中国大陆沿海水鸟栖息地保护优先区及空缺分析

中国大陆沿海湿地是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙的重要停歇地,自然湿地丧失与退化已经严重威胁到水鸟生物多样性的稳定性,急需开展物种及其栖息地的保护工作。识别中国大陆沿海水鸟保护优先区,针对保护优先区进行保护优先等级划分,确定目前尚存的保护空缺,是针对性开展水鸟栖息地保护的前提。以中国大陆沿海11省、自治区、直辖市沿岸湿地为研究区,整合鸟类网站、水鸟调查报告和文献中的水鸟调查数据,采用热点分析方法,确定水鸟保护优先区,将每个地块上满足水鸟保护优先区识别标准的物种数量占所有地块中满足标准的物种数量最大值的比例划分成0.5≤P_i≤1、 0.25≤P_i<0.5、0i<0.25三个区间,确定对应的I类、II类和III类水鸟保护优先区保护优先等级;结合国家自然保护地名录,确定水鸟保护优先区保护空缺。结果显示:共有65块中国大陆沿海水鸟保护优先区,记录到满足热点分析标准的水鸟物种共76种,其中受胁物种18种。水鸟保护优先区保护优先等级属于I、II、III类的分别有8块、10块、47块,且水鸟保护优先区保护优先等级属于I...     

黄河流域濒危物种保护热点区与保护空缺识别

黄河流域具有重要的生物多样性保护意义,通过研究珍稀濒危物种分布热点区可为生物多样性保护提供依据。选取70种濒危维管植物和陆生脊椎动物,综合多来源的分布数据,运用物种分布模型Maxent模拟物种分布区,结合自然地理区划,计算保护价值,进行热点区分析,并结合国家级自然保护区和国家公园体制试点区的分布情况进行空缺分析。研究结果显示,黄河流域濒危物种分布主要呈现出南高北低、集中于山地的特征,热点区包括秦岭区域、太行山区域、子午岭-六盘山区域、陇中高原至松潘高原、祁连山、贺兰山和沿黄湿地等。在区分自然地理区后,现有的国家级自然保护区和国家公园体制试点区覆盖了热点区面积的13.89%,保护空缺主要出现于子午岭南部、六盘山南部、松潘高原南部和拉脊山等。建议在推进黄河流域生态保护和高质量发展中将濒危物种热点区考虑在内,对黄河流域自然保护地体系进行优化,并针对黄河流域的三个自然地理分区提出了相应的保护建议。此外,研究发现,在进行热点区分析时,考虑自然地理区域划分,并综合多类群叠加和单一生物类群的分析结果进行统筹考虑,可能会更好满足生物多样性就地保护需求。     

黄河流域湿地水鸟多样性保护对策

黄河是中华文明的发源地, 被誉为母亲河, 是两岸社会经济发展的保障, 切实保护好黄河流域湿地生态系统, 事关中华民族伟大复兴的千秋大计。黄河流域湿地总面积为391万ha, 其中80.4%分布在上游, 中游和下游分别仅12.5%和7.1%。黄河流域是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线和中亚候鸟迁徙路线上水鸟的关键栖息地, 一些迁徙水鸟最关键的栖息地均分布在黄河流域, 如黑颈鹤(Grus nigricollis)、白鹤(G. leucogeranus)、丹顶鹤(G. japonensis)、斑头雁(Anser indicus)、大鸨(Otis tarda)、东方白鹳(Ciconia boyciana)、大天鹅(Cygnus cygnus)、疣鼻天鹅(C. olor)、青头潜鸭(Aythya baeri)等。尽管黄河流域湿地提供的水资源仅占全国的2%, 但维持着全国12%的人口饮水安全和15%的耕地用水, 湿地生态系统的脆弱性较高。截至2017年底, 黄河流域已建立各类湿地自然保护地230处, 其中国家公园2处、国家级自然保护区9处、地方级自然保护区68处、国家湿地公园145处、省级湿地公园6处, 湿地保护率达到65%, 高于我国湿地保护53%的平均水平。然而, 流域尺度现有水鸟生物多样性保护仍然面临不少挑战, 包括全球气候变化、水资源过度利用、水环境污染、栖息地丧失等。为此, 我们提出了建立以国家公园为主体的湿地保护地体系、开展濒危候鸟栖息地修复和强化黄河流域综合管理的体制机制建设等建议。     

