基于生态系统服务的海南岛自然保护区体系规划

随着我国生物多样性保护与生态建设的发展,区域尺度自然保护区体系规划得到广泛的关注.以海南岛为例,探索了利用生态系统服务空间格局进行区域自然保护区规划的方法.研究中,首先从生物多样性分布、水源涵养、水资源保护、土壤保持和海岸带防护等5个方面分析了海南岛生态系统服务的空间格局,综合评价单元生态系统重要性;然后基于生态系统服务综合评价结果,并根据海南省保护自然过程与生物多样性并重的要求,识别出生态重要性高但无保护区或保护面积不足的空间单元,提出海南岛自然保护区体系规划.根据本规划,海南岛将共建成规范完善的自然保护区42个,总面积290.14万hm2.其中,陆地自然保护区面积41.26万hm2,占海南岛陆地总面积的11.79％.新建保护区4个(面积8.80万hm2),调整保护区4个(扩大面积8.01万公顷),优化整合原有保护区中的17个为6个,升级保护区4个.结果表明,基于生态系统服务的自然保护区体系规划有助于发挥自然保护区的综合效益,并具有更强的可操作性.将生态系统服务纳入自然保护区体系规划应是今后的发展方向.     

自然保护区空间特征和地块最优化选择方法

自然保护区是保护物种和生态系统的有效方式,用于建立自然保护区的资源却是稀缺的,这就提出这样的问题：1)自然保护区在空间上应具有什么特征才是有效的;2)如何从许多备选地块中选择一部分组成自然保护区对稀缺资源进行最优化分配。为促进物种生存繁衍,在地块选择时应考虑保护区空间特征。这篇文章综述了该领域最近的研究进展,重点介绍了结合各种空间特征的保护区地块最优化选择模型。介绍了4个主要的空间特征：1)连续,2)间隔和距离,3)边界和集约,4)面积以及核心区和缓冲区。以前用启发式算法求解这些问题,但研究已显示该法不能保证资源的最优化分配。空间特征也可用线性整数规划模拟,用最优化软件求得最优解。目前的线性整数规划模型和软件还不能有效解决大型的保护区地块选择问题,计算效率易成为实际应用的瓶颈。文章概括了我国目前自然保护区设计领域的研究状况和面临的问题,最后讨论了该领域新的研究方向。     

基于物种分布的森林生态系统类型自然保护区功能区划评价——以河南连康山国家级自然保护区为例

森林生态系统类型自然保护区是我国最主要的自然保护区类型,该类型自然保护区通常具有复杂多样的保护对象,因此对其进行功能区划需全面考虑各种保护对象的需求。评价森林生态系统类型的自然保护区功能区划有利于提高自然保护区的保护有效性。以属于森林生态系统类型自然保护区的河南连康山国家级自然保护区功能区划为研究对象,于2016年12月至2018年12月在该自然保护区内进行样线和红外相机调查,获取白冠长尾雉及与白冠长尾雉存在种间相互作用物种的分布点数据,结合收集的环境数据,采用MaxEnt模型对白冠长尾雉（Syrmaticus reevesii）和与白冠长尾雉存在种间相互作用物种的分布进行预测,进而分析物种与该自然保护区功能区划的空间关系,及自然保护区内野生动物分布与人为干扰强度的空间关系,评估连康山国家级自然保护区现有功能区划对白冠长尾雉和与白冠长尾雉存在种间相互作用物种的保护有效性。结果表明,保护区内高保护价值区域面积为33.84 km²,核心区、缓冲区和实验区内高保护价值区域面积分别占保护区总面积的18.96%、3.84%和9.19%,自然保护区内高保护价值区域面积比例偏低。保护区现有功能区划并不能充分满足保护白冠长尾雉栖息地的需要,且核心区、缓冲区和实验区面临不同程度的人为干扰的影响,这对保护区内重点保护对象的生存产生潜在威胁。因此,结合保护区内保护价值与人为干扰分布现状,针对白冠长尾雉及相关物种的受胁情况提出两种不同的保护区功能区划优化方案,在不降低连康山国家级自然保护区面积的前提下,提高核心保护区白冠长尾雉及相关物种适宜栖息地面积的比例,同时降低保护区内人为干扰强度。本研究可为该保护区保护白冠长尾雉提供决策依据,并为其他以野生动物为保护目标的保护区功能区划优化提供指导方法。     

