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。     

中国国家公园原真性与完整性概念及其评价框架

国家公园保护管理的首要目的是有效保护国家重要自然生态系统原真性和完整性。我们提出了面向管理的中国国家公园原真性与完整性概念, 国家公园原真性是指国家公园内生态系统及构成国家公园价值或与国家公园价值紧密联系的自然与文化要素保持在原生状态, 强调“不受损”; 国家公园完整性是指国家公园具有足够面积和充分的组成要素, 以维持生态系统的结构、功能与过程, 维持自然区域的价值与特征, 强调“不缺失”。我们还提出了国家公园原真性和完整性评价框架, 从自然度、气候变化强度、传统文化及其载体的真实性、人类干扰程度、人与自然和谐关系的原真性5个方面评价国家公园原真性; 从生态系统组成完整性、生态系统结构完整性、生态系统功能完整性、景观组成要素完整性和文化景观的完整性5个层面评价国家公园完整性。此外, 我们还提出了国家公园原真性与完整性保护的建议, 包括重塑保护管理目标、更新保护管理理念与提升保护管理技术3个方面。国家公园原真性与完整性的讨论尚未成熟, 对评价指标设定、指标间的相互关系、保护管理技术等的研究均尚待深入。     

青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性评估框架

青藏高原具有全球独特的自然生态和人文生态系统，生态系统完整性与原真性极高，建设国家公园群是青藏高原整体性保护重要生态系统完整性与原真性的重要手段。遵循"内涵界定-框架梳理-框架构建"的研究思路，科学界定国家公园生态系统完整性和原真性内涵并建立概念模型，通过梳理国家公园生态系统完整性评估的主要框架，在对区域自然生态和社会人文系统科学考察的基础上，分析区域生态系统完整性与原真性保护与监管需求，从生境质量、生物群落、生态系统服务、自然条件与灾害、人类活动、人文景观6个方面构建青藏高原国家公园群潜在建设区生态系统完整性与原真性评估框架，以期为未来国家公园群建设与管理提供基础支撑。针对目前国家公园管理存在的主要问题，提出未来评估应用需充分体现国家公园复合生态系统和"群"的特征，并建立生态系统完整性与原真性监测体系，从而更全面的服务于青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性保护。     

国家公园遴选标准的国际经验及对我国的启示

建立以国家公园为主体的自然保护地体系，是我国生态文明思想的重大举措。国家公园作为国际普遍认可的自然保护手段，受到世界各国的欢迎。美国、加拿大、德国、南非、日本等国的国家公园建设较早、发展较好，通过分析其国家公园建设经验得出：（1）国家公园是以自然保护为首要目标，并为公众提供享受大自然的场所；（2）其评价对象与标准主要包括，自然景观/自然遗迹、生态系统、生物多样性/重要栖息地、面积/范围、自然区域/自然环境、文化景观等；（3）根据资源条件和目标定位的差异，国外国家公园的选建模式主要有基于生态区划的国家公园建设模式、基于社区共建的国家公园建设模式和基于资源主导的国家公园建设模式。在国际经验研究和分析的基础上，结合我国自然资源状况及国家公园建设需求，提出我国国家公园发展建议：（1）明确国家公园的功能定位和发展目标；（2）制定国家公园评价准则和方法，建立以国家代表性、完整性、原真性为主，包括生态区位重要性、历史文化价值等因素的国家公园评价指标体系；（3）划定面向国家公园规划布局的生态地理分区，在区域内建立国家公园，并与生态系统优先区、生物多样性保护关键区，或代表性自然景观格局相协调。     

