分析

我国自然保护地类型主要包括自然保护区、风景名胜区、森林公园、湿地公园、地质公园等,由不同管理机构主管的不同类型保护地在建立目的和管理方式上各有侧重,且存在比较突出的空间交叉重叠问题。本文选取东北地区林业系统保护地为主要研究对象,应用GIS的空间叠置分析技术,解析其空间分布及重叠区域。结果表明:东北地区林业系统自然保护区、森林公园和湿地公园3种保护地类型覆盖了86.24%的县域,只在黑龙江西部、吉林中西部、辽宁中部少量县域有保护地空缺;同时,自然保护区、森林公园和湿地公园之间两两重叠共有20处,重叠面积为34.5万hm~2,其中主要是自然保护区和森林公园之间的重叠,共有16处重叠,31.98万hm~2。空间重叠区域主要分布在大、小兴安岭和长白山系等自然资源丰富的地区。虽然在同一区域建立多个保护地目的是为发挥其多重功能,但由此带来的保护和管理问题十分严峻,应从确定重叠分布区域、建立统一的管理机制、明晰管理权限等多方面入手予以解决。     

北京市自然保护地空间分布格局与交叉重叠特征

自然保护地整合优化是建立以国家公园为主体的自然保护地体系的重要组成部分。自然保护地的空间分布格局和空间关系研究是保护地整合优化的重要基础,对于保护地整合优化工作具有重要意义。本文以北京市5种类型81处自然保护地为研究对象,采用地理集中指数、不平衡指数、最邻近点指数和核密度估计的方法对北京市自然保护地空间分布和重叠保护地特征进行定性和定量分析。结果表明:北京市自然保护地和重叠保护地均呈集中分布,重叠保护地的地理集中性更强、聚集程度更高;延庆区、房山区、门头沟区和密云区是保护地数量和出现交叉重叠现象最多的辖区,累计占比高达70%以上;在重叠保护地类型上,自然保护区与风景名胜区的重叠是最为普遍的重叠类型。本研究结果清晰地描述了北京自然保护地交叉重叠现状特征,可为北京市自然保护地整合优化提供科学参考。     

蜂桶寨自然保护区大熊猫生境适宜性评价与保护管理对策

对濒危野生动物而言,开展生境质量评价是完善就地保护措施、提高自然保护成效的基础。蜂桶寨自然保护区位于邛崃山系中段,是大熊猫模式标本的采集地。而此前有关该保护区大熊猫生境的研究主要集中在生境的选择上,生境适宜性评价方面的研究尚未开展。本文以海拔、坡度、植被类型、食物来源等4个生态因子为指标,通过构建景观连接度模型对保护区内大熊猫生境适宜性进行评价。结果表明,保护区内大熊猫不适宜生境面积、较适宜生境面积及最适宜生境面积分别为223.26、133.67和33.46 km2,分别占保护区总面积的57%、34%和9%。从空间分布来看,最适宜生境和较适宜生境在保护区内的分布较为破碎分散,大熊猫活动痕迹点更多地集中在生境适宜程度较高的区域。为加强该区大熊猫种群的科学保护,应控制敏感区域的人为活动,确保保护区内大熊猫个体在不同生境斑块之间迁移扩散。日常保护管理工作中应重点关注与黄水河自然保护区相连区域,并可适度扩大蜂桶寨自然保护区的管护范围。     