厦门市重点保护植物空间优先保护格局研究

生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义。以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级。根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17%区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8%区域划为一级保护区,保护等级在8%-17%范围内的区域划为二级保护区。利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域。将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护。为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系。     

重庆澎溪河湿地自然保护区生物多样性空间格局及热点区

生物多样性空间格局和热点区域的分析与探测是进行生物多样性保护规划和科学管理的有效途径。以重庆澎溪河湿地自然保护区为例,基于实地综合调查、历史资料、文献信息,利用生境质量指数、物种多样性和景观多样性评价指标,构建生物多样性综合指数。结合空间自相关分析,揭示保护区生物多样性空间分布格局及其空间自相关程度,并识别生物多样性热点区,探讨现有保护区对热点区域的保护有效性。结果表明: 保护区生物多样性空间格局呈现出随距河流及两岸消落带距离的增加而减少的趋势,生物多样性指数高值区主要集中在澎溪河、普里河、白夹溪及其沿岸地区。生物多样性在空间分布上具有显著的正相关性,局部空间自相关以高-高聚集和低-低聚集类型为主。生物多样性热点区域面积为457 hm²,占保护区总面积的11.1%。现有保护区核心区涵盖了51%的热点区域和50%的次热点区域,保护区结构和功能区布局有待进一步优化调整,建议将普里河段龙王堂区域,白夹溪小垭口、邓家湾、洞子岩、龙王塘、旧屋咀、铧头咀、新铺子与龙家院子等热点区域纳入核心区,将冷点区域划到核心区之外,完善保护区功能区划。研究结果可为保护区范围及功能区优化和管控、合理推进“三区变两区”调整提供定量的基础资料,对于提高物种保护效率、制定科学的保护策略具有指导意义。     

基于ZONATION的岷山山系多物种保护规划

空间布局不尽合理是我国的自然保护区发展面临的问题之一,优化现有的自然保护区体系是在资源有限的情况下实现自然保护区的保护效益最大化的最佳途径。以岷山地区为主要研究区域,以25种珍稀濒危物种为主要研究对象,通过MAXENT与ZONATION模型模拟,鉴别出岷山地区珍稀濒危物种保护优先区,并提出了自然保护区空间选址的优化方案。研究结果表明,(1)在物种出现点记录较少的情况下,MAXENT模型依然能够比较准确地预测出物种的分布状况;(2)目前建立的保护区对25个物种的平均保护比例为51.8%;(3)通过ZONATION鉴定的优先区总面积为19958.7 km~2,岷山地区现有的29个自然保护区只保护了目标优先区的47.1%,九寨沟中部与南部,平武北部,平武与北川的交界处,北川西北部等地都存在保护空缺。建议在保护空缺的6个地方新建或扩建自然保护区,并在规划时考虑这些区域内部的优先次序。新提出的保护体系能将物种栖息地的保护比例提高至77.9%。研究结果对于岷山及全国其他生物多样性保护关键地区保护体系的规划都具有重要的借鉴意义。     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

基于倾向评分配比法评估苍山自然保护区的森林保护成效

对自然保护区的定期评估有助于提升其管理和保护水平。本研究以苍山自然保护区所在的大理市、洱源县、漾濞县3个市/县作为子研究区域,构建了基于倾向评分配比(propensity score matching)和配对t检验(paired-samples t-test)的保护成效评估技术方案。选取海拔、坡度、与最近居民点的距离、与最近道路的距离4个因子作为环境变量,通过对每个县单独进行分析,分别对比了自然保护区晋升国家级时(1995年)与20年后(2015年)其森林覆盖面积的变化,以此来评估苍山自然保护区的森林保护成效,并对各环境变量与森林覆盖变化值的关系进行了偏相关分析(partial correlation analysis)。结果表明:大理市境内苍山自然保护区内的森林覆盖变化值显著高于保护区外部,且该区段的森林覆盖率最高。洱源县境内苍山自然保护区内、外的森林覆盖变化率均高于其他2个市/县,且保护区内、外森林覆盖变化值差异不显著。漾濞县境内苍山自然保护区内、外森林覆盖变化率最低,但其保护区外0–10km区域的森林覆盖变化值显著高于10 km以外区域,保护区的存在对其周边0–10 km区域产生了正面的溢出效应(neighborhood leakage)。海拔、坡度、与最近居民点的距离、与最近道路的距离4个协变量在3个市/县的不同研究区段内均与森林覆盖变化值呈现出了不同程度的相关性。本研究所采用的倾向评分配比法和按照行政区划对自然保护区分区进行评估的方法,为自然保护区整体保护成效的评价提供了新的技术思路。     