基于优势种的生物多样性保护价值空间异质性研究——以长白山生态功能区为例

生物多样性保护是生态系统的主导功能之一,对生物多样性空间异质性的研究有助于准确认识区域的保护价值及重要性,但目前可借鉴的生物多样性价值空间异质性评价方法和经验偏少。以长白山生态功能区核心区为研究区域,基于生物多样性丰富区域优势物种的分布及其环境因子,通过Maxent评估生物多样性保护价值,将研究区域分为生物多样性保护高价值区、中价值区和一般价值区,并开展景观分析与评估。研究结果表明:研究区域内生物多样性保护高价值区域占总面积的42.9%、主要分布于长白山保护区内,保护区内的高价值斑块也较保护区外完整、面积大;研究区域内生物多样性高价值斑块的平均面积和最大斑块面积远高于中价值区和一般价值区,其斑块景观较完整、破碎化水平相对较低,是研究区域生物多样性保护价值和生态系统稳定性的重要基础。植被是对研究区域生物多样性影响最大的环境因子,其次是土层厚度和海拔。从生态系统完整性和过程连续性保护的需要,保护区南部缓冲区可考虑调整为核心区,保护区外还有较大面积的生物多样性高价值和中价值区域也应纳入保护区进行保护;长白山西坡是生物多样性高价值斑块最破碎的区域,应在未来的保护工作中予以特别关注。本研究表明关联优势种空间分布及环境因子是认识生物多样性价值及空间异质性的有效手段,本研究方法可为生态红线划定和国家公园设计提供参考。     

武夷山国家公园生态系统服务价值评估

武夷山国家公园作为全国十个国家公园之一, 是全球生物多样性保护的关键地带, 它保存了地球同纬度最完整最典型的中亚热带原生性森林生态系统, 对其进行生态系统服务价值评估, 不仅为国家公园原真性和完整性的保护提供基础, 也为国家公园的建设和发展提供数据支撑和决策支持。利用千年生态系统评估方法和改进的当量因子法, 将武夷山国家公园服务功能分供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类及食物生产、原料生产、气体调节等九小类服务功能。再根据研究区的实际情况修订当量因子表, 结合计算出的武夷山国家公园标准当量的价值量以及土地利用情况, 评估出武夷山国家公园生态系统服务价值。结果表明: 武夷山国家公园生态系统服务价值高达67.18 亿元; 就生态系统而言, 所提供的服务价值从高到低依次为: 森林(66.58 亿元)>水体(0.31 亿元)>草地(0.23 亿元)>农田(0.034 亿元)>湿地(0.026 亿元)>裸地(0.001 亿元); 就生态系统服务类别而言, 其服务价值从高到低依次为: 调节服务(34.02 亿元)>支持服务(20.32 亿元)>供给服务(7.86 亿元)>文化服务(4.98 亿元)。经验证, 该研究方法及成果合理适用, 为我国国家公园体制建立提供了一套生态系统服务价值计算模式。     

基于信息熵量化评价大熊猫国家公园生态系统管理成效

生态系统管理绩效的量化评价是保护区域生态安全、合理利用自然资源、实现可持续发展的重要前提。选取大熊猫国家公园四川片区作为研究对象,从生态系统服务潜力、人为活动强度、旗舰种保护和生态管理实际情况出发,构建生态系统管理评估指标体系。指标体系包含16个因子。对指标体系构建的数据集,基于熵理论定量评价系统无序程度、发展方向。结果表明:(1)大熊猫国家公园生态系统总熵流值为-0.8309,系统整体健康;其中5个市县总熵流为正,生态系统无序性较大,为非健康状态。(2)生态系统管理的正熵流主要受第一产业影响;负熵流的产生主要来自旗舰种保护和区域保护绩效。在空间尺度上,不同区域间总熵流存在差异,宝兴县总熵流最高,达到0.0880;九寨沟县最低,为-0.1826。综合农村居民收入与总熵流评价结果,研究认为试点期内大熊猫国家公园管理可以考虑选取示范点,总结管理经验;在生态管理热点区域优先推广,如平武县、宝兴县和茂县。在管理过程中谨慎对待社区发展与生态保护的关系。     

法国大区公园经验对钱江源国家公园体制试点区跨界治理体系构建的启示

建立国家公园的目的之一是保护生态系统的原真性和完整性。然而, 生态系统完整性和原真性保护不仅面对交叉重叠、多头管理导致碎片化管理问题, 还要面对行政区划进一步造成的碎片化和管理分割的现实。钱江源国家公园体制试点区地跨浙江、安徽和江西三省, 存在国家公园跨界治理过程中的三大普遍问题: 跨界协同治理空间边界划定、生态保育政策及执行不统一、毗邻社区居民生计对自然资源依赖与生态保护目标的矛盾。文章借鉴法国大区公园治理经验, 依据《建立国家公园体制总体方案》精神, 提出钱江源国家公园跨界治理中必须形成一个政府主导(公园管理机构为代表), 企业、社区居民和第三方组织共同参与的多元主体协同治理组织框架, 并针对上述三个问题, 提出通过第三方组织参与方式实现跨越行政壁垒的统一保护、通过社区协议保护方式实现保护标准的统一、通过国家公园产品品牌增值体系实现保护与发展的可持续性。     

