海南岛生物多样性保护优先区评价与系统保护规划

选择海南岛140个濒危物种为指示物种,在物种栖息地评价的基础上,利用系统保护规划工具MARXAN模型进行迭代运算,提出了海南岛生物多样性保护优先区域,并对保护优先区进行评价.结果表明:海南岛保护优先区面积5383.7km2,占海南岛陆地面积的15.6%,集中分布于鹦哥岭、尖峰岭、五指山等林区和北部湿地;在保护优先区中,11个I级指示物种栖息地的保护比例均超过各自栖息地总面积的65%.通过对保护优先区与现有自然保护区的空缺分析,建议扩充尖峰岭保护区群、鹦哥岭-黎母山保护区群、五指山-吊罗山保护区群;新建抱龙林场-林鼻岭-福万岭保护体系;在海南岛北部建立以水源保护为主,同时兼顾珍稀物种保护的水源地保护带.     

集成生态系统服务与生物多样性的系统保护规划

生物多样性和生态系统服务的保护与可持续管理是当今世界面临的重大挑战之一,但如何判识与优化集成生态系统服务与生物多样性保护对象的保护优先区网络,相关研究还很有限。针对“三江并流”区,选取珍稀濒危与特有动植物物种和自然植被类型作为生物多样性保护对象,以调节服务(碳存储、固碳和土壤保持)、文化服务(自然游憩)和供给服务(水源供给)为生态系统服务保护对象。应用系统保护规划方法,首先判识出单一生物多样性和生态系统服务保护优先区;然后,分析这些保护优先区间的相关关系,并选择与生物多样性正相关的生态系统服务类型,判识集成生态系统服务与生物多样性的保护优先区;最后,评估了集成生态系统服务与生物多样性保护优先区在六类已建保护地中的保护状况。结果表明：(1)“三江并流”区多情景规划得到的生物多样性与生态系统服务保护优先区之间均呈正相关关系;(2)与分别针对生态系统服务和生物多样性的规划情景相比,集成生态系统服务与生物多样性保护优先区能够同时对两类保护对象提供最高的保护覆盖率;(3)集成生态系统服务和生物多样性保护优先区占研究区总面积的48.9%,其已建保护地覆盖率为32.5%,说明现有保护地体系仍存在保护...     

长江上游森林生态区生物多样性保护优先区确定--基于生态区保护方法

邀请110位在长江上游地区开展生物多样性研究与保护的专家,分4个阶段进行了参与式研讨,采用生态区保护方法确定了兽类、鸟类、两栖和爬行类、昆虫、真菌和维管植物等生物类群的指示物种和保护优先区,最后确定了长江上游森林生态区内16个生物多样性保护优先区和5个连接带。16个优先区中,7个具有最高优先性,即秦岭、大巴山、金佛山-梵净山-武陵源区、岷山、邛崃山-大相岭、贡嘎山、三江并流核心区;9个具有高优先性,即伏牛山、米仓山、若尔盖高原、凉山、攀西地区、中甸-木里地区、川西北高原、金沙江上游高山峡谷区、怒江—澜沧江高山峡谷区。目前这些优先区及连接带内保护区的分布很不平衡:某些优先区和连接带内保护区面积所占比例很小甚至没有保护区分布;某些优先区人为干扰比较强烈,生境破碎化比较严重。建议通过新建自然保护区和调整已有的保护区,填补保护空缺,完善自然保护区系统;结合国家重点生态建设工程和生物多样性保护行动,保护天然林,恢复退化植被,在优先区和连接带内限制人类经济活动,以确保优先区和连接带发挥应有的生态功能。     

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。     

近 20 年国外系统保护规划研究进展及启示

运用系统保护规划（SCP）的方法建立保护地（protected area）对生物多样性资源及其所提供的生态系统服务价值具有重要保护作用。笔者归纳总结了自 19 世纪 80 年代以来系统保护规划思想产生和发展的历程,随后基于近 20 年来系统保护规划相关文献,梳理得到现阶段影响保护规划最为核心的两大背景—气候变化及生态系统服务,此背景对系统保护规划六步法关键步骤的研究动态产生深刻影响,并推动了新的研究进展的产生,其中涵盖了规划理念更新、保护目标多元化、数据及模型算法拓展、管理框架变更。笔者结合中国的自然保护地规划背景和相关实践,从关键内容、监测评估、实施管理 3 个方面提出未来的研究方向,以期通过借鉴国际上保护规划的方法、工具、经验对完善中国的保护地体系构建的实践提供参考。     