基于东北虎潜在栖息地保护的自然保护地整合

东北虎(Panthera tigris altaica)是我国国家一级重点保护野生动物,现主要分布在张广才岭、老爷岭和完达山等地的几个自然保护区内。在这些自然保护区周边还分布有大量的森林公园、风景名胜区、湿地公园等不同类型的自然保护地,这些自然保护地在一定程度上也可为东北虎提供栖息场所,但管理目标、管理体制等原因造成了人为的范围隔离、空间重叠等各种乱象。为响应我国建立以国家公园为主体的自然保护地体系,为东北虎豹国家公园建设提供支撑,本文基于44个东北虎分布点信息和11个相关环境因子,利用MaxEnt模型对东北虎的潜在栖息地进行了预测。基于东北虎栖息地范围内的国家级自然保护区、国家森林公园,国家湿地公园等自然保护地与东北虎栖息地的适宜性等级分布格局,利用成本距离法对东北虎栖息地范围内的自然保护地进行了整合研究。结果发现:(1)东北虎在我国的潜在适宜分布区主要集中在穆棱市、珲春市、敦化市、宁安市、延吉市、海林市、东宁县、汪清县、饶河县、宝清县,共约10000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的1.5%;(2)东北虎潜在扩散区共约51000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的8%;(3)以成本距离图中等值线值为0.5作为边界,将30个自然保护区及周边47个其他类型的自然保护地划分为9个自然保护地群,总面积为77818. 7 km2,以供未来东北虎的保护和自然保护地整合中参考。     

四川省大熊猫保护地生态安全及其时空演变

大熊猫是生态保护的旗舰物种,保护大熊猫及其栖息地具有重要的示范作用和科学价值。中国致力于建设以国家公园为主体的自然保护地体系,分析大熊猫保护地生态安全,为建立大熊猫国家公园提供理论依据,具有重要意义。以四川省为例,选取被划入或将来可能被划入大熊猫保护地的典型县域,构建大熊猫保护地生态安全评价指标体系,采用熵权法、层次分析法进行综合评价,并结合空间相关性分析,从时间和空间两个维度对大熊猫保护地生态安全状况进行时空动态分析。结果表明：（1）2003-2017年四川省大熊猫保护地生态安全综合指数呈波动性上升趋势,生态环境改善显著,但仍有部分县域出现不同程度的环境恶化现象。（2）各县域生态安全状况表现出较强的差异性,并且相邻县域生态安全指数存在显著的空间正相关性和空间集聚性。（3）大熊猫保护地生态安全与周边社会经济发展之间矛盾依然尖锐,相邻县域之间的经济发展和生态保护状况相互影响的作用明显,需联合治理,共同促进生态平衡,提高大熊猫及其栖息地保护效果。     

贵州省国家公园选址及其植物多样性保育研究

贵州省生态资源丰富,建立国家公园有利于集中规范化管理生态资源。为了分析贵州省国家级自然保护地的空间分布特征,筛选出优势景观资源聚集区作为国家公园候选区,该文借助ArcGis空间分析工具对现有的5类113处保护地进行空间分布特征分析,筛选出国家公园试点候选区并对其进行资源评价。结果表明:(1)贵州省国家级自然保护地总体呈凝聚型分布,重叠度高,将保护地聚集区作为景观优势聚集区划定了8个国家公园试点候选区。(2)通过对聚集区主要代表性资源分析和专家评分得出,分值排在前列的聚集区可以考虑作为国家公园试点区进行推荐,分值最高的赤水-习水区可优先选为国家公园试点区。(3)赤水-习水区资源的国家代表性、适宜性、国有性和社会可行性等,满足设立国家公园优先整合交叉重叠保护地的基本原则,其植物多样性保育价值重大。该研究结果为国家公园的选址提供了新的思路,并为以国家公园为主体的自然保护地体系建立以及国家公园植物多样性保育提供了参考依据。     

岷山山系南端大熊猫栖息地分布分析

基于大熊猫Ailuropoda melanoleuca野外分布数据及环境变量,利用MaxEnt模型对岷山山系南端的大熊猫适宜栖息地分布进行了预测及分析。结果显示:研究区域内有大熊猫适宜栖息地330.9 km~2,占研究区域内保护区总面积的23.2%;并且龙溪虹口-白水河-九顶山一线的大熊猫的栖息地存在一定的破碎化现象。建议继续加强对大熊猫栖息地的保护,减少人为干扰,促进大熊猫栖息地的恢复,增进各相邻保护区间的沟通交流、数据分享,更准确掌握、了解该区域大熊猫的动态。     