基于国际经验的我国国家公园遴选探讨

建立科学的遴选方法可以为我国国家公园体系建设提供决策依据。本文通过系统梳理典型国家的国家公园遴选方法,总结国际普遍采用的技术程序和手段,针对我国国情提出了渐进式评价法,采用"全局评价、类型比较"的研究思路开展国家公园建设潜在区域的选择。研究认为,国家公园是我国自然保护地管理体制改革、自然文化资源利用方式转型和优化国土空间利用保护的重要措施,肩负着自然生态保护、资源利用和区域发展的重要作用。国际上国家公园可以划分为地域广阔型、地域限制型和本土特征保护型,3种类型的区别在于分层划分、同级比较和程序复杂性。我国可参考地域广阔型国家的遴选方法,从自然生态系统类型(代表性和重要性)、原真性、生物多样性、自然景观、文化遗产等六大方面进行评价,区分国家公园建设的潜在区域和可建设区域。研究能够为国家公园的科学优选提供理论参考。     

基于景观格局的祁连山国家公园景观生态风险评价

为探析祁连山国家公园景观格局演变对景观生态风险的影响及为科学管理祁连山国家公园提供理论依据,便于合理的保护和发展生态系统。以祁连山国家公园2000—2018年Landsat遥感影像解译数据为基础,利用GIS空间分析技术和Fragstats4软件计算景观格局指数,对研究区的景观结构的组成及其转化进行了分析,在此基础上构建了景观生态风险指数,并通过空间自相关性分析了景观生态风险变化。结果表明:(1)从整个景观来看,景观破碎化程度相对较低,其中,森林景观破碎度显著增加,水域破碎度和分离度最高,不同景观类型干扰度特征差异较大。(2)研究区的区域景观生态风险等级面积中,以低生态风险区为主导,高生态风险区和较高生态风险区面积占比均较小,但增长幅度较其他风险等级区高,较低生态风险区和中等生态风险区面积总体呈下降趋势。(3)各时期景观生态风险度的Moran’s I值分别为0.633, 0.526, 0.547,表现出空间正相关性,空间上趋于聚集。人类活动干扰是导致该区域景观生态风险升高的主要原因。     

不同人类干扰背景下横断山南段保护优先区规划研究

建立自然保护区是保护和维持生物多样性最有效、最基本的措施。在有限的资金和人力条件下,如何参考不同人类干扰在保护优先区建设中的影响并选择合适的保护规划方案,在更大程度上的保护本区域的生物多样性,一直以来都是保护生物学家争论的焦点。以横断山南段区为例,重点关注保护区建设过程中不同的人类干扰程度,以人类干扰的高低为切入点,基于多准则决策分析的原理和方法,以横断山南植被生态系统和人类干扰强度因子为基础,对比分析横断山南的生态系统保护价值分布、人类干扰格局和保护成效,结果显示：一是区域内森林生态系统（针阔混交林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、落叶混交林、常绿针叶林）、湿地生态系统（湖泊、河流、草本湿地）、高山生态系统（冰川和永久积雪、高寒草甸、高寒草原）价值高且分值在21分以上;二是从人类干扰高低分析入手,基于维持和提升区域生物多样性的角度出发,提出了不同的保护优先区域和保护策略。三是识别出横断山南段区的保护优先区主要包括峨边县、马边县、石棉县、越西县、保山市、腾冲市、维西县、德钦县、察隅县等区域。     