基于生物多样性和生态系统服务的青藏高原保护优先区和保护空缺识别

协同生物多样性保护和生态系统服务功能维持对制定系统性保护规划具有重要意义。研究以青藏高原为研究区,应用Maxent模型模拟了重点植物的空间分布,结合世界保护联盟(IUCN)重点动物空间分布数据和生态系统服务空间分布,利用Zonation模型依次识别了基于单一因素的保护优先区以及集成生物多样性和生态系统服务的保护优先区,评估了青藏高原现有自然保护地对保护优先区、重要物种及生态系统服务的保护状况和保护空缺。结果表明:(1)青藏高原保护优先区保护价值呈现由东南向西北递减趋势,优先区主要分布在青藏高原东南缘喜马拉雅山地、雅鲁藏布江中游河谷及横断山区等区域,生物多样性保护优先区和生态系统服务保护优先区分布略有差异,存在43.2%的空间重叠;(2)在重要物种保护上,自然保护地对两栖动物的保护率最高,平均保护了38.2%,哺乳动物次之(24%),爬行动物的保护率较低,仅为10.2%。对生态系统服务功能覆盖率分别是44.1%(防风固沙)、27.1%(水源涵养)、22.3%(土壤保持)、17.1%(碳固定)和16.6%(洪水调蓄);(3)自然保护地对研究识别的保护优先区存在保护空缺,仅覆盖了26.8%的集成保护优先区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级优先区保护空缺面积占青藏高原面积的7.2%、6.9%和7.7%。研究结果可为青藏高原以国家公园为主体的自然保护地体系优化提供科学依据与理论支撑。     

基于生态系统服务的山西黄河流域保护优先区识别

山西黄河流域当前面临生态环境快速退化问题,从生态系统服务视角进行保护优先区识别是自然保护和可持续发展的关键步骤。为给研究区生态平衡的维护及生态保护规划和决策提供信息来源和理论依据,基于2010—2020年多源数据,通过GIS空间分析和InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade offs)模型等方法模拟主要生态系统服务(生境质量、土壤保持、防风固沙、产水、碳固定、粮食供给)时空格局并采用热点分析和OWA(Ordered Weighted Averaged)多属性决策方法构建保护情景,评估保护效率筛选出最佳保护优先区。结果表明：(1)2010—2020年,土壤保持、防风固沙、产水、碳固定和粮食供给服务整体呈现出上升趋势,仅生境质量小幅度下降。空间上,研究区西部和东南部生境质量、土壤保持、产水和碳固定服务突出,防风固沙服务分布较破碎,中部及西南部平原地区粮食供给服务显著。(2)保护情景中,单项生态系统服务保护优先区主要位于三川河流域、昕水河流域和沁河流域,由单一服务主导呈现空间异质性。综合生态系统服务构建了11种保护...     

黄渤海濒危水鸟栖息地动态变化研究

中国滨海湿地是东亚-澳大利西亚迁徙路线上候鸟重要的停歇地、繁殖地和越冬地,土地利用变化所引发的滨海湿地退化导致水鸟栖息地类别和面积发生了很大转变,影响迁徙水鸟种群数量的稳定性。然而,土地利用变化在哪些区域和多大程度上影响了迁徙水鸟的栖息地分布尚不清晰。以土地围垦典型区域黄渤海滨海湿地为研究区,以受胁濒危水鸟物种勺嘴鹬、大滨鹬、大杓鹬、小青脚鹬、黑脸琵鹭、黄嘴白鹭、遗鸥、黑嘴鸥为研究对象,结合物种分布模型MaxEnt和GIS空间分析,模拟2000、2015、2020年水鸟栖息地时空分布,探索过去20年栖息地分布的时空变化,分析水鸟种群变化趋势,识别水鸟栖息地保护优先区域,提出水鸟栖息地保护管理建议。结果显示：2000—2020年,8个水鸟物种栖息地主要分布在渤海湾、莱州湾、江苏盐城沿岸、如东-东台沿岸区域。所有物种的栖息地面积均呈不同程度的下降趋势,其中7个物种栖息地下降比例超过50%,下降的区域主要分布在渤海湾、江苏盐城沿岸、东台条子泥、小洋口沿岸,滨海湿地丧失是导致水鸟栖息地面积下降的直接因素。7个物种种群数量呈下降趋势。研究所确定的水鸟保护优先区面积达240.32 km^2...     

