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        城市自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)研究

        2014-02-25 02:48:59葉有華孫紅斌林石獅夏熳璐王偉陳冰
        關(guān)鍵詞:大鵬半島廊道

        葉有華,孫紅斌,林石獅,夏熳璐,王偉,陳冰

        城市自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)研究

        葉有華1,孫紅斌2*,林石獅1,夏熳璐2,王偉3,陳冰3

        1. 國(guó)家環(huán)境保護(hù)飲用水水源地管理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室//深圳市環(huán)境科學(xué)研究院,廣東 深圳518001;
        2. 深圳市野生動(dòng)物救護(hù)中心,廣東 深圳 518040;3. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,北京100012

        隨著城市的快速發(fā)展,城市自然生態(tài)體系受到人類活動(dòng)強(qiáng)烈的沖擊,城市景觀嚴(yán)重破碎化,城市自然保護(hù)區(qū)也受到城市建設(shè)的擠壓和干擾而孤島化,呈割裂的斑塊狀,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加劇。因此,構(gòu)建動(dòng)物廊道成為保護(hù)城市自然保護(hù)區(qū)完整性和連續(xù)性的關(guān)鍵。深圳是我國(guó)城市化強(qiáng)度較高的地區(qū),該城市的自然保護(hù)區(qū)正受到城市建設(shè)的強(qiáng)烈擠壓與沖擊,城市自然保護(hù)區(qū)受人為干擾而割裂,生境遭到不同程度的破壞,生物多樣性退化的形勢(shì)極其嚴(yán)峻。作者通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、數(shù)據(jù)資料分析、專家咨詢和GIS分析等手段,開展了大鵬半島自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)研究。結(jié)果顯示,大鵬半島自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物資源較為豐富,有珍稀瀕危動(dòng)物及保護(hù)動(dòng)物61種。結(jié)合大鵬半島自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物恢復(fù)的實(shí)際情況,確定了動(dòng)物廊道恢復(fù)的原則,進(jìn)而確定了兩棲類、爬行類和哺乳類動(dòng)物的恢復(fù)對(duì)象。結(jié)合國(guó)際國(guó)內(nèi)廊道恢復(fù)構(gòu)建理論框架,提出了大鵬半島自然保護(hù)區(qū)廊道構(gòu)建的3種類型(景觀型、線性型和踏腳石型)、與之相對(duì)應(yīng)的物種及其適宜的生境。就這3種不同類型的廊道進(jìn)一步提出了恢復(fù)構(gòu)建的原則、技術(shù)方法、保護(hù)對(duì)象的現(xiàn)狀分布與潛在分布,并繪制了動(dòng)物廊道構(gòu)建示意圖。該研究可為城市自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道恢復(fù)提供參考。

        動(dòng)物廊道;構(gòu)建技術(shù);自然保護(hù)區(qū);城市;大鵬半島

        隨著城市的快速發(fā)展,城市自然生態(tài)體系受到人類活動(dòng)強(qiáng)烈的沖擊,城市景觀嚴(yán)重破碎化,城市自然保護(hù)區(qū)也受到城市建設(shè)的擠壓和干擾而孤島化,呈割裂的斑塊狀,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加劇。因此,構(gòu)建動(dòng)物廊道成為保護(hù)城市自然保護(hù)區(qū)完整性和連續(xù)性的關(guān)鍵。

        廊道指景觀中與相臨兩側(cè)環(huán)境有明顯不同的線狀或帶狀結(jié)構(gòu)(Forman,1986;鄔建國(guó),2000),是生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成因子,對(duì)生物多樣性保護(hù)具有重要的生態(tài)功能,是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)、能量、信息、基因的保護(hù)、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移、交換通道(Forman,1986),而有些部分也是當(dāng)前人類干擾產(chǎn)生的重要生態(tài)問題之一。目前,國(guó)內(nèi)外已開展了大量關(guān)于廊道研究的探索,在廊道理論體系構(gòu)建(Largea和Petts,1996;Rohlling,1998;張文范和聞捷,2000;左莉娜,2012;喻本德等,2013;王偉等,2014)、廊道構(gòu)建方法(Ferenc,2000;Biondi等,2012;沈澤昊,2004;宋波等,2010;張桂紅,2011)、廊道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(Margules和Pressey,2000;Fall,2003;Kohlera等,2008;王獻(xiàn)溥和郭柯,2004)、廊道生態(tài)實(shí)踐(Margules和Pressey,2000;Gaston等,2008;Roever等,2013;徐海根等,2003;龔明昊等,2011)、廊道生態(tài)效益評(píng)估(Opermanis等,2012;Fan等,2013;Geldmann等,2013;Mendoza等,2013;Rubio-Salcedo等,2013;歐洋和王曉燕,2010;耿世偉,2012)等方面取得了顯著進(jìn)展。