华北地区国家级自然保护区对药用维管植物的保护状况

开展已有就地保护体系对生物多样性的保护现状评估有利于科学指导下一步保护规划工作.本研究收集华北地区46个国家级自然保护区的科学考察报告、多样性研究报告及其他相关文献资料,整理构建了华北地区药用维管植物保护名录数据库,并利用此数据库分析了该地区药用维管植物的就地保护状况.结果发现:华北地区国家级自然保护区不同程度保护了2 364种药用维管植物,隶属于165科800属;其中,1710个物种(占总数的72.34％)受保护程度一般,分布的保护区数量少于10个,仅62个物种(占总数的2.62％)受到有效保护,分布的保护区数量大于30个;不同保护类型的保护区对药用维管植物所发挥的保护作用不同,森林生态类型保护区发挥的保护作用最大,保护了华北地区89.04％(2 105/2 364种)的药用维管植物.研究认为华北地区国家级自然保护区对该地区药用维管植物的就地保护发挥了重要作用,但现有保护状况可进一步完善,尤其应该重视森林生态类型保护区的建设工作以及珍稀濒危药用植物的保护规划.     

基于生物多样性与生态系统服务功能的秦岭山系自然保护体系规划

生物多样性与生态系统服务是目前生态保护的两大主要目标,在保护区体系规划设计中兼顾两个保护目标有助于发挥自然保护区的综合效益。以生物多样性与生态系统服务功能都重要的秦岭山系为研究区域,在生物多样性、水源涵养和土壤保持重要性评估的基础上,通过空缺分析,提出了秦岭山系的保护区体系优化方案。研究结果表明,现有的自然保护区保护了33.5%的生物多样性极重要区,22.9%的水源涵养极重要区,但是只保护了7.4%的土壤保持极重要区;建议在秦岭主峰、秦岭西部和东南部分别建立自然保护区群和生态功能保护区,保护区面积占秦岭山系总面积的31.4%,使生物多样性、水源涵养、土壤保持的极重要区的保护比例达76.2%、70.5%和41.5%,生态保护效益得到提升。研究结果可以为秦岭山系生态保护政策的制定提供参考,同时对于其他地区自然保护体系规划、以及国家公园构建也具有重要的借鉴意义。     

国家级自然保护区生态系统格局十年变化(2000-2010年)评估

为揭示国家级自然保护区生态系统格局构成及变化状况,基于2000年和2010年319个国家级自然保护区生态系统类型与分布数据,根据生态系统类型转化及其转化幅度,考虑自然保护区各功能区的重要性,构建生态系统格局变化指数,分析国家级自然保护区生态系统格局动态变化。结果表明,国家级自然保护区草地生态系统面积最大,2000年和2010年分别占全国国家级自然保护区总面积的57.88%和57.74%,其次为荒漠生态系统,两期占比约17%,其他依次是湿地、森林、灌丛、农田、冰川/永久积雪、海洋、城镇等生态系统类型。2000-2010年,国家级自然保护区内森林、湿地面积明显增加,城镇有一定程度扩张,冰川/永久积雪略微减少。总体上,国家级自然保护区生态系统格局基本保持稳定,基本维持的保护区数量219个,占国家级自然保护区总数的68.65%,生态系统格局改善的保护区数量略多于退化的数量,10年来国家级自然保护区生态系统格局保护取得一定效果。国家级自然保护区生态系统格局在基本维持的基础上,表现出一定的地域不平衡性。生态系统改善的保护区多分布在秦岭、大巴山、大娄山、南岭一带,而东部省份、内蒙古高原、东北平原一带生态系统退化的保护区数量较多,主要是荒漠、内陆湿地和水域、野生动物、自然遗迹等类型自然保护区。最后,提出3点建议为提高国家级自然保护区管理水平提供参考。     