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。     

京津冀地区物种多样性保护优先区识别研究

着力扩大环境容量和生态空间,加强跨区环境保护合作,是落实京津冀一体化协同发展国家战略的重要内容。摸清京津冀地区的生物多样性分布格局,可为国家公园布局、生态环境保护工程的实施提供依据。根据"自然保护区生物多样性保护价值评估技术规程（LY/T 2649-2016）",基于京津冀地区自然保护区的综合科学考察报告,评估了京津冀地区典型自然保护区的物种多样性保护价值,并以其为因变量,以自然保护区的综合地形地貌为自变量,构建多元回归模型,同时以自然保护区的平均面积为基准,利用ArcGIS的创建"渔网"功能,将京津冀地区划分为1638个网格单元,利用构建的多元回归模型评估了这些网格单元的保护价值。结果表明：京津冀地区国家级自然保护区的保护价值平均得分为204分,比参评的全部35个自然保护区的平均分高40分;在省级自然保护区中也存在一些得分较高的自然保护区,如,唐海湿地自然保护区和河北南大港自然保护区,且超过了参评国家级自然保护区保护价值得分的平均值。京津冀地区的物种多样性保护优先区总面积为36791.35 km²,占京津冀地区总面积的16.94%,其中一级保护优先区面积4611.57 km²,二级保护优先区面积16045.79 km²,三级保护优先区面积16133.98 km²。这些区域主要分布在河北省和北京市的北部地区,区域内绝大部分以森林植被和灌丛植被为主。建议在未来的国家公园布局、生态环境保护工程布局中重点考虑这些地区。     

基于C-Plan规划软件的生物多样性就地保护优先区规划——以中国东北地区为例

以中国东北地区为研究区域,根据生物多样性属性特征,选择研究区域内具有代表性的濒危物种作为指示物种,利用系统保护规划方法(Systematic Conservation Planning,SCP)和保护规划软件(C-Plan),对该区域进行了优先保护规划研究。通过计算规划单元的不可替代性值(Irreplaceability,IR),找出区域生物多样性热点地区和保护空缺地区,然后利用C-Plan规划软件对该地区进行保护优先等级划分,确定必须保护(Mandatory Reserved,MR)、协商保护(Negotiated Reserved,NR)和部分保护(PartiallyReserved,PR)3个等级保护区域的具体位置和面积,并针对保护现状提出保护规划建议。结果显示,必须保护区域的总面积占区域总面积的8.17%,主要分布于长白山核心地区和大兴安岭北部原始林区;协商保护区域占总面积的7.51%,主要分布于大兴安岭东南部和松嫩平原湿地;部分保护区域占总面积的9%。保护空缺分析结果显示,现有国家级自然保护区对生物多样性的保护存在3个明显的保护空缺,即长白山林区的龙岗山地区、老爷岭北部和张广才岭南部;大兴安岭北部原始林区、呼玛河—黑龙江流域的平原湿地和伊勒呼里山东南部山区;大兴安岭南部森林草原过渡区的东南部森林地区。结合区域内已建立的国家级自然保护区情况,利用C-Plan规划软件对不同时期建立的保护区实现保护目标的贡献率做了分析。截止2000年,已建保护区可实现预期保护目标的17.5%,通过对贡献率大小的比较确定了不同时期保护的有效程度。研究打破了传统的对称几何形状的单元划分方法,根据植被类型和自然地形地貌,采用自然多边形进行单元划分,提高了物种分布范围准确度。研究通过C-Plan规划软件的实际应用,丰富了系统保护规划研究的方法,从理论上为区域保护规划提供了科学依据,并可指导我国自然保护区管理政策的制定和中长期规划的编制。     

全球200:确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法

生物多样性保护的优先性研究成为保护生物学研究的焦点之一,“全球２００”是世界自然基金会确立的旨在拯救地球上急剧损失的生物多样性优先保护区域的清单,是确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法。本文介绍了“全球２００”的研究方法,分析了在应用中存在中存在的问题,着重讨论了“全球２００”中涉及到中国的部分以及它们与中国目前的生物多样性保护关键地区的异同。     

基于系统保护规划方法东北生物多样性热点地区和保护空缺分析

根据东北地区生物多样性特征,利用系统保护规划方法和国际上常用的保护规划软件C- plan,计算了规划单元的不可替代性值,确定了区域生物多样性热点地区,并根据保护区分布现状进行了生物多样性保护空缺分析.结果显示,东北地区不可替代性较高的热点地区有4个,分别是:(1)长白山西北部林区,(2)大兴安岭北段山地区,(3)大兴安岭南部森林与草原过渡区,(4)松嫩平原中部湿地区. 在优先、一般、非优先3个等级中,需要优先保护地区的总面积是19.49×104km2,约占区域总面积的20.91%.同时,根据已建保护区分布情况研究发现,区域内存在3个明显的保护空缺,即长白山西北部林区、大兴安岭北段山地区和大兴安岭南段森林草原过渡区.建议新建和扩建保护区,同时建立生态廊道把相应的保护区关联起来,以实现区域内生物多样性保护目标.     

