国家公园生态系统服务研究与展望

国家公园是指由国家建立并主导管理的、旨在保护为人类提供福祉的自然资源和生态系统。学界已对国家公园的保护、管理与利用等开展了多方面、深层次的研究。生态系统服务是自然资源为人类提供福祉的重要基础,分析国家公园生态系统服务的研究态势可为我国在该领域的发展提供参考和借鉴,为建立和管理以国家公园为主的自然保护地体系提供理论依据。本文综述了国家公园生态系统服务与生物多样性的关系、在土地利用下的响应及机制、对气候变化的响应与反馈、价值的量化评估、服务权衡5个方面的研究进展。强调国家公园生态系统服务兼具综合性、复杂性和异质性等特点,提出该研究领域需以生态学理论为基础,同时紧密结合社科类研究,尤其重视机器学习和空间工具在生态系统服务评估框架、方法与模型研究中的应用。未来应当在加强研究国家公园生态系统服务驱动机制的同时,注重优化系统模型,聚焦大尺度、综合性研究,并持续关注国家公园生态系统服务与人类福祉的依存关系。     

国家公园生态系统完整性的内涵及评价框架: 以东北虎豹国家公园为例

保护自然生态系统的完整性是我国建立国家公园的主要目标之一, 《国家公园设立规范》(GB/T 39737-2021)已将生态系统完整性作为国家公园的准入条件生态重要性的认定指标之一, 但目前对国家公园生态系统完整性的内涵还没有统一定义, 并缺乏具体的评价体系。本文在国内外相关研究的基础上, 结合我国国家公园体制试点成果及第一批国家公园设立实践, 提出了国家公园生态系统完整性的基本内涵及评价指标体系, 以期为今后设立国家公园时划定边界范围或评估国家公园管理成效提供理论依据。作者提出, 应从生态系统结构和过程完整性、功能完整性、空间格局完整性3个维度对我国国家公园生态系统完整性进行综合评价。以东北虎豹国家公园为例, 体制试点以来, 东北虎(Panthera tigris altaica)和东北豹(P. pardus orientalis)等顶级食肉动物的食物链相对完整, 虎、豹野生种群从俄罗斯进入、定居、繁衍、扩散的路径清晰, 种群稳定增长、栖息地质量持续改善, 生物多样性日益丰富, 国家公园正式设立范围划定时充分考虑了生态系统完整性保护, 生态系统完整性评级为优秀, 为国家公园可持续发展奠定了良好基础。     

青藏高原生态系统完整性远程评价与国家公园群建设时序研究

青藏高原是我国重要生态安全屏障,保有大量重要的受人类活动干扰较小的自然生态系统。但近年来受社会经济发展和气候变化的影响,高原生态系统面临退化风险。为了更好地守护地球第三极,第二次青藏科考提出建立青藏高原国家公园群的科学构想。为了全面掌握人类胁迫和气候变化背景下,青藏高原生态系统完整性维持情况,并识别生态系统完整性维持较好的区域,为青藏高原国家公园群的规划布局提供支撑,研究基于对生态系统完整性内涵的理解以及青藏高原生态系统特征,借鉴加拿大国家公园生态系统完整性评估框架,构建了"格局-质量-功能-问题-压力"生态系统完整性远程评估框架,对青藏高原生态系统完整性进行了综合评估并分析了其空间格局特征。结果显示：青藏高原整体维持了较好的生态系统完整性,分别有3.52%、7.51%和70.71%的区域生态系统完整性等级为优、良和中,但受人类胁迫影响,部分区域生态系统完整受到破坏,分别有18.17%和0.10%的区域生态系统完整性等级为较差和极差。从空间上看,青藏高原东部地区生态系统完整性整体高于西部地区。从生态系统完整性保护的角度看,青藏高原可用于建设国家公园的备选区数量多、分布广,且呈现大面积连片分布的格局。目前正在开展的三江源、祁连山、大熊猫、普达措等国家公园体制试点区均具有较高的生态系统完整性。为了加快推动生态系统完整性高的区域保护,根据青藏高原国家公园潜在建设区的生态系统完整性指数结果,建议优先启动雅鲁藏布大峡谷、色林错-普若岗日、独龙江三江并流、若尔盖、贡嘎山、稻城亚丁等国家公园建设,待条件成熟后,再逐步启动其他具有景观、文化价值的国家公园建设。     

国家公园生态系统文化服务多元利益主体认知比较——基于实证调查分析

探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知,并在此基础上,利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价。结果表明:(1)居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高,具有一定趋同性;而游客则对保健服务认知程度最高(2.44),这与其旅行目的相关。居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理(1.89)、民俗文化普及(2.12)、精神崇拜(1.86)服务。(2)在重要性方面,3类主体均认为人文关怀服务 > 自然体验服务 > 社会服务,在具体指标层面,居民最看重民俗文化普及服务(0.1355)、管理人员和游客最看重精神崇拜服务。(3)3类主体对CES认知评价排序为管理人员(4.24) > 游客(4.11) > 居民(3.99),管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者,体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用。(4)CES认知的权衡关系主要体现在管理人员,居民与游客的CES认知为协同关系。协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知。CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关,研究结果将为国家公园政策制定提供参考。     