CLUE-S模型在长白山自然保护区外围规划中的应用

受自然保护区旅游业快速发展影响,长白山自然保护区外围土地利用变化加剧。因此,对区域土地利用布局进行科学规划具有十分重要的意义。以长白山自然保护区外围30 km区域为研究对象,探讨了CLUE-S模型在小尺度土地利用规划中的应用。在分析研究区1991—2007年土地利用变化的驱动力基础上,根据区域规划预案,模拟2020土地利用布局。利用模拟结果划定空间管制区和乡镇布局,并与现有规划进行了对比。结果表明,基于CLUE-S模型的土地规划明显抑制了区域景观破碎化进程,减弱了人为活动对景观的影响,该方法可以为长白山区域土地利用规划提供有力的技术手段和科学支撑。     

景感营造在自然保护区生态系统服务提升中的应用研究

自然保护区是生态建设的核心载体之一,是保护自然生态系统、历史遗迹、自然景观和生物多样性的主要方式,为维护国家生态安全,实现可持续发展提供重要的生态支撑。如何更好的保护自然生态系统、提升生态系统服务、促进区域的和谐发展,实现自然保护区及周边区域的景感营造已成为自然保护区研究的重要内容之一。运用景感生态学的理论和景感营造的理念,规范自然保护区管理范畴,以更好的提升自然生态系统的完整性、系统性和可持续性为目标,从更加满足人们的愿景和社会的需求角度出发,以我国北部典型草原区达里诺尔国家级自然保护区为研究对象,通过景感营造的方法,对其景感生态管理模式进行分析。文章明确了自然保护区景感营造原则,探索其景感营造的实践过程,并借助管理这一载体,把人的愿景和社会的需求与自然保护区的最终发展目标融入管理理念中。通过景感营造这一过程来改善、提升和维持自然保护区所能提供的各项生态系统服务,确保自然保护区在满足人类需求的同时,能够最大限度的、可持续的发挥其功效。     

基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明：(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km²。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km²。不同ESV等级呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态...     

人类活动对中国国家级自然保护区生态系统的影响

我国已建立了超过2740个自然保护区,面积约占陆地国土面积的14.8%。以我国446个国家级自然保护区作为研究对象,基于遥感信息提取、模型与方程估算、时空趋势分析,揭示2000—2015年不同类型自然保护区、自然保护区不同区域生态系统质量和关键服务的时空变化特征,利用土地覆盖变化量化人类活动并进一步分析人类正面与负面活动对生态系统质量和关键服务的影响。结果表明:(1)国家级自然保护区内土地覆盖变化表明存在不同程度的人类活动,总体表现为保护区外较保护区内剧烈,说明保护区对生态系统具有明显保护作用。(2)农田开垦、居民点修建、工矿建设、能源资源开发等人类活动对保护区生态系统的负面影响表现为草地、湿地开垦导致耕地、水库坑塘面积增加,城镇居民点与工矿建设用地扩张侵占草地。(3)湿地面积净增加而林地、草地面积净减少,反映了湿地保护、退田还湖等措施的积极作用,然而退耕还林、退牧还草局限于部分保护区;(4)气候变化是自然保护区植被覆盖度微弱上升、净初级生产力下降、生态系统水源涵养量微弱增加、土壤保持量明显增加的主要原因,而人类活动仅在局部对生态系统产生影响。为了推动我国自然保护区体系的完善和保护作用的发挥,需要统一保护区建设标准及其规范,完善保护区法律制度,积极开展相关基础科学研究。     