湖北省优先保护森林生态系统的分布及其保护空缺分析

基于湖北省生物多样性数据调查,以湖北省优势生态系统、特殊生态系统、特有生态系统、物种丰富度高的生态系统和特殊生境等5项指标作为评价准则,在咨询专家的基础上,借助GIS分析工具,综合分析了湖北省森林生态系统类型及分布特点。结果表明,湖北省共有261类森林生态系统类型(以群系为单位),其中有75类需要优先保护,并据此提出了湖北省优先保护森林生态系统的优先保护地区;另外,通过综合分析湖北省自然保护区的分布特点,得出湖北省优先保护森林生态系统目前所存在的保护空缺。优先保护地区可作为湖北省森林生态系统优先保护的重点地区,而空缺分析研究结果对于合理布局湖北省森林生态系统自然保护区、提高湖北省生物多样性保护的有效性具有重要参考价值。     

三江源地区雪豹保护优先区规划

为了将有限资源合理投放到关键区域, 实现物种保护成效的最大化, 找出质量最好的栖息地及它们之间的迁徙通道是制定保护规划的第一步。本研究以三江源的雪豹(Panthera uncia)栖息地为对象, 基于野外调查数据和高分辨率卫星遥感数据, 利用物种分布模型、保护规划模型和连通度分析工具, 找出了三江源地区雪豹的核心栖息地分布和潜在迁徙通道位置, 分析了目前保护中的潜在威胁, 并提出了针对三江源西、中、东三块区域的不同保护对策。结果表明: (1)三江源西部核心栖息地比较小而破碎, 但迁徙通道较多且没有明显窄点, 未来应关注青藏线的潜在阻碍作用, 同时应防范道路沿线的野生动物盗猎; (2)中部区域横跨玉树-杂多-囊谦的雪豹栖息地是三江源最大的核心雪豹栖息地, 在连通其他种群中也处于中心地位, 应通过种群监测确定其健康稳定, 对开发、偷猎等威胁防微杜渐, 保持其源种群的作用; (3)东部区域人口密度高, 受人类活动的影响最大, 需保证阿尼玛卿、年保玉则两块核心栖息地的质量, 并重点监测甘德县境内的省道处雪豹的迁徙通道是否畅通。三江源地区雪豹栖息地总体质量较好, 建议将维持核心源种群的稳定性, 保持种群间迁徙通道的畅通作为三江源的雪豹景观保护工作的整体目标。未来应充分利用天地一体化监测手段, 开展重要保护物种栖息地状况的评估和预警, 尤其是非保护地区域物种核心栖息地的开发建设活动。     

河北衡水湖自然保护区水鸟多样性分布格局及其保护优先区

水鸟是反映湿地生态系统状况的指示物种,水鸟多样性保护优先区识别对自然保护区功能区划和湿地保护修复具有重要意义。于2020年5月-2021年4月,开展了衡水湖自然保护区水鸟群落的调查监测,采用GIS软件和结构方程模型等分析其不同区域水鸟群落结构和季节性变化、水鸟多样性分布格局及其驱动因素。结果表明:(1)衡水湖自然保护区不同区域均表现出以雁鸭类等游禽为优势种的水鸟群落特征,衡水湖西湖和滏东排河的水鸟物种丰富度和Shannon多样性指数最高,衡水湖东湖的水鸟种群数量最大,滏阳新河的鸻鹬类种群数量相对较大。(2)不同区域水鸟群落具有明显的季节性变化特征,春夏季涉禽数量明显增多,但仅在衡水湖自然保护区东湖、西湖和滏阳新河成为水鸟群落的优势种;9月之后各区域游禽种数和种群数量占比均明显上升,雁鸭类成为优势种群。(3)水鸟物种丰富度和种群数量较高的区域主要在自然保护区的湿地恢复区、滏东排河和小湖隔堤两侧等地;不同类群水鸟的空间分布格局差异较大,雁鸭类分布较为分散,鸻鹬类、鹤鹳类水鸟分布更为集中;栖息地状况是影响衡水湖水鸟多样性的主要因素。(4)衡水湖水鸟保护优先区包括湿地恢复区及周边区域、南李庄鱼塘、良心庄鱼塘及周边区域、东湖的姊妹东岛、小湖隔堤两侧等5个区域,占保护区总面积的8.94%。研究结果为衡水湖自然保护区的功能区划、水鸟保护策略制定、栖息地保护修复提供了相关依据。     