        綜合來看,不管是在空間尺度上的研究與實(shí)踐,還是時(shí)間序列上的探索積累,有關(guān)廊道的研究均積累了較為豐富的數(shù)據(jù)資料,但相關(guān)的研究和實(shí)踐基本集中在自然保護(hù)區(qū)以及跨界的保護(hù)區(qū)域與網(wǎng)絡(luò)(王偉等,2014)。自然保護(hù)區(qū)以及跨界的自然保護(hù)區(qū)域及其網(wǎng)絡(luò)是生物多樣性分布的集中區(qū)域,對(duì)全球生態(tài)具有重要貢獻(xiàn),對(duì)區(qū)域廊道的探索

        研究及管理能夠使人類最大限度地服務(wù)于全球的生物多樣性保護(hù)。

        作為全球生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分的城市生態(tài)系統(tǒng),其廊道的探索研究工作極其有限。目前,關(guān)于城市廊道的研究主要集中在河流廊道的治理、恢復(fù)及其景觀設(shè)計(jì)(張桂紅,2011;張飲江等,2012)、綠道網(wǎng)研究(喻本德等,2013)、道路廊道研究(徐碧華等,2007),尤其集中在城市綠地系統(tǒng)探索研究(車生泉,2003;王穎,2006;郭偉等,2010),而關(guān)于城市自然保護(hù)區(qū)廊道的探索研究則少有報(bào)道(姜姍,2009)。

        聯(lián)合國(guó)2005年發(fā)布的《千年生態(tài)環(huán)境評(píng)估報(bào)告》和IPCC 2014年發(fā)布的第5次評(píng)估報(bào)告均明確指出人類對(duì)自然生態(tài)的干擾是明顯的,且干擾越大,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越大。作為人類集聚地,城市生態(tài)系統(tǒng)受到人類的干擾更大。如何保護(hù)城市生物多樣性,維持城市生態(tài)安全是城市生態(tài)研究中的重點(diǎn)課題。對(duì)受到干擾強(qiáng)烈的城市自然保護(hù)區(qū)來說,探索研究動(dòng)物廊道的構(gòu)建技術(shù)則是保護(hù)和恢復(fù)其動(dòng)物多樣性的重要途徑和方法。

        深圳是我國(guó)城市化強(qiáng)度較高的地區(qū),該城市的自然保護(hù)區(qū)正受到城市建設(shè)的強(qiáng)烈擠壓與沖擊,城市自然保護(hù)區(qū)受人為干擾而割裂,生境也遭到不同程度的破壞,生物多樣性退化的形勢(shì)極其嚴(yán)峻。本研究以深圳大鵬半島市級(jí)自然保護(hù)區(qū)為例,探索研究城市自然保護(hù)區(qū)構(gòu)建技術(shù),以期為城市自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道構(gòu)建及其生物多樣性保護(hù)提供參考。

        1 研究區(qū)域與方法

        1.1研究區(qū)域

        大鵬半島自然保護(hù)區(qū)位于廣東省深圳市東南部的大鵬半島,總面積146.22 km2。大鵬半島的所有范圍位于大鵬新區(qū)內(nèi)(圖1)。保護(hù)區(qū)北面與惠州市和深圳擬建的田頭山自然保護(hù)區(qū)相接,南面與東涌、西涌海灣相連,東靠大亞灣并緊鄰大鵬半島國(guó)家地質(zhì)公園、大鵬街道中心區(qū)、大鵬鎖城、龍歧灣、壩光新興產(chǎn)業(yè)基地(生物谷啟動(dòng)區(qū)),西隔大鵬灣與香港新界相望,并緊鄰馬巒山、葵涌街道中心區(qū)、下沙片區(qū)等地。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)年日照時(shí)數(shù)2011 h,年日照率47%,年平均氣溫22.3 ℃,年平均降水量2000 mm,年均相對(duì)濕度80%?土壤屬赤紅壤?紅壤和沖積土,土壤的酸性較強(qiáng),土質(zhì)粘重,有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為2%,赤紅壤多見于海拔300 m以下的丘陵地帶。

        大鵬半島自然保護(hù)區(qū)內(nèi)存在一定的居住人口,包括原村民和外來務(wù)工人員,區(qū)內(nèi)人員的經(jīng)濟(jì)生活條件較差。保護(hù)區(qū)所在的大鵬新區(qū)總?cè)丝诩s20萬(wàn),2013年GDP為245億元,全年接待游客數(shù)862.67萬(wàn)人次,道路長(zhǎng)度為234.07 km。大鵬新區(qū)的森林覆蓋率達(dá)76%,野生植物1656種,陸生脊椎動(dòng)物218種,國(guó)家二級(jí)以上重點(diǎn)保護(hù)野生植物9種;省級(jí)以上重點(diǎn)保護(hù)陸生脊椎動(dòng)物40種。這些珍稀瀕危動(dòng)植物幾乎全部分布在大鵬半島國(guó)家地質(zhì)公園和大鵬半島自然保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)。