同域分布大熊猫和水鹿生境利用分异特征

野生动物的生境利用特征研究是动物生态学核心问题之一,同域分布动物对生境的利用特征及共存机制是其重要组成部分,也是实现珍稀濒危物种保护与栖息地恢复的基础。基于空间利用和生境因子选择差异研究了卧龙自然保护区同域分布大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)和水鹿(Rusa unicolor)的生境利用关系,探讨了同域分布野生动物在生境因子选择和空间利用的分异特征。结果表明:(1)空间利用上,大熊猫和水鹿的空间重叠系数为58.35%,其中,在原始林和次生林生境中的空间重叠系数分别为66.58%和36.64%,二者在原始林中的空间重叠较高;(2)生境因子选择上,大熊猫和水鹿对物理因子的选择有坡位、离小路距离和离水源距离3个变量有显著性差异,对生物因子的选择有乔木密度、灌木盖度、灌木密度、竹林盖度、幼竹密度、幼竹基径、幼竹高度、成竹高度和死竹密度9种变量有显著性差异;(3)大熊猫和水鹿都表现为更偏好原始林生境,但大熊猫对原始林的依赖性更强。分析同域分布动物的生境利用关系有利于深入了解不同动物对资源的空间利用特征及共存机制,可以为保护区制定珍稀野生动物保护和栖息地恢复政策提供科学依据。     

Impact of livestock grazing on biodiversity and giant panda habitat

Livestock grazing occurs in many protected areas for wildlife and has become a threat to wildlife worldwide. Livestock grazing within protected areas causes negative effects to rare wildlife (e.g., giant panda [Ailuropoda melanoleuca]) and their habitat. We used the 2,000-km² Wolong National Nature Reserve, Sichuan Province, southwestern China, to document the effects of livestock on the giant panda and its habitat. We monitored arrow bamboo (Bashania fangiana), wildlife sign (i.e., feces and tracks), and characteristics of plant communities in intact habitat (IH; limited livestock grazing) and disturbed habitat (DH; with grazing disturbance) to assess the effects of livestock grazing and the responses of giant pandas and sympatric species across spatial and temporal scales. Bamboo coverage and the height and basal diameter of bamboo in IH were greater than those in DH, whereas the number of herbaceous species and herbaceous coverage in IH were lower than those in DH. Wildlife signs in IH were greater than those in DH; specifically, giant panda and red panda (Ailurus fulgens) signs were greater, whereas signs of sambar (Rusa unicolor) and tufted deer (Elaphodus cephalophus) in IH were similar to those in DH. Livestock grazing reduced bamboo, which may threaten the long-term survival of the giant panda. Our results have implications for understanding and management of livestock grazing in the Wolong National Nature Reserve and elsewhere. © 2019 The Wildlife Society.     

圈养大熊猫野化培训期的生境选择特征

大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是我国特有的珍稀物种,也是世界上最濒危的野生动物之一。为了将人工繁育的部分大熊猫个体重引入其历史分布区或复壮野生种群,中国保护大熊猫研究中心从2003年开始进行圈养大熊猫的野外放归工作,通过野化培训以提高圈养大熊猫适应和选择野外环境的能力。对野化培训大熊猫"淘淘"的生境选择研究表明:该野化培训大熊猫幼仔经常活动于新笋密度较大的区域[生境与对照:(2.68±1.14)对(1.58±0.66)],却避开成竹密度过大[(9.91±2.51)对(12.18±4.68)]、竹子较高[(4.57±1.09) m对(4.98±0.66) m]以及枯死竹过多[(2.52±0.86)对(3.39±1.33)]的区域;喜欢活动于离水源[(1.59±0.67)对(2.19±0.87)]和隐蔽场所较近[(5.37±2.14) m对(8.35±7.76)m],以及距离乔木较远[(3.09±0.69) m对(2.70±0.42) m]和郁闭度较低[(1.85±0.57)对(2.10±0.47)]的区域(P < 0.05),新笋密度大小是该栖息地在整个野化培训期间是否被利用的最重要因素。该野化培训大熊猫幼仔保持着与带仔母兽相近的生境选择特征,对竹子环境的选择也与卧龙野生大熊猫相似,野化培训对该大熊猫幼仔产生了积极的作用。野化培训大熊猫幼仔形成的家域和核域面积分别为9.21 hm² 和1.93 hm²,占野化培训圈面积的51.95%和10.89%,其中家域面积仅有卧龙野生大熊猫的1.4%-2.4%,所以在以后的野化培训过程中需要采取增加野化培训圈中环境丰富度等方式,促进野化培训大熊猫形成较大的家域面积。     