黄河流域鸟类多样性现状、分布格局及保护空缺

黄河流域幅员辽阔, 多样的地理气候、植被类型及人类活动塑造了多样化的生物多样性格局。本研究以IUCN与国际鸟盟发布的鸟类分布图层为基础, 同时收集了黄河流域2009-2019年的鸟类实地观测记录, 包括观鸟记录、GBIF数据库、红外相机监测及其他实地调查的鸟类数据, 共得到35,026条鸟类实地观测有效记录。汇总结果显示, 黄河流域记录有鸟类物种662种, 占中国鸟类物种总数的45.81%。这些鸟类分属于23目83科, 其中雀形目物种数最多(384种, 占本目全国鸟种总数的46.83%), 其次为鸻形目(67种, 占50.00%)和雁形目(39种, 占72.22%)。黄河流域受威胁鸟类共计121种, 其中有37种和52种分别在IUCN红色名录和《中国脊椎动物红色名录》中被列为受威胁物种(即评估级别为极危、濒危或易危), 22种和73种被分别列为国家I级和II级重点保护野生动物。这些受威胁鸟种多为地栖性、体型大、营养级高或具有长距离迁徙习性的物种。黄河流域鸟类整体物种多样性由南向北递减, 以黄河上中游四川、甘肃、陕西的高原与山地内鸟种最为丰富, 而受威胁鸟类物种多样性热点区则在黄河中下游, 下游黄河三角洲及邻近平原区为受威胁鸟类最主要集中分布区。黄河流域内48个国家级自然保护区共覆盖鸟种数504种(占黄河流域鸟类总种数的76.13%), 其中受威胁鸟种92种(占黄河流域受威胁鸟种数的76.03%)。区域内国家级自然保护区大多分布在黄河上游, 对黄河下游的受威胁物种覆盖程度较低, 保护空缺较严重。对此, 我们建议着重加强中下游自然保护区建设与能力提升, 增加对中下游受威胁鸟种的保护力度, 在保护策略上应当积极探索高强度土地利用下的多样化保护机制。     

基于系统保护规划的海河流域湿地保护优先格局与保护空缺识别

以海河流域为研究对象,依托系统保护规划的理论、方法和技术手段,建立气候-地貌-湿地生态地理综合分类单元,并将此单元作为宏观尺度湿地生物多样性的替代单元,同时以湿地水鸟作为物种尺度的指示物种,综合考虑道路、居民点等社会因素,确定了海河流域湿地保护优先格局及保护空缺。研究结果表明：湿地结构上,现有保护体系中仅滨海湿地受保护比例较高,经系统保护规划优后,湿地保护比例可达28.55%,保护面积达36.55 km²;在空间分布上,仅徒骇马颊河水系目前得到较好的保护,建议对滦河及冀东沿海区域及海河流域南北水系通过设立保护小区和建立湿地公园等方式加强保护。研究结果可为海河流域湿地保护体系调整提供参考,为湿地、非湿地生态系统的整合优化提供有益启示。     

Determination of priority nature conservation areas and human disturbances in the Yangtze River Basin,China