        由于受城市發(fā)展的擠壓,大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的東面、西面和南面均存在較大受害風(fēng)險(xiǎn),尤其是大鵬半島中部廊道受到的人為影響更加明顯。此外,大鵬半島自然保護(hù)區(qū)受道路的切割,導(dǎo)致保護(hù)區(qū)的核心區(qū)呈分散狀,特色試驗(yàn)園區(qū)也與保護(hù)區(qū)主體相分離。

        圖1 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)位置圖(引自大鵬半島自然保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃(2011─2020年)Fig. 1 Location of Dapeng Peninsula Nature Reserve (Cited from Master Plan of Dapeng Peninsula Nature Reserve 2011─2020)

        1.2研究方法

        1.2.1 動(dòng)物廊道調(diào)查

        沿大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的所有交通路網(wǎng)進(jìn)行調(diào)查,尤其是對(duì)割裂自然保護(hù)區(qū)的道路進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查,為動(dòng)物廊道恢復(fù)提供參考依據(jù)。主要調(diào)查內(nèi)容包括:動(dòng)物廊道的類型與分布、動(dòng)物廊道是否割裂、動(dòng)物廊道割裂的原因及潛在的、動(dòng)物廊道周邊的生境條件等。廊道生境主要調(diào)查內(nèi)容為:針對(duì)森林植物群落為主的區(qū)域,具體調(diào)查內(nèi)容包括喬木蓋度、群落郁閉度、密度和多度,以及灌木層高、草本平均高度等;針對(duì)水體如河流、湖泊等生態(tài)系統(tǒng),則重點(diǎn)調(diào)查河流寬度、河道形狀、湖泊的形狀、面積等。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合道路調(diào)查的具體情況,分析自然保護(hù)區(qū)潛在的生境破碎化區(qū)域。動(dòng)物廊道調(diào)查時(shí)間為2013年6─7月。

        1.2.2 動(dòng)物調(diào)查

        在2013年5─10月,采用常規(guī)的動(dòng)物調(diào)查方法,對(duì)大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的動(dòng)物進(jìn)行6次調(diào)查記錄。記錄內(nèi)容包括:調(diào)查時(shí)間與地點(diǎn)、物種名稱、珍稀瀕危性、生境類型、詳細(xì)描述(大小、形狀、羽毛等)、個(gè)體數(shù)量與頻次、痕跡(如糞便、抓痕、足跡等)、海拔、坡度等。通過GPS和數(shù)字化地形圖記錄物種分布的具體位置,并通過ARCGIS軟件生成物種分布圖。

        1.2.3 數(shù)據(jù)資料收集分析

        大鵬半島自然保護(hù)區(qū)及其所在的整個(gè)大鵬新區(qū)已積累有大量的野生動(dòng)植物調(diào)查資料,這些資料主要保存在深圳是野生動(dòng)植物保護(hù)處(2010a,2010b)。深圳市環(huán)境科學(xué)研究院也長(zhǎng)期在大鵬半島開展有關(guān)生態(tài)安全體系的研究工作,已積累了豐富的數(shù)據(jù)資料(尹魁浩和葉有華,2010;葉有華等,2013;喻本德等,2013)。本研究所采用的數(shù)據(jù)均來源于已有的相關(guān)數(shù)據(jù)資料和課題組前期調(diào)查研究的數(shù)據(jù)積累,同時(shí)參考深圳市最近兩年的野生動(dòng)物報(bào)道資料(林園,2014)。

        1.2.4 圖形制作

        根據(jù)大鵬半島動(dòng)物種類與分布特征,利用GIS技術(shù),制作動(dòng)物分布圖和廊道設(shè)計(jì)圖。

        2 研究結(jié)果

        2.1陸生脊椎動(dòng)物特征

        通過5─10月的6次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,結(jié)合大量相關(guān)文獻(xiàn)、專家意見及本課題組對(duì)大鵬半島的長(zhǎng)期調(diào)查結(jié)果,可以看出:

        (1)哺乳動(dòng)物特征。根據(jù)初步統(tǒng)計(jì),大鵬半島哺乳動(dòng)物資源總計(jì)28種,隸屬7目15科。大鵬半島哺乳動(dòng)物數(shù)量相對(duì)較少,尤其是較大型的哺乳動(dòng)物,主要因?yàn)榇簌i半島成片的天然闊葉林較少,山體較為平緩,缺乏大型獸類良好的隱藏條件,而且各主要山體基本上呈獨(dú)立存在的孤山狀態(tài)。