系统保护规划和不可代替性分析在区域规划中的应用

在区域规划中应该把保护和发展密切结合起来,才能为实施可持续发展战略奠定基础。遵循系统保护规划和不可代替性分析的观点,内蒙古克 什克腾旗应该建立10个不同类型的保护区,并与有关部门和社区实施共同管理,建设成为一个可持续发展的示范基地。     

The key elements of a comprehensive global mammal conservation strategy

A global strategy is necessary to achieve the level of coordination, synergy and therefore optimization of resources to achieve the broad goal of conserving mammals worldwide. Key elements for the development of such a strategy include: an institutional subject that owns the strategy; broad conservation goals, quantitative targets derived from them and appropriate indicators; data on the distribution of species, their threats, the cost-effectiveness of conservation actions; and a set of methods for the identification of conservation priorities. Previous global mammal research investigated phylogeny, extinction risk, and the species and areas that should be regarded as global conservation priorities. This theme issue presents new key elements: an updated Red List Index, a new list of evolutionarily distinct and globally endangered species, new high-resolution mammal distribution models, a global connectivity analysis and scenarios of future mammal distribution based on climate and land-cover change. Area prioritization schemes account for mammalian phylogeny, governance and cost-benefit of measures to abate habitat loss. Three discussion papers lay the foundations for the development of a global unifying mammal conservation strategy, which should not be further deterred by the knowledge gaps still existing.     

国家公园优先保护区域识别——以浙江丽水为例

如何充分利用有限的资源更好地保护生物多样性一直都是保护地管理所追求的目标。整合保护对象、优化保护地的空间布局、有效识别国家公园优先保护区域是当前中国国家公园体制建设的主要任务。本研究以浙江丽水为例,采用生态模型评估了该区域关键生态系统服务(固碳释氧、水文调节、水资源、土壤保持)的空间分布格局,同时运用MaxEnt模型模拟了37种濒危物种适宜栖息地分布的空间格局。在此基础上,将关键生态系统服务和濒危物种作为保护对象,通过系统保护规划模型MARXAN,在0.4 km×0.4 km规划网格上计算丽水各规划单元的生态保护不可替代性指数,并结合当地管理需求,综合识别了国家公园优先保护区域。结果表明:2005—2015年间,研究区生态系统固碳量为0.05 kg C·m^-2·a^-1,释氧量为0.13 kg O₂·m^-2·a^-1,水文调节量为83.25亿m³·a^-1,水资源量为803 mm·a^-1,土壤保持量为95.53 t·h...     

Towards systematic and evidence‐based conservation planning for western chimpanzees

As animal populations continue to decline, frequently driven by large‐scale land‐use change, there is a critical need for improved environmental planning. While data‐driven spatial planning is widely applied in conservation, as of yet it is rarely used for primates. The western chimpanzee (Pan troglodytes verus) declined by 80% within 24 years and was uplisted to Critically Endangered by the IUCN Red List of Threatened Species in 2016. To support conservation planning for western chimpanzees, we systematically identified geographic areas important for this taxon. We based our analysis on a previously published data set of modeled density distribution and on several scenarios that accounted for different spatial scales and conservation targets. Across all scenarios, typically less than one‐third of areas we identified as important are currently designated as high‐level protected areas (i.e., national park or IUCN category I or II). For example, in the scenario for protecting 50% of all chimpanzees remaining in West Africa (i.e., approximately 26,500 chimpanzees), an area of approximately 60,000 km² was selected (i.e., approximately 12% of the geographic range), only 24% of which is currently designated as protected areas. The derived maps can be used to inform the geographic prioritization of conservation interventions, including protected area expansion, “no‐go‐zones” for industry and infrastructure, and conservation sites outside the protected area network. Environmental guidelines by major institutions funding infrastructure and resource extraction projects explicitly require corporations to minimize the negative impact on great apes. Therefore, our results can inform avoidance and mitigation measures during the planning phases of such projects. This study was designed to inform future stakeholder consultation processes that could ultimately integrate the conservation of western chimpanzees with national land‐use priorities. Our approach may help in promoting similar work for other primate taxa to inform systematic conservation planning in times of growing threats.     

