郭子良,崔國發(fā)

(北京林業(yè)大學(xué)自然保護區(qū)學(xué)院, 北京 100083)

中國自然保護綜合地理區(qū)劃

郭子良,崔國發(fā)*

(北京林業(yè)大學(xué)自然保護區(qū)學(xué)院, 北京 100083)

綜合自然地理區(qū)劃可以為生物多樣性保護和自然保護區(qū)體系建設(shè)等提供基礎(chǔ)資料,為區(qū)域生物多樣性政策的制定提供科學(xué)依據(jù)。隨著我國自然保護區(qū)事業(yè)的不斷發(fā)展,自然保護綜合地理區(qū)劃成為自然地理區(qū)劃的重要研究內(nèi)容之一。雖然我國自然保護區(qū)體系已經(jīng)初步建立,但仍然沒有一個同時依據(jù)生物因素和非生物因素分布規(guī)律,確定的自然保護綜合地理區(qū)劃方案,為生物多樣性保護和自然保護區(qū)建設(shè)服務(wù)。利用GIS技術(shù)和PC-ORD4.0軟件中的雙向指示種分析(TWINSPAN)方法,將中國版圖劃分出3489個基本地理單元,并對這些地理單元進行了數(shù)量化分類。然后,根據(jù)這個分類結(jié)果,參考植被區(qū)劃和地貌區(qū)劃等,提出了中國自然保護綜合地理區(qū)劃方案。中國自然保護綜合地理區(qū)劃方案包括了8個自然保護地理大區(qū)、37個自然保護地理地區(qū)和117個自然保護地理亞地區(qū)。該區(qū)劃具有以下特點：(1)利用TWINSPAN的數(shù)量分類方法進行地理區(qū)劃的探索是區(qū)劃方法上的創(chuàng)新,為自然地理區(qū)劃的研究提供了新的研究途徑。(2)選取的數(shù)量化指標(biāo)是在結(jié)合已有專項區(qū)劃資料提出的,有助于避免動植物分布指標(biāo)的人為選擇偏差,可以綜合反映區(qū)域自然地理特征,對生物多樣性就地保護和自然保護區(qū)體系建設(shè)具有較好的指導(dǎo)作用。(3)量化分析保證了地理區(qū)劃的客觀性,同時定性分析避免了量化分析過程中的誤差,使區(qū)劃結(jié)果更準(zhǔn)確。

自然保護; 地理區(qū)劃; 數(shù)量分類; 生態(tài)因子

綜合自然地理區(qū)劃可以為生物多樣性保護和自然保護區(qū)體系建設(shè)等提供基礎(chǔ)資料,為區(qū)域生物多樣性政策的制定提供科學(xué)依據(jù)[1- 2]。生物地理區(qū)劃是自然地理區(qū)劃的重要研究內(nèi)容之一,國際上主要應(yīng)用生物地理區(qū)劃為區(qū)域保護區(qū)的合理規(guī)劃布局提供依據(jù)。早在19世紀(jì)中葉,Sclater就根據(jù)鳥類的分布規(guī)律,提出了世界陸地動物區(qū)劃方案[3],隨后Wallace對這個方案進行了修訂,提出了全球陸地分為6個界的劃分方案[4]。而20世紀(jì)70年代,Udvardy首次將生物地理區(qū)劃與生物多樣性就地保護工作結(jié)合了起來,編制了生物地理區(qū)劃方案——世界生物地理省分類。Udvardy建議在每個生物地理省范圍內(nèi)都要選擇適宜地段建立生物圈保護區(qū),使主要原生性生態(tài)系統(tǒng)都得到必要的保護和發(fā)展[5]。隨后,國外開展了大量的生物地理區(qū)劃的研究,并提出了很多全球性的區(qū)劃方案[6- 9]。但這些區(qū)劃方案側(cè)重點各有不同,其分別考慮了氣候因素、生物群落和生物多樣性等自然特征對自然地理環(huán)境的指示作用。近代以來,中國的自然地理區(qū)劃和生物地理區(qū)劃研究發(fā)展也很快,并形成了許多不同的區(qū)劃方案[10- 21]。但是這些地理區(qū)劃很多是根據(jù)生物因子和非生物因子等單一因素的研究結(jié)果提出的,而且并不以生物多樣性保護為目的。而目前自然地理區(qū)劃逐漸向著跨學(xué)科綜合性研究方面發(fā)展,而且“生態(tài)化”明顯[2,13- 15,22]。近幾年,定量化分析方法也被引入到地理區(qū)劃研究中,其中倪健主要根據(jù)氣候、土壤和地形等非生物因子,而解焱主要根據(jù)野生動植物的分布信息,分別進行了地理區(qū)劃的量化分析研究,但兩者的地理區(qū)劃結(jié)果存在很大差異,說明定量化分析的指標(biāo)選擇可能導(dǎo)致地理區(qū)劃結(jié)果的差異[1,13]。