        (2)鳥類特征。根據(jù)野外調(diào)查和資料統(tǒng)計(jì)表明,大鵬半島觀測(cè)到的種類和聽到其叫聲的鳥類有103種,隸屬15目,34科。其中非雀形目鳥類14目、18科、46種,占全部鳥類總種數(shù)的45.1%。雀形目鳥類有16科、57種,占鳥類總種數(shù)的55.4%。深圳市大鵬半島山體植被受人為的干擾程度較低,大部分為形成連片的次生性常綠天然闊葉林,植物種類相對(duì)較為豐富,終年花果不斷,為野生鳥類的生存提供了良好的隱蔽條件和食物來源。以果、蟲和花蜜為食的鳥類種類和數(shù)量較大。

        (3)爬行動(dòng)物特征。深圳市大鵬半島自然保護(hù)區(qū)爬行動(dòng)物41種,隸屬3目,13科;游蛇科為該保護(hù)區(qū)的優(yōu)勢(shì)科,占總種數(shù)的37.5%;其中,蟒蛇屬國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)爬行動(dòng)物。兩棲動(dòng)物19種,隸屬2目,6科。

        2.2珍稀瀕危性特征

        大鵬半島自然保護(hù)區(qū)有各類珍稀瀕危動(dòng)物及保護(hù)動(dòng)物共61種,占該區(qū)動(dòng)物總種數(shù)的31.9%。主要包括:《中華人民共和國(guó)野生動(dòng)物保護(hù)法》中被收錄的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄有44種,其中Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物1種,Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物28種,省級(jí)保護(hù)動(dòng)物14種(詳見表2);《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》中被收錄的包括附錄Ⅰ物種有2種,附錄Ⅱ物種有10種,附錄Ⅲ物種有2種;《中國(guó)瀕危動(dòng)物紅皮書》和《中國(guó)物種紅色名錄》被收錄的包括極危(CR)物種有5種,瀕危(EN)物種有9種,易危(VU)物種有15種?!稄V東省野生動(dòng)物保護(hù)管理?xiàng)l例》確定的廣東省重點(diǎn)保護(hù)的陸生野生動(dòng)物名錄(簡(jiǎn)稱“省級(jí)保護(hù)動(dòng)物”)的省級(jí)保護(hù)動(dòng)物有14種(表1和表2)。

        表1 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)各類珍稀瀕危動(dòng)物物種數(shù)Table 1 The Number of Various Types of Rare and Endangered Animal Species in Dapeng Peninsula Nature Reserve

        2.3大鵬半島自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物恢復(fù)對(duì)象確定

        2.3.1 選取的原則及依據(jù)

        恢復(fù)對(duì)象確定的原則和依據(jù)包括4個(gè)方面:(1)現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)特征;(2)是否亟需新的物理動(dòng)物通道:部分遷徙能力弱、需要較大棲息地、現(xiàn)有生境已被人工設(shè)施或建筑隔斷、需要物理通道的動(dòng)物種類將被優(yōu)先考慮。(3)動(dòng)物的受保護(hù)程度。(4)特色性及觀賞性:部分具有重要區(qū)系特色的兩棲類和

        爬行類動(dòng)物,將被優(yōu)先考慮。

        表2 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物、瀕危動(dòng)物和公約保護(hù)動(dòng)物名錄Table 2 List of National Key Protected Animals, Protected Animals, Endangered Animals and Conventions in Dapeng Peninsula Nature Reserve

        2.3.2 選取的動(dòng)物恢復(fù)對(duì)象

        大鵬半島生物資源豐富,孕育有良好的南亞熱帶常綠闊葉林,其中排牙山-迭福山、筆架山及紅花嶺地區(qū)森林覆蓋面積較大,植被類型多樣。盡管大鵬半島自然植被保存良好,但南北半島植被差異較大。因楓木浪水庫(kù)周邊及紅花嶺片區(qū)的地形地貌沒有排牙山、筆架山地區(qū)復(fù)雜,區(qū)內(nèi)山峰海拔多在300 m以下且較平緩,因而人類活動(dòng)較為頻繁,受人類干擾較為嚴(yán)重。

        蟒蛇等爬行動(dòng)物由于活動(dòng)的需要,主要活動(dòng)于常綠、闊葉林區(qū),常見于排牙山南部的常綠闊葉林中,少量分布于迭福山與排牙山的中間地帶壩崗坳,而在迭福山區(qū)域的大片常綠闊葉林卻鮮有分布。根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查結(jié)果,迭福山隧道附近不僅高速公路密集,并且建有多家大型工廠及電廠,勢(shì)必對(duì)這類物種的生存環(huán)境造成一定影響,使其不能到此自然生境棲息覓食。為此,構(gòu)建景觀類型的生物廊道,可有效擴(kuò)大大鵬半島爬行動(dòng)物的有效生境范圍(表3)。