基于系统保护规划的三江平原湿地保护网络体系优化

综合三江平原湿地不同层次、不同维度的生物多样性特征,在系统保护规划方法(Systematic Conservation Planning,SCP)框架下,以集水区为规划单元,计算研究区域不可替代性指数,确定高保护价值网络体系,通过保护空缺分析对现有保护网络进行优化,并评估优化体系的有效性。结果表明:三江平原湿地高保护价值区域的分布呈现沿河流分布的特点;现有保护区中湖泊和目标物种的保护状态比较好;保护网络体系优化后,沼泽湿地在保护网络中的比重由22.88%重增加到50%以上;河流湿地由16.20%增加到33.92%;地下水资源在现有保护网络中的比重非常低,仅为2.01%,优化后保护网络中保护比重增加到12.05%,因此在今后的保护区规划中,应该重视对地下水资源的保护和管理。另外本研究结合生态脆弱性对高保护价值的空缺设计3个情景方案,并根据生态威胁的种类和强度提出各优先保护方案的保护建议,为保护管理决策提供依据。     

From principles to practice: a spatial approach to systematic conservation planning in the deep sea

Increases in the demand and price for industrial metals, combined with advances in technological capabilities have now made deep-sea mining more feasible and economically viable. In order to balance economic interests with the conservation of abyssal plain ecosystems, it is becoming increasingly important to develop a systematic approach to spatial management and zoning of the deep sea. Here, we describe an expert-driven systematic conservation planning process applied to inform science-based recommendations to the International Seabed Authority for a system of deep-sea marine protected areas (MPAs) to safeguard biodiversity and ecosystem function in an abyssal Pacific region targeted for nodule mining (e.g. the Clarion–Clipperton fracture zone, CCZ). Our use of geospatial analysis and expert opinion in forming the recommendations allowed us to stratify the proposed network by biophysical gradients, maximize the number of biologically unique seamounts within each subregion, and minimize socioeconomic impacts. The resulting proposal for an MPA network (nine replicate 400 × 400 km MPAs) covers 24% (1 440 000 km²) of the total CCZ planning region and serves as example of swift and pre-emptive conservation planning across an unprecedented area in the deep sea. As pressure from resource extraction increases in the future, the scientific guiding principles outlined in this research can serve as a basis for collaborative international approaches to ocean management.     

Management options for river conservation planning: condition and conservation re-visited

1. Systematic conservation planning is a process widely used in terrestrial and marine environments. A principal goal is to establish a network of protected areas representing the full variety of species or ecosystems. We suggest considering three key attributes of a catchment when planning for aquatic conservation: irreplaceability, condition and vulnerability. 2. Based on observed and modelled distributions of 367 invertebrates in the Australian state of Victoria, conservation value was measured by calculating an irreplaceability coefficient for 1854 subcatchments. Irreplaceability indicates the likelihood of any subcatchment being needed to achieve conservation targets. We estimated it with a bootstrapped heuristic reserve design algorithm, which included upstream–downstream connectivity rules. The selection metric within the algorithm was total summed rarity, corrected for protected area. 3. Condition was estimated using a stressor gradient approach in which two classes of geographical information system Layers were summarised using principal components analysis. The first class was disturbance measures such as nutrient and sediment budgets, salinisation and weed cover. The second class was land use layers, including classes of forestry, agricultural and urban use. The main gradient, explaining 56% of the variation, could be characterised as agricultural disturbance. Seventy‐five per cent of the study area was classified as disturbed. 4. Our definition of vulnerability was the likelihood of a catchment being exposed to a land use that degrades its condition. This was estimated by comparing land capability and current land use. If land was capable of supporting a land use that would have a more degrading effect on a river than its current tenure, it was classified vulnerable (66% of the study area). 79% of catchments contained more then 50% vulnerable land. 5. When integrating the three measures, two major groups of catchments requiring urgent conservation measures were identified. Seven per cent of catchments were highly irreplaceable, highly vulnerable but in degraded condition. These catchments were flagged for restoration. While most highly irreplaceable catchments in good condition were already protected, 2.5% of catchments in this category are on vulnerable land. These are priority areas for assigning river reserves.