广东古兜山自然保护区森林生态系统服务价值评估

森林生态系统对维持自然生态系统格局、功能和过程具有特殊的生态意义。该文以广东省古兜山自然保护区为例,探讨了自然保护区森林生态系统服务功能的价值。采用市场价值法、影子工程法、替代花费法等对古兜山自然保护区森林生态系统服务功能价值进行评估,得出古兜山自然保护区每年森林生态系统服务功能总价值为57887615元。其中生产功能价值为6937700元,每年森林景观与游憩的平均价值为4050000元,森林生态系统改善大气环境的年总价值约32212700元,涵养水源与净化水质的年总价值为5809000元,森林保育土壤的年总价值为8878215元。该研究的目的在于以数值来显示自然保护区森林生态系统所提供的生态服务功能价值是巨大的,从而加深全社会对生态服务价值的认识,加强对森林生态系统服务功能的管理与保护。     

中国红树林生态系统保护空缺分析

红树林作为海岸带重要的生态系统类型,具有维持海岸生物多样性、防风固岸、促淤造陆等重要的生态功能,在气候变化和快速城市化背景下认识红树林受保护状况具有重要意义。以基于遥感解译的红树林分类数据为基础,通过空缺分析,分析了我国红树林的就地保护状况,结果显示我国分布的红树林总面积为264 km~2(尚不含我国港、澳、台的统计数据),其中61.4%在自然保护区内受到保护。从红树林分布的主要省份来看,在海南省分布的红树林面积较少但保护比例高,广西和广东省分布的红树林面积大但受保护面积比例相对较低。在3种红树林类型中,红树-木果楝林和红海榄-木榄林分布面积较小,但受保护的面积都在90%以上,秋茄-桐花树-白骨壤林分布的面积最大,但受保护的面积为52.6%。研究提出自然保护区外红树林分布的关键区域,并建议通过划定生态保护红线等方式来进行保护。     

Establishment of Nature Reserves in Administrative Regions of Mainland China

Nature reserves are widely considered as one available strategy for protecting biodiversity, which is threatened by habitat fragmentation, and wildlife extinction. The Chinese government has established a goal of protecting 15% of its land area by 2015. We quantitated the characteristics and distribution of nature reserves in mainland China and evaluated the expansion process for national nature reserves. National nature reserves occupy 64.15% of the total area of nature reserves. Steppe and meadow ecosystem, ocean and seacoast ecosystem, and wild plant nature reserves represent lower percentages, particularly in national nature reserves, in which they comprised 0.76%, 0.54%, and 0.69%, respectively, of the area. Furthermore, medium and small nature reserves compose 92.32% of all nature reserves. The land area under any legal protection has reached 14.80%, although only 9.78% is strictly protected. However, if 9 super-large national nature reserves, located in Southwest and Northwest China were removed, the percentage of strictly protected area decreases to 2.66% of the land area of China. The areas contained in nature reserves in each province are not proportional to the areas of the provinces, particularly for national nature reserves, with higher protection rates in Southwest and Northwest China than in other regions. Of the 31 provinces, 22 provinces feature strict protection of less than 4% of their areas by national nature reserves; these provinces are mainly located in East, Central, South, and North China. Moreover, the unevenness indexes of the distribution of nature reserves and national nature reserves are 0.39 and 0.58, respectively. The construction of nature reserves has entered a steady development stage after a period of rapid expansion in mainland China. In recent years, the total area of national nature reserves has increased slowly, while the total area of nature reserves has not increased, although the number of nature reserves continues increase.     

湿地自然保护区保护价值评价方法

提出了一套侧重水鸟保护的湿地自然保护区保护价值评价方法.该方法建立的指标体系经过专家咨询和会议讨论确定指标,采用层次分析法(AHP)建立了递阶层次结构模型.指标体系共分为目标层1项、系统层5项、准则层11项和指标层26项.将获取资料的湿地自然保护区按国家有关分类标准与原则归为3个类型(海洋与海岸生态系统类型、内陆湿地与水域生态系统类型和野生动物类型),每个类型内的自然保护区再结合自身湿地主体进一步划分为4个小类型(近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地).实例分析了海洋与海岸生态系统类型中的以近海及海岸湿地为主体的自然保护区,内陆湿地与水域生态系统类型中的以沼泽湿地为主体的自然保护区和野生动物类型中的以河流湿地为主体的自然保护区,并依照保护价值指数进行了等级划分.为湿地自然保护区的保护价值和发展地位,总体规划和改建变更提供了依据.