        大鵬半島地區(qū)的虎紋蛙等兩棲動(dòng)物由于受到人類大量捕抓,目前種群數(shù)量較少,現(xiàn)階段僅有少量存在于排牙山和筆架山地區(qū)的常綠闊葉林中,種群生境及數(shù)量亟待恢復(fù)和重建。但在排牙山-迭福山和筆架山的過渡地帶,鹽壩高速橫亙其中,對(duì)這類物種的天然生境的聯(lián)通形成了阻隔。因此,亟需構(gòu)建線性類型生物廊道對(duì)大鵬半島兩棲動(dòng)物的生境進(jìn)行聯(lián)通和恢復(fù)。

        大鵬半島豐富的植物種類與大面積的次生性常綠闊葉林為野生鳥類的生存提供了良好的隱蔽條件和食物來源,以果、蟲和花蜜為食的鳥類種類和數(shù)量較大。同時(shí),島內(nèi)分布有多處水庫(kù)和溪流濕地,也為依賴于水域的鳥類提供了良好的棲息環(huán)境。白額雁為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物,在大鵬半島地區(qū)常見于大坑水庫(kù)和徑心水庫(kù)周邊區(qū)域。由于其生境多集中在水域、濕地附近,因此該物種滿足作為踏腳石類型廊道研究對(duì)象的條件。

        2.4大鵬半島自然保護(hù)區(qū)廊道恢復(fù)的類型

        基于大鵬半島重點(diǎn)物種的特性和分布情況,結(jié)合廊道理論框架及其主要類型(Kohlera等,2008;王偉等,2014),大鵬半島構(gòu)建和恢復(fù)的廊道主要分為景觀廊道、線性廊道以及踏腳石3種。其中景觀廊道結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜,適用于大中型哺乳動(dòng)物及爬行動(dòng)物遷移;線性廊道則以河流為主,多適用于水生動(dòng)物及兩棲動(dòng)物的洄游或遷移;而踏腳石則通常包括一連串的小型斑塊,多適用于鳥類遷飛過程中的短暫停留地或棲息地。

        根據(jù)動(dòng)物不同的生境習(xí)性及需求,本研究對(duì)大鵬半島地區(qū)的61種珍稀瀕危野生動(dòng)物進(jìn)行廊道構(gòu)建類別的劃分。哺乳動(dòng)物、爬行動(dòng)物和林棲鳥類的活動(dòng)范圍以天然森林為主,劃為景觀類型廊道需求物種;兩棲動(dòng)物依賴水源,通常沿湖泊、河流、溝渠等水系分布,歸為線性類型廊道需求物種;水鳥多分布在水庫(kù)、湖泊等小型濕地及沼澤地區(qū),故歸為踏腳石類型廊道需求物種;而猛禽類活動(dòng)范圍較廣,行動(dòng)能力較強(qiáng),構(gòu)建生境廊道對(duì)其生境及種群結(jié)構(gòu)影響不大,故不予分類。大鵬半島自然保護(hù)區(qū)各類型廊道物種具體如下表4至表6所示。

        2.5景觀類型動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)

        2.5.1 構(gòu)建原則

        景觀類型廊道構(gòu)建的主要目的是為珍稀瀕危物種中的大型哺乳動(dòng)物、陸生龜類、蛇類、陸棲和林棲鳥類等提供生物廊道,以減少生境破碎化對(duì)物種生存的威脅,促進(jìn)被人工隔離地區(qū)物種的擴(kuò)散和遷移。具體構(gòu)建原則如下:(1)景觀類型廊道的構(gòu)建應(yīng)以實(shí)現(xiàn)主要保護(hù)對(duì)象在大鵬半島所有適宜生境的正常遷移目標(biāo)為重點(diǎn);(2)景觀類型廊道的構(gòu)建應(yīng)與主要保護(hù)對(duì)象的分布范圍相鄰;(3)景觀類型廊道的構(gòu)建應(yīng)包含主要保護(hù)對(duì)象的適宜生境。

        2.5.2 技術(shù)方法

        根據(jù)大鵬半島的實(shí)際情況,景觀類型廊道主要適用于蟒蛇、小鴉鵑、小靈貓等物種。

        (1)主要保護(hù)對(duì)象分布現(xiàn)狀及潛在分布

        根據(jù)資料記載及野外調(diào)查數(shù)據(jù),適用于景觀類型廊道的物種主要分布如圖2所示。

        表3 動(dòng)物廊道受益種類Table 3 Corridor to Benefit Animal Species

        根據(jù)資料記載及野外調(diào)查數(shù)據(jù),適用于景觀類型廊道的物種主要活動(dòng)于植被茂密的林區(qū),或在林下的溪流旁,或在林中的巖石洞穴內(nèi),或在亞熱帶常綠闊葉林中覓食,或在針闊混交林中棲息??傊?,屬于該類型的動(dòng)物物種的潛在適宜生境主要集中