Because of limitation of manpower, funding, and land available in conservation, the problem of how to select essential regions to establish protection systems for biodiversity maintenance has been widely discussed. In an effort to address the problem, this study has aimed to select a set of priority areas and to determine their priority order by quantifying human disturbances for each area in the Yangtze River Basin (YRB). This basin covers 2.143 million km², or more than 20% of China's territory. The habitats of 627 indicator species were predicted as a proxy for biodiversity. A conservation planning tool, MARXAN, was used to determine the optimal set of planning units, and three different target scenarios were generated. In addition, under the assumption that if two areas have equal value for conservation, the one suffering more severe disturbance needs more urgent protection than the other, priority ranking analysis was carried out using a 6-12-1 BP artificial neural network. Then hierarchical cluster analysis was applied to the classifications of human disturbances to formulate more detailed conservation strategies. By integrating the degree of irreplaceability of each unit, expert experience, and mountain boundaries, 17 biodiversity priority areas containing 33,200 units over an area of 0.83 million km² were defined. These areas also protected 56% of 32 types of rare forest ecosystem and 76.4% of six types of rare grassland ecosystem on average. According to the evaluation of human impact, a priority order and five types of human disturbance areas were generated. Some protection gaps were also identified, such as the northern part of the Wuyi Mountains. Moreover, the determination of priority nature conservation areas on a large scale can be used to influence the building of a well-connected protection network in each individual area, so that effective genetic communication can occur between species or groups of species. Conservation decisions focusing on the dominant impact factors that are threatening biodiversity sustainability are required as well.     

黄河流域水源涵养服务功能动态演变及驱动因素

黄河流域是中国重要的生态屏障,研究其水源涵养服务功能对推动黄河流域生态保护与高质量发展具有重大意义。采用InVEST模型量化黄河流域1980-2020年水源涵养服务功能,使用空间自相关分析黄河流域水源涵养服务功能空间分布模式,并运用地理探测器分析黄河流域水源涵养服务功能的驱动因素。结果表明:(1)1980-2020年黄河流域水源涵养量为174.8639亿m³-378.4538亿m³,多年平均水源涵养量265.0475亿m³,其中草地与林地多年平均水源涵养量分别占黄河全流域水源涵养总量的52.94%和24.27%。全流域水源涵养量呈现上下游地区较高,中游地区较低的分布格局。(2)全局莫兰指数为0.875,表明黄河流域水源涵养服务在空间上呈现聚集分布,以低-低聚集与高-高聚集为主。(3)1980-2020年不同地类平均水源涵养能力排序:灌木林>有林地>高覆盖草地>其他林地>中覆盖草地>低覆盖草地>旱地>建设用地>未利用地>水田>水域。(4)降水量是影响黄河流域水源涵养量变化的主要驱动因子,降水量与土地利用间交互作用对黄河流域水源涵养服务功能空间分异解释力显著增强。研究结果可为黄河流域生态系统管理与高质量发展提供重要参考。     

黄河兰州段鱼类多样性与保护

兰州市是黄河唯一穿城而过的省会城市, 是黄河流域综合治理与高质量发展的重要区域, 了解其鱼类多样性现状及变化趋势对黄河流域水生态保护尤为重要。本文于2020年7-10月对黄河干流兰州段及其4条支流(庄浪河、大通河、湟水河和宛川河)开展了鱼类多样性、分布及影响因素调查, 以Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、Cody和Routledge指数、Bray-Curtis相异性系数对黄河兰州段5条河流鱼类群落进行评估, 同时通过相对多度(relative abundance, RA)判定优势种, 利用非度量多维标度排序(non-metric multidimensional scaling, NMDS)展示物种空间分布格局。本次调查获得鱼类20种, 隶属于4目6科15属。其中, 国家II级重点保护野生动物1种, 受威胁鱼类4种, 中国特有鱼类7种, 黄河特有鱼类4种。区系组成属青藏高原区高原西北亚区, 其中鲤形目种类占绝对优势, 优势种为东方高原鳅(Triplophysa orientalis)、粗壮高原鳅(T. robusta)、鲫(Carassius auratus)和麦穗鱼(Pseudorasbora parva)。庄浪河和黄河干流的α多样性较高。β多样性分析结果表明, 黄河干流与庄浪河、大通河、湟水河和宛川河间的鱼类物种明显不相似; 大通河与湟水河之间以及黄河干流与宛川河之间的鱼类物种组成相似性较高。NMDS分析表明, 黄河兰州段鱼类被划分为地理空间上相近的4个地理群。水利设施建设、外来物种和水体污染可能影响了黄河兰州段鱼类多样性和分布。本研究为黄河兰州段鱼类多样性保护和科学管理以及黄河流域生态保护和高质量发展提供了基础调查数据。