Habitat Assessment for Giant Pandas in the Qinling Mountain Region of China

ABSTRACT Because habitat loss and fragmentation threaten giant pandas (Ailuropoda melanoleuca), habitat protection and restoration are important conservation measures for this endangered species. However, distribution and value of potential habitat to giant pandas on a regional scale are not fully known. Therefore, we identified and ranked giant panda habitat in Foping Nature Reserve, Guanyinshan Nature Reserve, and adjacent areas in the Qinling Mountains of China. We used Mahalanobis distance and 11 digital habitat layers to develop a multivariate habitat signature associated with 247 surveyed giant panda locations, which we then applied to the study region. We identified approximately 128 km²of giant panda habitat in Foping Nature Reserve (43.6% of the reserve) and 49 km²in Guanyinshan Nature Reserve (33.6% of the reserve). We defined core habitat areas by incorporating a minimum patch-size criterion (5.5 km²) based on home-range size. Percentage of core habitat area was higher in Foping Nature Reserve (41.8% of the reserve) than Guanyinshan Nature Reserve (26.3% of the reserve). Within the larger analysis region, Foping Nature Reserve contained 32.7% of all core habitat areas we identified, indicating regional importance of the reserve. We observed a negative relationship between distribution of core areas and presence of roads and small villages. Protection of giant panda habitat at lower elevations and improvement of habitat linkages among core habitat areas are important in a regional approach to giant panda conservation.     

Population genetics reveals high connectivity of giant panda populations across human disturbance features in key nature reserve

The giant panda is an example of a species that has faced extensive historical habitat fragmentation, and anthropogenic disturbance and is assumed to be isolated in numerous subpopulations with limited gene flow between them. To investigate the population size, health, and connectivity of pandas in a key habitat area, we noninvasively collected a total of 539 fresh wild giant panda fecal samples for DNA extraction within Wolong Nature Reserve, Sichuan, China. Seven validated tetra‐microsatellite markers were used to analyze each sample, and a total of 142 unique genotypes were identified. Nonspatial and spatial capture–recapture models estimated the population size of the reserve at 164 and 137 individuals (95% confidence intervals 153–175 and 115–163), respectively. Relatively high levels of genetic variation and low levels of inbreeding were estimated, indicating adequate genetic diversity. Surprisingly, no significant genetic boundaries were found within the population despite the national road G350 that bisects the reserve, which is also bordered with patches of development and agricultural land. We attribute this to high rates of migration, with four giant panda road‐crossing events confirmed within a year based on repeated captures of individuals. This likely means that giant panda populations within mountain ranges are better connected than previously thought. Increased development and tourism traffic in the area and throughout the current panda distribution pose a threat of increasing population isolation, however. Maintaining and restoring adequate habitat corridors for dispersal is thus a vital step for preserving the levels of gene flow seen in our analysis and the continued conservation of the giant panda meta‐population in both Wolong and throughout their current range.     