        在南北二島的林區(qū)。為此,對(duì)大鵬半島地區(qū)的植被進(jìn)行調(diào)查,并制成大鵬半島植被類型圖。從中提取出天然林的對(duì)應(yīng)區(qū)域,即為該類型物種的潛在適宜生境。

        表4 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)景觀類型廊道物種Table 4 The Species of Landscape Animal Corridor in Dapeng Peninsula Nature Reserve

        表5 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)線性廊道物種Table 5 The Species of Linear Animal Corridor in Dapeng Peninsula Nature Reserve

        (2)景觀類型廊道構(gòu)建

        通過分析適用于景觀類型廊道動(dòng)物物種的生

        境需求,利用ARCGIS軟件將其潛在生境提取出來。由圖可知,目前在該類動(dòng)物物種的生境通道中,存在兩個(gè)比較大的障礙。由于大鵬半島自然保護(hù)區(qū)分布的范圍觸及整個(gè)大鵬半島的東西南北四個(gè)方向的邊緣,為此在廊道構(gòu)建過程以大鵬新區(qū)的行政范圍為邊界(下同)。

        表6 大鵬半島自然保護(hù)區(qū)踏腳石類型廊道物種Table 6 The Species of Stepping Stone Animal Corridor in Dapeng Peninsula Nature Reserve

        圖2 景觀類型動(dòng)物廊道構(gòu)建示意圖Fig. 2 A Schematic Diagram for Landscape Animal Corridor

        景觀類型廊道動(dòng)物物種生境通道的兩大障礙之一是位于大鵬半島北部,橫跨在排牙山-迭福山與筆架山之間過渡地帶的鹽壩高速,在北部島嶼中的大面積天然林區(qū)中形成阻隔。故在構(gòu)建景觀類型廊道時(shí)可以選擇在鹽壩高速截?cái)嗵幮藿ㄌ鞓蚧蛘叩叵峦ǖ溃⒅苍炝值?,以連接高速路兩側(cè)的天然林地,為該區(qū)珍稀野生動(dòng)物提供通道。

        另一個(gè)障礙便是位于大鵬半島南部和北部之間的人工隔離地帶,該區(qū)目前覆蓋的植被為經(jīng)濟(jì)林和果林等人工林地,不適宜蛇類、哺乳動(dòng)物等的遷移,在紅花嶺地區(qū)的天然林區(qū)內(nèi),僅存在少數(shù)幾種珍稀瀕危鳥類,而哺乳動(dòng)物與爬行動(dòng)物鮮少見到,久而久之將形成小范圍內(nèi)的地理隔離。故在構(gòu)建景觀類型廊道時(shí),應(yīng)考慮將天然林進(jìn)行封山育林,并對(duì)人工林進(jìn)行林相改造,使得人工林逐步向天然林演變,從而使大鵬半島南北部貫通,使陸棲動(dòng)物能夠?qū)⒓t花嶺地區(qū)的天然林地充分利用起來,達(dá)到種群恢復(fù)與生境重建的目的。

        2.6線性廊道構(gòu)建技術(shù)

        2.6.1 構(gòu)建原則

        線性類型跨界廊道多以河流為主,其主要目的是為重點(diǎn)物種中的水生動(dòng)物提供廊道,以促進(jìn)水生動(dòng)物的洄游和遷移。本研究設(shè)定的大鵬半島野生動(dòng)物廊道的構(gòu)建原則,大體與景觀類型廊道的構(gòu)建一致,所不同的是線性類型廊道的篩選需考慮水域生境,包含河流、湖泊等。

        2.6.2 技術(shù)方法

        本研究涉及線性類型廊道的珍稀瀕危物種,主要包括虎紋蛙、水獺等。

        (1)主要保護(hù)對(duì)象分布現(xiàn)狀

        根據(jù)資料記載及野外調(diào)查數(shù)據(jù),適用于線性類型廊道的物種主要分布如圖3所示。

        圖3 線性動(dòng)物廊道構(gòu)建示意圖Fig. 3 A schematic diagram for linear animal corridor

        適用于線性廊道的物種主要是依水而生,水源是它們進(jìn)行生境選擇的一個(gè)重要因素。大鵬半島排牙山及周邊水庫(kù)數(shù)量較多,這些水庫(kù)及山區(qū)林地中的小型溪流為兩棲動(dòng)物和以水棲為主的龜類、哺乳動(dòng)物等提供了重要的食物和生境資源。因此將大鵬半島的湖泊、水庫(kù)和溪流等水域面積用ARCGIS提取出來,為線性廊道的構(gòu)建提供基礎(chǔ)。

