国家公园陆地自然生态系统完整性与原真性评价方法探索: 以钱江源国家公园体制试点为例

中国建立国家公园的目的是保护自然生态系统的完整性和原真性, 促进生物多样性保护。国家公园的完整性和原真性评价是国家公园的布局规划、边界范围确定以及功能区划等研究的前提条件。为了评估国家公园自然生态系统完整性和原真性状态, 本文基于陆地自然生态系统的结构和功能, 通过指标筛选、专家咨询、指标量化和建立综合评价模型, 构建了陆地自然生态系统完整性与原真性的评价指标体系及其量化评价方法。该评价方法包括5个自然生态系统完整性指标、5个自然生态系统原真性指标和2个综合评价指标。以浙江省钱江源国家公园体制试点为例, 本文初步评估了其生态系统完整性与原真性状态, 并对评价结果进行了分级。按照本研究的评价方法, 钱江源国家公园体制试点的自然生态系统完整性评价结果为52.83%, 评价等级为较差; 自然生态系统原真性评价结果为87.06%, 评价等级为好。钱江源国家公园体制试点有待关注和提升的指标有保护区域完整性指数(27.00%)和旗舰种适宜生境完整性指数(53.04%)。最后, 本文结合研究区域评价结果对生态系统完整性和原真性领域应关注的问题进行了讨论。该自然生态系统完整性和原真性评价方法可提供一种评价指标覆盖较全面、数据易获取, 且评价结果易被决策者和管理者理解的评价思路。     

京津冀地区自然植被保护与自然保护区布局研究

京津冀一体化, 协同发展已上升为国家战略, 着力扩大环境容量生态空间, 加强生态环境保护合作是京津冀协同发展的具体要求, 而促进该区域自然植被的保护和自然保护区布局的优化是生态环境保护的重要组成。文章以京津冀地区的自然保护区基础信息、植被类型信息以及地形地貌信息为基础数据, 分析了京津冀地区自然保护区的基本特征, 利用GIS 的叠加分析功能, 研究了京津冀地区的植被保护现状与保护空缺, 分析了自然保护区分布与海拔梯度的关系, 植被分布与海拔梯度的关系。结果表明: 京津冀地区的自然保护区以森林类型为主, 其次是内陆湿地类型; 京津冀地区的主要森林植被类型得到了较好的保护, 草原草甸植被的保护需要加强; 自然保护区的分布和植被类型的分布在海拔梯度上具有较高的一致性, 在海拔800-1200 m 内分布的自然保护区数量最多, 也是森林植被类型数量与分布面积最多的海拔段。因此, 加强河北省西北部的草原草甸生态系统自然保护区的建设, 有助于弥补京津冀地区自然植被保护的不足; 加强河北省涞源县-阜平县, 井陉县-赞皇县等西部太行山海拔800-1200 m 范围内自然保护区的建设, 有助于保护暖温带落叶阔叶林生态系统, 构建由太行山和燕山森林类型自然保护区组成的生态屏障。     

北京地区黄檗分布与环境因子的关系

黄檗（Phellodendron amurense Rupr.）为我国二级重点保护野生植物,在北京地区黄檗多散生于阔叶林中,数量稀少。为了解北京地区黄檗分布与环境因子的关系,促进种群扩繁,在北京百花山、松山和雾灵山自然保护区共设置了12个20 m×20 m的样地,利用CCA分析方法对不同地点黄檗的生长分布状况与海拔、坡度、坡向、郁闭度、土壤pH值、碱解氮和土壤有机质等11个环境因子的关系进行了分析。结果显示,CCA排序第一轴主要反映了海拔、郁闭度和坡度的变化,第二轴主要反映了有机质含量、碱解氮含量、pH值和坡向的变化,其中海拔、碱解氮和土壤有机质是影响黄檗生长分布的重要环境因子,低海拔、低碱解氮含量以及土壤有机质高的地段适宜黄檗分布。对影响黄檗分布的环境因子进行定量分离,结果发现环境因子对黄檗样地物种分布的解释能力为84.5%,显示出较好的排序效果,黄檗分布点受人为干扰较少,其所在植物群落与环境保持了良好的对应关系;环境因子与物种分布呈显著相关（P=0.03）,表明CCA排序结果可以解释环境因子对物种分布的影响程度。     