自然保護綜合地理區(qū)劃是基于自然環(huán)境要素和生物分布特征進行的區(qū)劃工作,旨在為生物多樣性保護以及自然保護區(qū)建設(shè)和管理服務(wù),屬于自然地理區(qū)劃的一個重要方面。目前,我國雖然制定了眾多的區(qū)劃系統(tǒng),但是這些區(qū)劃方案并不能滿足我國生物多樣性保護和自然保護區(qū)體系建設(shè)的需要。而且隨著我國自然保護區(qū)數(shù)量的增加和體系的不斷完善,迫切的需要能更好的反應(yīng)區(qū)域地貌類型、動植物區(qū)系和植被類型等特征的自然保護地理區(qū)劃,來配合中國的自然保護區(qū)建設(shè)工程,為自然保護區(qū)的科學(xué)建設(shè)和管理提供依據(jù)[23- 27]。

1 區(qū)劃原則

(1)相對一致性原則

地域分異的相對一致性是自然保護地理區(qū)劃的基礎(chǔ),相對一致的自然地理特征有助于自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)中相同類型或種類的野生動植物之間的基因交流。因此區(qū)劃方案應(yīng)充分體現(xiàn)區(qū)域自然地理特征和生物類群的空間組合及其空間分異特征,保持區(qū)域的相對一致性。

(2)綜合性原則

綜合地理區(qū)劃研究是以綜合反映一個地區(qū)的地域異質(zhì)性為目標(biāo)而開展的,不能根據(jù)某一專項區(qū)劃的邊界劃定其邊界。而且數(shù)量分類方法雖然能對區(qū)域異質(zhì)性進行綜合表達并保證區(qū)劃的客觀性,但并不能對相鄰基本地理單元的關(guān)聯(lián)程度進行區(qū)分,所以必須綜合運用圖層疊加等手段對其進行修正。

(3)生物因子與非生物因子相結(jié)合的原則

氣候、土壤和地貌等非生物因子對區(qū)域自然生態(tài)特征具有重要影響,但是并不能完全反映一個地區(qū)的地域性差異,這些地域性差異必然在生物因子上具有重要體現(xiàn)。

2 區(qū)劃依據(jù)

氣候區(qū)劃、土壤區(qū)劃、植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃等均反應(yīng)了較大尺度的生態(tài)因子的分布規(guī)律,對小尺度綜合區(qū)劃的影響有限,但地貌區(qū)劃和植被區(qū)劃的影響一直較大。因此本研究中將地貌區(qū)劃和植被區(qū)劃作為主要依據(jù),而其它區(qū)劃方案為輔。

2.1 區(qū)劃方案的依據(jù)

地貌區(qū)劃方案：選取了本研究組2013年確定的“中國地貌區(qū)劃系統(tǒng)”,其包括4個地貌大區(qū)、40個地貌地區(qū)、127個地貌亞地區(qū)和473個地貌區(qū)[28]。

氣候區(qū)劃方案：選取了1978年中央氣象局根據(jù)已有氣候區(qū)劃和全國氣象臺站所的數(shù)據(jù)確定的“中國氣候區(qū)劃”。

土壤區(qū)劃方案：選取了1965年趙其國等提出的“中國土壤區(qū)劃”。

植物區(qū)系分區(qū)方案：選取了1983年吳征鎰等提出的“中國植物區(qū)系分區(qū)”。

動物地理區(qū)劃方案：選取了1999年張榮祖等提出的“中國動物地理區(qū)劃”。

植被區(qū)劃方案：選取了2007年張新時等提出的“中國植被區(qū)劃”。

2.2 數(shù)量分類的依據(jù)