哈尼梯田湿地生态系统健康评价指标体系构建

为了获得梯田湿地生态系统健康评价的指标体系,以云南红河哈尼梯田湿地为例,基于对该湿地维持机制的分析,构建了包括生态特征、功能整合、社会与政治3个方面共20个指标的健康评价指标体系以及各个指标的健康阈值分级表。同时,利用AHP层次分析法确定了各指标的权重,运用综合评价法对梯田湿地生态系统的健康状态进行评价。本研究构建的评价指标体系解决了哈尼梯田湿地生态系统缺乏健康评价指标体系和支持理论的问题,为评价该类型湿地生态系统的健康状态提供指导方法,能够依据其评价结果为后续湿地健康质量的提升及湿地的可持续利用发展提出改进策略。     

国家公园研学旅行适宜性评价指标体系构建与实证研究

国家公园兼具自然生态系统保护与教育、游憩等社会文化功能,是自然性、体验性和课程性研学旅行的潜在活动场所之一。研学旅行为国家公园的教育、游憩价值实现提供路径参考。基于"内在价值-外在条件"分析框架,根据独立性、全面性、科学性及可操作原则,选择教育价值、游憩价值、环境条件、相关设施及服务等4个因子构建国家公园研学旅行适宜性评价指标体系,并以钱江源国家公园为例进行实证分析。结果表明,国家公园的研学旅行利用应首先考虑教育价值,在完善教育、游憩等相关设施及服务的同时兼顾环境承载力及利益相关者态度等环境条件,最后考虑游憩价值;钱江源国家公园的研学旅行利用具有良好的教育及游憩价值基础,中小学生的研学旅行需求与利益相关者的支持态度等提供了外在环境条件保障,但在教育、交通及安全等方面的设施及服务有待改善。研究结果可为国家公园及其他场地的研学旅行利用规划与管理提供参考。     

京津冀地区生态系统服务供需测度及时空演变

生态系统服务供需状况深刻影响地区生态安全与经济社会的可持续发展。以京津冀为研究区,选取产水、碳固持以及粮食生产3项生态系统服务,应用InVEST模型、ArcGIS空间分析模块,定量测度2005年与2015年京津冀地区生态系统服务供需水平,探索京津冀地区生态系统服务供需时空格局及类型演变特征。结果表明：（1）在2005年与2015年,京津冀地区产水服务处于供需赤字状态,碳固持服务和粮食生产服务处于供需盈余状态,且各项生态系统服务供需状态呈显著的空间异质性;（2）2005年与2015年京津冀地区生态系统服务综合供需状况呈赤字状态,主要赤字范围以京津为中心呈环状分布,并在此期间范围有所扩大。（3）基于生态系统服务供需状况,将京津冀各县区划分为生态涵养区、生态保育区、生态改良区、生态恢复区以及生态控制区,并针对各类型区生态系统供需状况及其时空演变规律,提出了相应的政策建议。     

汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010—2015年的生态系统类型及活力变化,并运用In VEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010—2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ—Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。     

基于耦合模型和遥感技术的江苏中部海岸带生态系统健康评价

以生态系统健康理论为基础,从资源环境、景观生态、人类活动3个方面,按活力、组织力和恢复力3个子系统选取了10个代表性指标,构建了遥感技术支持下的海岸带陆域生态系统健康评价指标体系,并耦合TOPSIS模型和VOR生态系统健康度量模型对江苏中部海岸新洋港至川东港岸段进行了应用评价。研究结果表明:江苏中部海岸生态系统健康状态处于健康和良好的区域占27.62%,一般占60.94%,较差和差占11.44%,整体生态健康状况中等偏好。从地物类型和空间分布来看,斗龙港至四卯酉河岸段以滩涂植被、农田和围海养殖区为主,植被和水体对气候调节有积极作用,整体生态健康状况良好;四卯酉河至王港岸段由于大丰港建设,港区陆域植被覆盖率低、热岛效应强,建筑将原本连通的自然景观隔断,导致斑块数量增多,斑块面积减小,加剧了景观破碎化,对原有海岸带生态系统产生一定的破坏,生态健康状况相对较差;此外,新洋港至斗龙港岸段以及川东港岸段以自然保护区湿地为主,植被覆盖度高,人为干扰程度小,生态健康状况也较好。由于该耦合模型评价方法直接基于遥感监测数据,且无需赋予指标权重,因此研究结果相对更加客观,更能反映海岸带生态系统的实际健康状况。     