        (2)線性類型廊道的構(gòu)建

        線性類型廊道的構(gòu)建主要是通過人工挖設(shè)若干條細(xì)小的溪流,或者建立直徑較小的隧道,將距離較近但沒有連通的水域連接起來,以此為兩棲動(dòng)物和以水棲為主的龜類、哺乳動(dòng)物的遷移提供通道,擴(kuò)大該類群動(dòng)物的活動(dòng)范圍。

        2.7踏腳石型廊道構(gòu)建技術(shù)

        2.7.1 構(gòu)建原則

        本研究中的踏腳石類型廊道系指一連串的小型斑塊,多適用于鳥類遷飛過程中的短暫停留地或棲息地。具體原則包括:(1)在某重要物種的分布范圍中;(2)擁有該物種的主要生境類型。

        2.7.2 技術(shù)方法

        本研究涉及踏腳石類型廊道的構(gòu)建以白額雁為例進(jìn)行說明,其他水鳥的構(gòu)建方法與此類似。白額雁為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物,集中活動(dòng)于水源保護(hù)區(qū)等小型濕地及其周邊的灌叢和農(nóng)田。

        (1)主要保護(hù)對(duì)象分布現(xiàn)狀

        利用ARCGIS軟件制成白額雁的在大鵬半島地區(qū)的分布示意圖,其分布如圖4所示。

        圖4 踏腳石類型動(dòng)物廊道構(gòu)建示意圖Fig. 4 A Schematic Diagram for Stepping Stone Animal Corridor

        適用于踏腳石類型廊道的物種主要為以濕地、沼澤為生境的水鳥類群,因此大鵬半島眾多的水庫(kù)、湖泊等水域生態(tài)系統(tǒng)都為水鳥的潛在適宜生境。

        (2)踏腳石類型廊道的構(gòu)建

        大鵬半島生態(tài)系統(tǒng)類型多樣,兼具陸生森林生態(tài)系統(tǒng)、淺海灘涂生態(tài)系統(tǒng)以及紅樹林濕地等獨(dú)特的生態(tài)景觀,同時(shí)又具有豐富的人工、半人工生態(tài)系統(tǒng)類型,在水庫(kù)周邊形成大片的沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng),是水鳥遷徙過程中重要的停歇地。從大尺度范圍來看,這些淺海灘涂、濕地等均可作為踏腳石類型的廊道。因此在大鵬半島地區(qū)構(gòu)建踏腳石類型廊道,首先需要保護(hù)好現(xiàn)有的濕地、湖泊生境,設(shè)立小范圍的隔離區(qū)減少人類活動(dòng)產(chǎn)生的干擾;其次需要在大鵬半島南北部之間大面積的人工隔離地帶設(shè)置一些人工水域或建立小型濕地生態(tài)系統(tǒng),以供為在南北部之間遷飛的鳥類停歇。

        3 討論

        本研究基于大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀特點(diǎn),構(gòu)建了景觀型、線性和踏腳石型廊道,將國(guó)內(nèi)外廊道構(gòu)建理論框架內(nèi)的3種廊道類型(Rohlling,1998;張文范和聞捷,2000)集中在一起,一方面說明大鵬半島自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型多樣,是候鳥遷徙路徑的暫歇地,大鵬半島自然保護(hù)區(qū)自動(dòng)納入亞洲或世界自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò),成為跨界保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的成員(Margules和Pressey,2000);另外一方面說明大鵬半島自然保護(hù)區(qū)極其敏感和脆弱,已受到了較為嚴(yán)重的人為干擾,廊道的構(gòu)建對(duì)該保護(hù)區(qū)物種多樣性的恢復(fù)具有極其重要的作用。

        不管是哪一種的廊道類型技術(shù)構(gòu)建,基本都體現(xiàn)了大鵬半島自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物的集中分布地或遷徙路徑,這說明在大鵬半島動(dòng)物廊道構(gòu)建前、構(gòu)建過程和構(gòu)建后,廊道選址區(qū)域及其周邊的生境的保護(hù)與恢復(fù)狀況影響和制約著廊道功能的發(fā)揮,這也與“基質(zhì)-廊道-斑塊”原理(鄔建國(guó),2000)相吻合。

        由于受條件的限制,本研究未長(zhǎng)時(shí)間對(duì)大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的野生動(dòng)物進(jìn)行觀察,因此該區(qū)域的動(dòng)物分布可能與野外的實(shí)際情況略有出入。研究過程除了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研外,主要依賴于GIS手段進(jìn)行分析和作圖,為此部分區(qū)域的廊道的設(shè)計(jì)難以完全滿足野生動(dòng)物的需求,目前只繪制了各類型廊道構(gòu)建的示意圖,在應(yīng)用過程尚需進(jìn)一步到現(xiàn)場(chǎng)踏勘,制定詳細(xì)可操作的廊道設(shè)計(jì)工程與圖紙。