氣候、土壤、植物、動物和植被等5個方面構(gòu)成了TWINSPAN方法數(shù)量分類最基本的指標(biāo)體系,這些指標(biāo)的屬性信息分別通過氣候區(qū)劃、土壤區(qū)劃、植物區(qū)系分區(qū)、動物地理區(qū)劃和植被區(qū)劃等方案獲得。確定基本地理區(qū)劃單元的各項屬性依據(jù)的是各個專項區(qū)劃方案中屬性信息,包括了45個氣候區(qū)、78個土壤區(qū)、29個植物地區(qū)、54個動物地理省和116個植被區(qū)。利用GIS10.0通過圖層疊加,提取這些信息并輸入到基本地理區(qū)劃單元內(nèi),得到基本地理區(qū)劃單元的屬性表,作為基本地理單元的數(shù)量分類依據(jù)。

3 區(qū)劃方法

區(qū)劃方法是判斷一個區(qū)劃系統(tǒng)科學(xué)性的重要依據(jù),也是區(qū)劃過程中應(yīng)解決的核心問題和關(guān)鍵所在,本研究的技術(shù)路線如圖1。首先,使用GIS10.0軟件將氣候區(qū)劃單元、土壤區(qū)劃單元和根據(jù)地貌類型確定的地貌區(qū)劃單元進行疊加和聯(lián)合,得到中國陸地區(qū)域的3489個基本地理區(qū)劃單元,南海諸島并未參與數(shù)量分類。

然后,根據(jù)每個基本地理單元所處地理空間在中國氣候區(qū)劃、中國土壤區(qū)劃、中國植物區(qū)系分區(qū)、中國動物地理區(qū)劃和中國植被區(qū)劃中位置的不同,利用GIS10.0提取各個基本地理單元的不同屬性作為數(shù)量分類的指標(biāo),再得到“基本地理單元×屬性信息”排列矩陣,用1表示具有的屬性字段,用0表示不具有的屬性字段,并使用PC-ORD4.0軟件中的雙向指示種分析(TWINSPAN)方法進行數(shù)量分類,得到基本地理單元數(shù)量分類結(jié)果。其中TWINSPAN方法是一種兼顧定性及定量的分類方法,在群落分類中較為常用,為數(shù)值分類的一種,本法由Hill等在1975年所創(chuàng)立[29]。其原理是采用序列法中的交互平均法[30],對分類樣本自上而下依次進行二分,直到各群無法切分為止。TWINSPAN方法可以通過計算模型來反映樣本之間的差別,比較客觀的反映分類樣本的相似或相異性,并據(jù)此進行分類,但仍然需要人為判斷臨界值。

最后,將得到3489個基本地理單元的數(shù)量分類結(jié)果輸入GIS10.0中。因為TWINSPAN分類方法并不考慮不同指標(biāo)之間的近似和相關(guān)程度,所以要對數(shù)量分類所得結(jié)果中各區(qū)域的邊緣進行檢查矯正。在數(shù)量分類的基礎(chǔ)上,參考了植被區(qū)劃、地貌區(qū)劃等確定了中國自然保護綜合地理區(qū)劃方案的等級區(qū)劃系統(tǒng)。

4 結(jié)果

4.1 基本地理單元數(shù)量分類結(jié)果

自然保護區(qū)是以保護區(qū)域內(nèi)主要自然生態(tài)系統(tǒng)、野生動植物及其生境為目標(biāo)的。因此,在自然保護綜合地理區(qū)劃中,全面考慮了影響自然界的生物和非生物因素,對其指標(biāo)進行了量化處理,得到了數(shù)量化的分類結(jié)果,部分結(jié)果如圖2。

圖2 數(shù)量分類4次(a)和7次(b)分類結(jié)果Fig.2 The result of numerical taxonomic after 4 times and 7 times

中國陸地區(qū)域分類四次后,被分為了12個區(qū)域,基本符合中國東北、華北、東南、中南、內(nèi)蒙古、西北和青藏高原等的地域分異規(guī)律。而分類7次后,分類結(jié)果較為復(fù)雜,而局部地貌特征的變化對其影響變大。這說明隨著區(qū)劃尺度的不斷變小或區(qū)劃方案的細(xì)化,局部地貌特征等因素的影響越來越大。數(shù)量分類結(jié)果對區(qū)劃指標(biāo)具有了較好的表達,較為客觀的表現(xiàn)了區(qū)域差異。

4.2 中國自然保護綜合地理區(qū)劃方案

根據(jù)整體性原則和相對一致性原則將面積較小的帶狀區(qū)域并入周邊地理區(qū)域,并參考進一步的分類結(jié)果、地貌區(qū)劃和植被區(qū)劃等對各個區(qū)域的邊界進行調(diào)整。而南海諸島部分由于其具有獨特的自然地理特征,因此將其作為獨立的一級區(qū)。根據(jù)上述的區(qū)劃原則、區(qū)劃依據(jù)和區(qū)劃方法,提出了包括8個一級區(qū)(自然保護地理大區(qū))、37個二級區(qū)(自然保護地理地區(qū))和117個三級區(qū)(自然保護地理亞地區(qū))的中國自然保護綜合地理區(qū)劃方案,如圖3和表1。