东北山地水生鞘翅目昆虫多样性的比较研究

调查了东北长白山自然保护区及辽宁省医巫闾山两地静水水体中水生甲虫．结果表明,长白山阔叶红松林生态系统水生甲虫比辽宁医巫闾山农林复合生态系统水生甲虫物种丰富的多．长白山水生甲虫共有１７个属２９个种,而辽宁医巫闾山水生甲虫只有１０个属１３个种．两地水生甲虫Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数分别为２．１２４、１．６４３,Ｓｈａｎｎｏｎ均匀度分别为１．２６０、０．６４１,两种不同生态系统中的水生甲虫物种多度分布较好地拟合于对数级数模型,均以少数物种为优势种,其中长白山自然保护区水生甲虫以Ｈｙｄｒｏｇｌｙｐｈｕｓｊａｐｏｎｉｃｕｓ、Ｈａｌｉｐｌｕｓｓｉｍｐｌｅｘ为优势种,辽宁医巫闾山水生甲虫则以Ｈｙｄｒｏｇｌｙｐｈｕｓｐｕｓｉｌｕｓ、Ａｇａｂｕｓｕｓｕｒｉｅｎｓｉｓ、Ａｇａｂｕｓｂｒａｎｄｔｉ占优势．     

Forest ecosystem services of changbai mountain in china

The forest ecosystem of the Changbai Mountain is the most typical upland temperate forest ecosystem in eastern Asia. It is also of the most primitive vegetation type that came into being through the natural succession of soil and vegetation following volcanic eruption. The forest ecosystem has great importance for maintaining the structures and functions of the watershed ecosystems of the Songhua River, the Yalu River and the Tumen River. We combined physical assessment method (PAM) with the value assessment method (VAM) to evaluate the forest ecosystem services of the northern slope of the, including eco-tourism, forest by-products, timber, soil and water conservation, air purification, and the recycling of nutritive elements. We also assessed the integrated forest ecosystem service and analyzed its dynamics. The service value provided by the Changbai Mountain forest ecosystem amounts up to RMB 3.38 × 10¹² yuan, of which, water conservation is 66%, water conservation and air purification together make up 80%, while the timber value is only 7%. Therefore, developing the ecosystem services besides timber is the best way to exert the integrated value of the forest ecosystem services of Changbai Mountain.     

Forest ecosystem services of changbai mountain in china

The forest ecosystem of the Changbai Mountain is the most typical upland temperate forest ecosystem in eastern Asia. It is also of the most primitive vegetation type that came into being through the natural succession of soil and vegetation following volcanic eruption. The forest ecosystem has great importance for maintaining the structures and functions of the watershed ecosystems of the Songhua River, the Yalu River and the Tumen River. We combined physical assessment method (RAM) with the value assessment method (VAM) to evaluate the forest ecosystem services of the northern slope of the Changbai Mountain, including eco-tourism, forest by-products, timber, soil and water conservation, air purification, and the recycling of nutritive elements. We also assessed the integrated forest ecosystem service and analyzed its dynamics. The service value provided by the Changbai Mountain forest ecosystem amounts up to RMB 3.38×1012 yuan, of which, water conservation is 66%, water conservation and air purificatio     

东北林区不同尺度森林的含碳率

准确估算森林生态系统碳储量对整个陆地生态系统碳循环及全球变化研究具有至关重要的作用.本研究利用2007、2008年东北林区(大兴安岭林区、小兴安岭林区、张广才岭和长白山林区)标准地调查数据及同一时期的一类样地清查数据,采用地面乔、灌、草生物量模型及实验室Multi N/C 3000分析仪测定的林木含碳率,计算不同尺度上森林生物量及碳储量,分析不同尺度森林含碳率的变化及稳定性.结果表明: 东北林区林木不同器官的含碳率差异明显,其平均含碳率为树叶(0.4448)＞树枝(0.4422)＞树皮(0.4398)＞树干(0.4351).张广才岭和长白山林区针叶林的含碳率高于阔叶林,而大、小兴安岭林区阔叶林的含碳率高于针叶林.研究区域森林的含碳率相对稳定,东北林区森林总含碳率为0.44.     

东北森林带森林生态系统固碳服务空间特征及其影响因素

东北森林带作为国家主体生态区划"两屏三带"国家生态安全格局中的重要组成部分,在全球碳平衡中发挥着重要的碳汇作用。以东北森林带为研究区域,采用净生态系统生产力(NEP)评估其森林固碳服务,通过Anselin Local Moran's Ⅰ算法识别固碳服务的"热点"、"冷点"和"异常点",并分析探讨其空间格局与影响因素。结果表明:(1)东北森林带森林生态系统整体上是碳汇。2014年东北森林带森林固碳总量为36.41 Tg C/a,单位面积固碳量为89.57 g C m~(-2)a~(-1)。(2)固碳服务的热点区主要分布在大兴安岭北部和长白山中北部,冷点区主要分布在大兴安岭东部、小兴安岭和长白山南部,固碳服务的高值异常区域主要分布在森林边缘的农林交错带,低值异常区域主要分布在人为干扰严重的城市蔓延区。(3)东北森林带森林生态系统整体上受人为因素的影响小,其固碳服务与NDVI显著正相关。(4)城市扩张等人为干扰是固碳服务异常降低的根本原因,植被本身生长状况不佳和较高的温度是导致固碳服务的异常降低的重要影响因素。     