燕山山脉软枣猕猴桃的居群结构与动态研究

为探究层间藤本植物软枣猕猴桃（Actinidia arguta）在群落中的生长格局和居群动态变化，以燕山区域内的野生软枣猕猴桃为研究对象，采用样圆法分区域进行了野生软枣猕猴桃的居群结构调查，编制了特定时间生命表并绘制存活曲线。结果表明：燕山区域Ⅰ-Ⅱ径级（幼苗阶段）种群个体分别占总数量的15.39%（东段）、31.25%（中段）和30.76%（西段），总体居群结构呈"倒金字塔"型，种群表现出衰退趋势。调查区域软枣猕猴桃的高度结构基本符合连续发育特征，相对完整。燕山东段和中段的软枣猕猴桃较明显地趋近Deevey-Ⅱ型指数函数模型，燕山西段介于Deevey Ⅰ型与Ⅱ型之间，但更接近Ⅱ型；燕山山脉软枣猕猴桃居群整体呈现衰退型特征。软枣猕猴桃有较高的保护价值，但其居群数量稀少，自然更新能力较弱，种群未来的生长繁衍不容乐观，应加强关注与保护力度。     

我国大陆黄檗潜在分布区及分布适宜性评价

黄檗为我国国家二级重点保护野生植物,多散生于阔叶林中,数量稀少,近年来,无论是从国家层面,还是地方政府层面都采取了一系列保护措施,人为破坏大大减少,然而其种群数量仍没有显著增加,拟从生态学的角度分析我国黄檗的潜在分布区,并进行了适宜性评价,为我国野生黄檗种群的就地保护和迁地保护提供技术支撑。通过实地调查和文献资料整理,获得69个包括准确经纬度信息的分布点,同时在世界气候数据库(World-Clim)中下载中国大陆的3个地形变量(alt、slo、asp),5个土壤变量(grav、pH、radi、rub、oc)和19个生物气候变量(bio1—bio19),利用多重共线性分析来检验环境因子之间的相关性,剔除出部分相关性高的环境因子,最终得到包括6个气候变量(bio1、bio3、bio4、bio12、bio15、prec1)、3个地形变量(alt、asp、slo)及5个土壤变量(grav、pH、radi、rub、oc)的14个环境因子作为环境变量,进而应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)的空间分析功能,预测了黄檗在我国的潜在分布区,并评价分布区的适宜等级;分析了影响黄檗分布和适生性的关键因子及其适生区间。1)黄檗潜在分布区主要集中在我国东北地区和京津冀大部分区域,以及河南北部、内蒙古东南部等区域,黄檗潜在分布区总面积为117.51万km~2,占全国总面积的12.27%,其中高度适宜分布区面积为189400 km~2,占全国总面积的1.97%,主要包括黑龙江中东部,吉林大部分区域,辽宁东南部和北京大部分区域。2)温度季节性变化的标准差(35.7%)、年均降水量(28%)、坡度(6.5%)、年均温(6.7%)和有机碳含量(5.8%)是影响黄檗分布的5个最主要的环境因子,总的贡献率为82.7%。温度季节性变化标准差在14000—16000范围内,年均降水量在600—800 mm范围内,坡度在2°—8°范围内,年均温在1—7℃范围内,土壤有机碳含量在25—65 g/kg范围内为黄檗适宜分布的环境因子区间。我国野生黄檗分布还远远没有达到其潜在的分布范围,山东、山西、河南、内蒙古等目前资料显示分布并不广泛的省份也是进行野生黄檗迁地保护和人工种植的可选区域。对影响黄檗分布和适生性的关键因子进行分析后表明,温度季节性变化标准差越大其适生程度越高(14000—16000),说明黄檗对于温度的承受范围较大;年均降水量处于700 mm左右其适生程度最高,说明黄檗对于水分要求为中等水平;坡度为2°—8°范围内野生黄檗的适生程度最高,说明黄檗多分布在缓坡地带,年均温在4℃其适生程度最高;土壤有机碳含量在50 g/kg左右其适生程度最高。     