        4 結(jié)論與建議

        城市自然保護(hù)區(qū)受到城市建設(shè)強(qiáng)烈的干擾,導(dǎo)致自然保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)被割裂,生物多樣性降低,動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)研究的成果將為被割裂的生態(tài)系統(tǒng)搭建順暢、安全的系統(tǒng)連接紐帶。大鵬半島自然保護(hù)區(qū)景觀類型、線性類型和踏腳石類型3類動(dòng)物廊道的構(gòu)建技術(shù)與大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的實(shí)

        際情況相符合,該成果的運(yùn)用將有助于大鵬半島自然保護(hù)區(qū)的動(dòng)物廊道建設(shè),加快生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量、信息的轉(zhuǎn)換,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)朝著健康的方向發(fā)展。為提高動(dòng)物廊道的管理應(yīng)用水平,提出兩點(diǎn)建議,一是建議根據(jù)大鵬半島動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)成果,啟動(dòng)動(dòng)物廊道的試點(diǎn)建設(shè),探索動(dòng)物廊道在城市自然保護(hù)區(qū)中建設(shè)的路徑;二是開展廊道及其周邊生境的長(zhǎng)期跟蹤性監(jiān)測(cè)與評(píng)估(Rubio-Salcedo等,2013),收集數(shù)據(jù)資料,為動(dòng)物廊道的效果評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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        Researches on Designing Technology of Animal Corridor in Urban Nature Reserve

        YE Youhua1, SUN Hongbin2, LIN Shishi1, XIA Manlu2, WANG Wei3, CHEN Bing3
        1. State Environmental Protection Key Laboratory of Drinking Water Source Management and Technology/Shenzhen Academy of Environmental Sciences, Guangdong Shenzhen 518001, China; 2. Shenzhen Wild Animal Rescue Center, Guangdong Shenzhen 518040, China; 3. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

        With the rapid development of cities, the natural eco-system has been badly hit, the urban nature reserves are being squeezed and interference, and the urban landscape is severely fragmented and patchy, resulting in the ecological risk increased, so to build an animal corridor is a key point to protect the integrity and continuity of the city nature reserve. Shenzhen is the strength of our highly urbanized areas, nature reserves in the city are being squeezed and the strong impact of urban construction. Urban nature reserves are disturbance and fragmentation, habitat also suffered varying degrees of damage, and the situation of biodiversity conservation is extremely serious. In this study, the Dapeng Peninsula nature reserve was taken as a case to explore the construction techniques of animal corridor in urban nature reserve, hoping to give an experience for the construction of animal corridor in urban nature reserves and the biodiversity conservation.

        animal corridor; construction technology; nature reserve; city; Dapeng Peninsula

        Q958

        A

        1674-5906(2014)12-1905-10

        國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07206-004);深圳市城管局科研項(xiàng)目(201323);深圳市環(huán)境科技計(jì)劃項(xiàng)目(SZCG2013040569);大鵬新區(qū)環(huán)境科研項(xiàng)目(DPCG2013000310)

        葉有華(1979年生),男,高級(jí)工程師,博士,主要從事生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展研究

        *通信作者:E-mail: 83235081@qq.com

        2014-10-09

        葉有華,孫紅斌,林石獅,夏熳璐,王偉,陳冰. 城市自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物廊道構(gòu)建技術(shù)研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(12): 1905-1914.

        YE Youhua, SUN Hongbin, LIN Shishi, XIA Manlu, WANG Wei, CHEN Bing. Researches on Designing Technology of Animal Corridor in Urban Nature Reserve [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(12): 1905-1914.

        The construction technology for animal corridor in Dapeng Peninsula Nature Reserve was carried out through field investigation, data analysis, expert advice and GIS analysis and other means. Results showed that, wildlife resources are more abundant in Dapeng Peninsula, with an approximately of 61 rare, endangered and protection animals. Combined with the actual situation of animal recovery in Dapeng Peninsula Nature Reserve, the principles of animal corridor restoration was determined, including the characteristics of the ecosystem, whether animals need a new physical channel, the extent of the protected animals, nature and ornamental characteristics, and consequently to determine the recovery object of amphibians, reptiles and mammals. Combined with domestic and international theoretical framework of corridor, three restoration types of animal corridor (landscape type, linear type and a stepping stone to type), corresponding to species, and its habitat were proposed for Dapeng Peninsula nature reserve. The restore of the animal corridor, the principles of building technical methods, the potential distribution and conservation distribution of the object for these three different types were further proposed. The schematic diagrams of the animal corridor construction were also draw.

        The animal corridor constructed technology could be valuable and useful to the construction of animal corridor in Dapeng Peninsula Nature Reserve, to accelerate the material, energy, information conversion within the ecosystem, and to promote a healthy direction of eco-systems in future. Furthermore, the construction technology of animal corridor will also provide a reference for the restore of animal corridor of urban nature reserves.

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