基于旗舰物种的生态系统文化服务供需及流研究——以大熊猫国家公园为例

旗舰物种的象征意义体现了环境与文化之间的联系,有利于增强地区文化认同。探讨旗舰物种文化服务的供需空间关系对特殊生态系统保护、文化景观规划和可持续发展具有重要意义。本文以大熊猫为对象,选取大熊猫的网络关注度和企业使用量(命名或作为标识)作为测度其文化服务潜在需求和已实现需求的代用指标,识别并分析了大熊猫文化服务的供给区和需求区及其分布特征;并基于主成分分析法探究了文化服务流的影响因素和形成机制。结果表明：大熊猫文化服务供给区为大熊猫国家公园,分布集中仅占全国面积的0.3%,四川为主要供给区,受种群数量和交通可达性限制,供给区的供给能力较低;大熊猫文化服务需求区及服务流路径均具空间异质性,分布在四川以东地区,潜在服务流路径比已实现服务流路径多,公众对大熊猫的网络关注多于使用标识;大熊猫文化服务供需在空间分布上极不匹配,主要受人口分布与迁移、经济发展和政策条件的影响。     

中国三江源国家公园与韩国智异山国家公园的对比研究

自1967年智异山被认定为韩国首个国家公园以来,韩国以国家公园为主体的自然保护地体系建设已历经50余年。这期间韩国在国家公园的建设中积累了大量经验,十分值得我国借鉴。选取我国首个国家公园体制试点——三江源国家公园和韩国首个国家公园——智异山国家公园为研究对象,对二者的管理现状进行了定性分析,并运用基于最优实践的国家公园管理能力评价方法对二者的管理能力进行了定量评价。研究表明:三江源国家公园的管理能力综合得分低于智异山国家公园,在体制建设、保障机制、资源环境管理、社区管理和科普教育五个方面均与智异山国家公园存在一定差距;智异山国家公园在资源本底调查、法制建设、多方参与、环境教育和游憩管理方面的管理能力十分突出,为三江源国家公园管理能力的提升提供了有益借鉴;三江源国家公园在生态补偿和制度约束方面具有比较优势,但在自然资源权属、资源本底调查、社区组织建设和游憩管理方面则亟待提升。在此基础上,针对三江源国家公园建设提出了强化科研支撑、健全多方参与制度、推进全民福利共享三项建议,针对我国国家公园体制建设提出了制定《国家公园法》、设置自然保护地顶层规划两项建议,以期促进三江源国家公园管理能力提升、推动我国国家公园体制建设。     

旅游废弃物生态影响评价——以九寨沟、黄山风景区为例

从旅游生态系统物质与能量循环的特点出发,提出旅游废弃物的概念,构建基于生态足迹的旅游废弃物生态影响评价模型,并以九寨沟、黄山风景区为例进行实证比较研究.研究结果表明:(1)2004年九寨沟旅游废弃物生态足迹总量为46960.5678hm2,是黄山总量22331.4490hm2的2.1倍,人均0.024560966hm2是黄山人均0.01394088 hm2的1.76倍.(2)显性生态因子的废水、粪便、固体垃圾、废弃物处理设施的生态足迹很小,4类合计仅占总量的0.16%(九寨沟)与0.3%(黄山),而隐性生态因子CO2排放的生态足迹则占总量的99.84%(九寨沟)与99.70%(黄山).(3)2004年九寨沟与黄山旅游业的CO2排放量分别高达309455.66t与146947.84t,游客人均CO2排放量分别为161.85kg、91.74kg,旅游业的CO2排放对全球气候变化与生态影响的特征明显.(4)旅游废弃物生态足迹中游客占1%,居民占0.26%,而相关企业(交通、饭店)占98.74%.(5)旅游废弃物对九寨沟风景区、成都-九寨沟沿途区域、成都—九寨沟沿途区域以外地区不同空间尺度的生态影响分别为1.26%、34.8%、63.94%;对黄山风景区、黄山市区域、黄山市区域以外地区的生态影响分别为14.6%、31.97%、53.43%.(6)2004年九寨沟、黄山旅游业的生态效率分别为2.53kgCO2-e/US$、1.67kgCO2-e/US$,生态效率值偏大,对生态环境的影响深远.(7)由于风景区规模、性质、游客构成以及游客选择交通工具的差异,旅游废弃物对不同旅游地生态影响的程度与方向不同,而降低游客规模、缩短旅行距离、减少飞机旅行方式等是降低旅游废弃物生态影响的关键.     