大黄花虾脊兰生境特征及生存群落物种生态位分析

大黄花虾脊兰（Calanthe sieboldii Decne.）已被列入《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》,是亟待拯救的极小种群物种之一。为弄明其生境特征及生存群落中的种间关系,对分布于安徽泾县的大黄花虾脊兰进行全面调查,以18个样地内22个样方数据为基础,应用Levins和Hurlbert生态位宽度公式和生态位重叠公式,对其生存群落内草本层主要物种的生态位及其生境特征进行了研究。结果表明：（1）大黄花虾脊兰分布于泾县桃岭村地带,呈聚集分布,主要分布于靠近河边的陡崖下,分布地点较为空旷,且没有强光直射。（2）在大黄花虾脊兰生存小群落内,其优势地位明显,草本层主要物种之间普遍存在生态位重叠,但重叠程度较低,物种之间竞争并不强烈,资源可以较充分共享,群落草本层处于稳定状态。     

基于Maxent模型的软枣猕猴桃在中国潜在适生区预测

软枣猕猴桃Actinidia arguta是猕猴桃科Actinidiaceae猕猴桃属Actinidia大型落叶藤本,据《中国植物志》记载,该物种在中国从最北的黑龙江岸至南方广西境内的五岭山地都有分布,但尚未明确其适宜分布区域。因该物种具有独特的食用和药用价值,近年来其种群数量急剧减少,现已被北京市、河北省、吉林省等列为地方性保护物种。本文利用Maxent模型对软枣猕猴桃在中国的潜在适宜分布区进行了预测并对其分布适宜性进行评价。研究结果表明:软枣猕猴桃在我国的适宜分布区总面积约为3.01×10~(6 )km~2;其高适生区主要集中在四川中部、陕西南部、湖北西部和贵州西北部等地中低山区地带,呈圆环状分布。其中软枣猕猴桃在云南、四川、陕西等省份的潜在高适生区域面积最大。利用Jackknife刀切法计算得到影响软枣猕猴桃分布的主要环境因子为最湿季度降水量(500—800 mm)、年均温(12.5—17.5℃)、最冷季度降水量(290—660 mm)和海拔(2000—2690 m),上述环境因子的累计贡献率为79.7%。建议在中高度适宜分布区进行野生软枣猕猴桃的迁地保护和人工种植,并根据其适生环境调整软枣猕猴桃的农业种植繁育规划,为软枣猕猴桃的就地、迁地保护提供了理论依据。     

燕山山脉黄檗种群结构与动态特征

黄檗（Phellodendron amurense）为我国珍稀濒危物种，具有较高的药用价值。以燕山地区野生黄檗种群为研究对象，采用典型抽样对8个保护区内的黄檗进行全面调查，通过编制静态生命表并绘制存活曲线，分析种群年龄结构和种群变化规律，并通过种群动态量化和时间序列预测分析种群未来数量变化。结果表明：（1）黄檗种群结构总体上呈倒"J"型，但存在外部干扰时，种群结构数量变化动态指数为1.017%，表明该种群趋于稳定型；（2）静态生命表及相关曲线分析显示，黄檗种群存活数量整体上随着径级增大，个体数量逐渐下降；黄檗种群的生存期望在不同径级间存在波动，而第Ⅶ径级的生存期望最高，种群存活曲线符合Deevey-Ⅱ型，黄檗种群具有前期减少、中期稳定、后期衰退的特点；（3）时间序列预测分析表明，在未来2、4、6、8个径级之后，黄檗中老龄个体数量将逐渐增加。黄檗种群濒危的主要因素是幼苗数量少，且呈现散生分布状态，建议加强幼苗抚育工作，提高幼苗的存活率，保护和改善生境，从而促进黄檗种群的自然更新和恢复。