大熊猫粪便乳酸菌的分离鉴定

大熊猫作为国家保护动物,其健康问题备受瞩目。为了维护大熊猫的肠道健康,本研究从大熊猫肠道内分离出适宜于大熊猫肠道环境的乳酸菌菌株,有望将其制成熊猫肠道微生物制剂,从而改善大熊猫肠道菌群环境。从雅安市宝兴县蜂桶寨自然保护区选取圈养与野生大熊猫的粪便,通过体外培养分离出9个菌株。分离菌株经过革兰氏染色镜检、过氧化氢产气、菌落形态观察等方法与技术初步鉴定为乳酸菌。对这9株乳酸菌进行耐酸试验、耐胆盐试验、抑菌能力试验和产酸能力等测试,筛选出了3个适应性较强,有望制成调节大熊猫肠道内环境平衡作用的微生态菌剂的菌株。16S rRNA基因序列分析表明:分离菌株J1、J2和J4分别为融合魏斯氏菌（Weissella confusa）,海氏肠球菌（Enterococcus heynei）和非解乳糖链球菌（Streptococcus alactolyticus）,有望被应用于大熊猫肠道微生态制剂的研究。     

甘肃白水江国家级自然保护区林缘社区饲养犬只对大熊猫时空节律的影响

人类对于野生动物的影响复杂多样, 其中家养动物所产生的干扰往往被忽视, 例如保护区林缘社区饲养的家犬。半散放的家犬(Canis familiaris)进入野生动物栖息地, 对保护区内以大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)为代表的野生动物可能产生重要影响。为明确家犬进入林区活动范围对大熊猫的影响, 本研究采用红外相机技术和GPS项圈无线追踪技术对甘肃白水江国家级自然保护区内家犬对大熊猫潜在栖息地范围和时间节律的影响进行研究, 利用MaxEnt模型对家犬活动范围及大熊猫潜在栖息地进行预测。结果表明: 甘肃白水江国家级自然保护区内大熊猫潜在栖息地面积为885.8 km², 约占保护区总面积的48.2%; 家犬活动面积为861.2 km², 约占保护区总面积的47.6%。家犬活动范围与大熊猫潜在栖息地重叠的面积约占保护区面积的28.2%, 且多集中在低海拔的常绿阔叶林。大熊猫在有家犬出现的位点和没有家犬出现的位点日活动节律具有显著差异。本研究揭示了家犬进入林区对大熊猫栖息地潜在影响的空间范围, 为保护区开展生物多样性管理提供了关键信息, 对于其他保护区具有借鉴意义。     

大熊猫的生境选择特征

基于王朗国家级自然保护区1997—2009年的连续监测数据,利用分布频率法和Bai-ley法,从地形因子、森林群落结构和主食竹3个方面研究了大熊猫的生境选择特征.结果表明:王朗国家级自然保护区的大熊猫对生境具有明显的选择性.在地形上,多选择海拔在2500～3000 m的山体脊部、上部和中部的均匀坡和凸坡,坡向西南,坡度在6°～30°,与水源距离>300 m的环境;森林群落结构上,多选择起源为次生林、针阔混交林,微生境为竹林的生境,乔木平均高度在20～29 m,灌木盖度在0～24%;主食竹多选择平均高度在2～5 m,竹丛盖度>50%,混生,生长状况良好的缺苞箭竹.     

大熊猫的生境选择特征

基于王朗国家级自然保护区1997—2009年的连续监测数据,利用分布频率法和Bailey法,从地形因子、森林群落结构和主食竹3个方面研究了大熊猫的生境选择特征.结果表明：王朗国家级自然保护区的大熊猫对生境具有明显的选择性.在地形上,多选择海拔在2500～3000 m的山体脊部、上部和中部的均匀坡和凸坡,坡向西南,坡度在6°～30 °,与水源距离＞300 m的环境;森林群落结构上,多选择起源为次生林、针阔混交林,微生境为竹林的生境,乔木平均高度在20～29 m,灌木盖度在0～24%;主食竹多选择平均高度在2～5 m,竹丛盖度＞50%,混生,生长状况良好的缺苞箭竹.