Regional ecosystem health response to rural land use change: A case study in Lijiang City,China

Quantitative analysis of the response of ecosystem health to rural land use change is required to comprehend the human-nature coupling mechanism and to explore the process of global environmental change, which can interpret the ecological effects of regional land use and land cover change comprehensively. However, the existing regional ecosystem health assessment largely ignored either the internal connection of ecosystem health to land use patterns or the internal representation of ecosystem services to ecosystem health. Using Lijiang City of China as a study area, the average normalized difference vegetation index (NDVI), landscape metrics, and ecosystem elasticity coefficient based on different land use types were used as quantitative indicators. Then the coefficient of spatial neighboring effect was introduced to characterize the adjacency effect on ecosystem services, and to generate the index of integrated ecosystem health. The results showed the change of land use was close to 30% at county level from 1986 to 2006, and forest land was the primary land use type. With respect to the declining physical health of ecosystems in all the four counties, the integrated health experienced a slight increase in Lijiang County. The vast majority of towns’ ecosystem physical health and integrated health declined, while more than 70% of towns did not change distinctly. Ecosystem physical health had distinct influence on the integrated ecosystem health, and ecosystem vitality was the main factor affecting the condition of physical health. Emphasized in the interconnection of pattern and process, this study provided an ecosystem health approach to assessing the integrated ecological effects of regional land use change.     

2000-2008年中国东北地区植被净初级生产力的模拟及季节变化

利用GLOPEM-CEVSA模型模拟并分析了中国东北地区2000-2008年植被净初级生产力(NPP)时空分布格局及其影响因素,并以4个森林生态站点(大兴安岭、老爷岭、凉水和长白山森林生态站)为例研究了东北地区森林NPP季节变化特征及其环境驱动.结果表明:2000-2008年,东北地区植被年均NPP为445 g C·m-2·a-1;整个研究区沿长白山山脉到小兴安岭山脉地区以及三江平原部分地区的NPP最高,沿长白山山脉到小兴安岭山脉西侧的辽河平原、松嫩平原东部、三江平原和大兴安岭地区次之,西部稀疏草原和荒漠地区的NPP最低.东北地区森林生态系统年均NPP最高,其次为灌丛、农田和草地,荒漠最低.森林生态系统中,针阔混交林年均NPP最大(722 g C·m-2·a-1),落叶针叶林年均NPP最小(451 g C·m-2·a-1).研究期间,森林NPP无显著年际变化,其中2007、2008年较往年NPP大幅增加,很可能与该地区期间气温上升有关(较往年偏高1 ℃=～2℃).东北地区森林自北向南生长季开始时间逐渐提前,生长季变长.     

长白山高山冻原植被生物量的分布规律

从物种生物量、优势种器官生物量和植被生物量角度,探讨了长白山高山冻原生态系统生物量的空间变化规律．结果表明,在调查的43种长白山高山冻原植物中,单物种生物量排序前5种植物分别是牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)(159．01kg·hm^-2)、笃斯越桔(Vaccinium jiliginosum var．alpinum)(137．52kg·hm^-2)、高山笃斯(Vaccinium uliginosum)(134．7kg·hm^-2)、宽叶仙女木(Dryas octopetala var．asiatica)(131．5kg·hm^-2)圆叶柳(Salix rotundifolia)(128．4kg·hm^-2)．它们是长白山高山冻原生态系统的优势种．地下与地上生物量和地下与总生物量之比随海拔升高逐渐增加．植被生物量随海拔升高。总体呈逐渐减小的趋势。植被生物量与海拔高度呈显著负相关．长白山高山冻原生态系统平均生物量为2．21t·hm^-2,对调节长白山小气候、涵养水源、水土保持等生态服务功能的发挥有着重要的作用。同时对固定大气CO2起着汇的作用。