圖3 中國自然保護綜合地理區(qū)劃圖Fig.3 The natural conservation comprehensive geographical regionalization of China

自然保護地理大區(qū)Thenaturalconservationgeographicalzone自然保護地理地區(qū)Thenaturalconservationgeographicalarea自然保護地理亞地區(qū)Thenaturalconservationgeographicalsubarea東北大區(qū)Ⅰ大興安嶺北部寒溫帶半濕潤地區(qū)Ⅰ1大興安嶺北段山地落葉針葉林亞地區(qū)Ⅰ1A大興安嶺南部溫帶半濕潤地區(qū)Ⅰ2大興安嶺中段針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ2A、大興安嶺南段森林草原亞地區(qū)Ⅰ2B小興安嶺溫帶半濕潤地區(qū)Ⅰ3小興安嶺北段丘陵針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ3A、小興安嶺南段山地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ3B東北平原溫帶濕潤半濕潤地區(qū)Ⅰ4小興安嶺山前臺地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ4A、松嫩平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅰ4B、大黑山臺地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ4C、遼河下游平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅰ4D長白山溫帶濕潤半濕潤地區(qū)Ⅰ5三江平原栽培植被、濕地與針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ5A、張廣才嶺山地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ5B、長白山山地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ5C遼東半島暖溫帶半濕潤地區(qū)Ⅰ6龍崗山山地針闊混交林亞地區(qū)Ⅰ6A、遼東半島落葉闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅰ6B華北大區(qū)Ⅱ華北平原暖溫帶半濕潤地區(qū)Ⅱ1遼西冀東山地落葉闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅱ1A、海河平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅱ1B、太行山東側(cè)栽培植被與落葉闊葉林亞地區(qū)Ⅱ1C山西高原暖溫帶半干旱地區(qū)Ⅱ2冀北山地落葉闊葉林與草原亞地區(qū)Ⅱ2A、晉北中山盆地落葉闊葉林與草原亞地區(qū)Ⅱ2B、晉中山地落葉闊葉林亞地區(qū)Ⅱ2C陜北和隴中高原暖溫帶半干旱地區(qū)Ⅱ3陜北高原切割塬落葉闊葉林與草原亞地區(qū)Ⅱ3A、隴中高原南部落葉闊葉林與草原亞地區(qū)Ⅱ3B太行山南段和秦嶺北坡暖溫帶半濕潤地區(qū)Ⅱ4陜南豫西栽培植被與山地落葉闊葉林亞地區(qū)Ⅱ4A、甘南高原山地森林與草甸亞地區(qū)Ⅱ4B、太行山南段山地落葉闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅱ4C黃淮平原暖溫帶半濕潤地區(qū)Ⅱ5黃淮平原栽培植被與濕地區(qū)Ⅱ5A山東半島暖溫帶半濕潤地區(qū)Ⅱ6膠東低山丘陵落葉闊葉林區(qū)Ⅱ6A、膠河平原栽培植被與落葉闊葉林區(qū)Ⅱ6B、魯中南山地落葉闊葉林區(qū)Ⅱ6C東南大區(qū)Ⅲ長江中下游北亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ1江淮平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅲ1A、大別山及周邊栽培植被與常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ1B長江中下游中亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ2浙皖山地常綠闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅲ2A、鄱陽湖平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅲ2B、羅霄山脈北段山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ2C、湘中平原丘陵栽培植被與常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ2D、浙閩山地常綠闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅲ2E、贛南山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ2F東南南亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ3戴云山及周邊山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ3A、南嶺東段山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ3B、南嶺西段山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ3C、黔桂石灰?guī)r丘陵山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ3D、粵桂丘陵山地常綠闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅲ3E、閩粵沿海山地常綠闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅲ3F臺灣島熱帶亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ4臺灣西部平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅲ4A、臺灣東部山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅲ4B、臺南地區(qū)熱帶雨林季雨林與濕地亞地區(qū)Ⅲ4C華南熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ5雷州半島臺地栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅲ5A、十萬大山熱帶雨林季雨林與濕地亞地區(qū)Ⅲ5B海南島熱帶濕潤地區(qū)Ⅲ6海南島北部平原栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅲ6A、海南島南部山地?zé)釒в炅旨居炅峙c濕地亞地區(qū)Ⅲ6B中南大區(qū)Ⅳ秦巴山地北亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅳ1秦嶺東部栽培植被與常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ1A、大巴山北段常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ1B、秦嶺中段常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ1C、米倉山北段常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ1D、岷山常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ1E四川盆地及邊緣山地北亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅳ2大巴山脈南段常綠闊葉林與濕地亞地區(qū)Ⅳ2A、四川盆地栽培植被與濕地亞地區(qū)Ⅳ2B、川西山地常綠闊葉林與高山草甸亞地區(qū)Ⅳ2C貴州高原及邊緣山地亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅳ3武陵山常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ3A、雪峰山常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ3B、貴州高原常綠闊葉林與石灰?guī)r溶洞亞地區(qū)Ⅳ3C橫斷山北部北亞熱帶濕潤半濕潤地區(qū)Ⅳ4怒江瀾滄江切割山地常綠闊葉林與高山植被亞地區(qū)Ⅳ4A、金沙江切割山地常綠闊葉林與高山植被亞地區(qū)Ⅳ4B橫斷山南部中亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅳ5川南山地常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ5A、云南高原栽培植被與常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ5B、怒江瀾滄江平行峽谷常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ5C西南熱帶亞熱帶濕潤地區(qū)Ⅳ6滇西山原常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ6A、滇中南亞高山常綠闊葉林亞地區(qū)Ⅳ6B、滇南寬谷熱帶雨林季雨林亞地區(qū)Ⅳ6C、滇東南低熱高原常綠闊葉林與山地季雨林亞地區(qū)Ⅳ6D、桂西南巖溶山原常綠闊葉林與山地季雨林亞地區(qū)Ⅳ6E