国家公园及周边地区人为扰动强度的时空变化与驱动因素——以三江源国家公园为例

科学评价国家公园及周边地区人为扰动强度及其影响,是提升各种人类活动空间监管准度的基本前提,对保障国家公园可持续发展和永续利用、牢筑国家生态安全屏障功能具有重要价值。以三江源国家公园为例,运用改进的人为扰动强度指数测算模型和人为扰动行为调查台账数据库,定量评估1980—2018年国家公园及周边地区人为扰动强度的时空变化过程,诊断影响一般扰动及失范扰动的驱动力与主要因素,探讨人为扰动监管存在的主要问题及优化建议。研究结果显示：1980—2018年三江源国家公园内人为扰动强度提升3.237%,长江源园区人为扰动强度显著低于澜沧江源和黄河源园区;2000—2010年人为扰动增长较为显著,而在2010—2018年趋于平稳,表明2010年以来生态保护措施和监管执法尺度更趋严格,并对三江源人为扰动过程产生明显遏制;以交通设施为主的基础设施建设、人口城镇化及原住民传统生产生活活动、游憩利用活动是人为扰动强度变化的主要驱动力;道路及沿线配套设施、原住民生活设施和水电设施建设是国家公园内失范人为扰动的主因。针对三江源国家公园及周边地区人为扰动驱动因素与监管问题,建议实施精细化用途分类分区管制、激活并规范市...     

国家公园生态系统生产总值核算——以海南热带雨林国家公园为例

海南热带雨林国家公园拥有我国最具代表性、连片面积最大的热带雨林,生态产品丰富,在开展国家公园生态产品价值实现机制探索上具有得天独厚的优势。本研究基于《陆地生态系统生产总值(GEP)核算技术指南》框架,构建符合热带雨林国家公园特色的GEP核算体系,对2019年海南热带雨林国家公园GEP进行核算。结果表明: 2019年,海南热带雨林国家公园GEP为2045.13亿元,单位面积GEP为0.46亿元·km^-2。其中,物质产品价值为48.50亿元,占国家公园GEP总量的2.4%;生态系统调节服务价值为1688.91亿元,占82.6%;文化服务价值为307.72亿元,占15.0%。从不同生态系统类型来看,以山地雨林、低地雨林、落叶季雨林、热带云雾林等为代表的热带雨林生态系统的单位面积价值量远高于人工林及其他生态系统,表明热带雨林生态系统在提供生态系统服务功能方面具有显著作用。此外,本研究还基于国家公园GEP核算结果,提出进一步探索生态产品价值实现路径和实现机制的相关建议。     

生态系统游憩服务功能维度及其形成——以三江源国家公园为例

已有研究主要从规模角度分析生态系统游憩服务,较少分析其结构。结合生态系统服务理论与旅游体验理论,基于旅游者的生态体验提出生态系统游憩服务功能维度的理论模型,并以三江源国家公园为案例区,采用问卷调查搜集数据,运用因子分析与结构方程模型分析数据、验证假设。研究表明,生态系统游憩服务包括美感体验、游憩机会与适宜环境3个功能维度,其形成受到地形、地表覆被、独特景观、景观格局、植被、保护地空间类型、天气与海拔等要素的影响。在不同区域,由于生态要素条件、旅游者对生态要素与各功能维度的感知和态度存在区别,生态系统游憩服务结构呈现出功能和结构差异性。研究解析了生态系统游憩服务的功能维度,深化了生态系统游憩服务研究,有助于完善生态系统游憩服务理论,优化生态要素管理方式。     

三江源国家公园生态功能时空分异特征及其重要性辨识

三江源国家公园的建立有利于在该区域实行最严格的生态保护,筑牢国家生态安全屏障。为摸清三江源国家公园生态本底,基于遥感数据,地理信息系统平台及生态评估模型模拟等技术手段,分析了三江源国家公园生态系统类型,2000—2015年生态功能的时空分异特征及变化趋势,辨识其重要性,并对其变化驱动因素进行初探。结果表明:(1)三江源国家公园以草地、荒漠、水体与湿地生态系统为主,面积占比达到99.8%。(2)三江源国家公园水源涵养、土壤保持及防风固沙极重要区的占比分别为15.3%、13.7%和22.4%。(3)整体呈现东部以水源涵养、中部以土壤保持、西部以防风固沙为核心生态功能的空间格局。(4)2000—2015年,水源涵养功能量总体下降,但提升区域面积占比达84.5%,极重要区呈现下降态势;土壤保持功能量总体提升,年变化趋势为987万t/a,全区超过95%的地区均呈上升趋势;防风固沙功能由于风速减小及植被覆盖度的降低,出现下降态势,为-356万t/a。(5)气候暖湿化以及三江源生态保护工程的实施是三江源国家公园生态功能总体提升的主要原因,然而草地退化态势尚未完全遏制,局部地区植被覆盖度仍有所下降。为实现国家公园和自然资源的严格保护和永续利用,需对其进行统筹规划、科学布局,在科学把握生态系统自然规律的基础上,分区、分级对其进行生态保护和修复。     

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。