4.2.1 東北大區(qū)

東北大區(qū)東南以鴨綠江、圖們江及長白山為界與朝鮮相鄰,東北以黑龍江沿國境線與俄羅斯為鄰。西部以大興安嶺為主干,北部小興安嶺自西向東延伸,東南部有張廣才嶺和長白山等山地,在這些山地、丘陵的環(huán)抱之中有廣闊而肥沃的松嫩平原和三江平原。其位于溫帶大陸性季風(fēng)氣候北緣,由于緯度較高,冬季寒冷而漫長,夏季溫暖而短促,而且土壤類型復(fù)雜,溫帶的暗棕壤、黑土和黑鈣土以及寒溫帶的寒棕壤發(fā)育。該區(qū)域植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃較為一致,但作為我國最主要的天然林分布區(qū)之一,保存有大面積的原始森林或天然次生林,在植被區(qū)劃上,主要包括了寒溫帶針葉林區(qū)域、溫帶針闊混交林區(qū)域和暖溫帶落葉闊葉林區(qū)域的遼東半島部分,而低地平原以草甸草原、沼澤地和河漫灘等為主。該區(qū)域不同植被類型交叉分布,森林濕地發(fā)育,是我國寒溫帶針葉林和溫帶針闊混交林最主要的分布區(qū),也是耐寒性動植物主要分布地,但特有種較少。應(yīng)加強對該區(qū)域森林和草原草甸生態(tài)系統(tǒng),以及濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護,并重點關(guān)注大型獸類的棲息地和生境廊道的保護。

該自然保護地理大區(qū)包括大興安嶺北部寒溫帶半濕潤地區(qū)、大興安嶺南部溫帶半濕潤地區(qū)和小興安嶺溫帶半濕潤地區(qū)等6個自然保護地理地區(qū),以及14個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.2 華北大區(qū)

華北大區(qū)東瀕黃海、渤海,南以秦嶺山脈主脊線至淮河一線為界,西以青藏高原外緣為界,北部與內(nèi)蒙古地區(qū)、東北地區(qū)相接。其具有穩(wěn)定而古老的臺地,但由于侵蝕和堆積作用的交替進行,在全區(qū)形成了明顯的多級階地,同時該區(qū)域西部有明顯的黃土堆積。而且因其位于中緯度大陸東岸,且西北鄰近青藏高原與西北干旱區(qū),故受大陸性季風(fēng)的影響顯著,屬中緯度暖溫帶季風(fēng)氣候,冬季干冷,夏秋熱濕,四季分明。其地帶性土壤由東到西,有棕壤土、淋溶褐色土和褐土等森林土壤,以及發(fā)育在森林草原與干草原上的黑土、黃綿土等。該區(qū)域的地帶性植被以落葉闊葉林為主,但由于熱量不同而引起植被的緯度地帶性變化明顯,其南界秦嶺淮河一線附近,植物區(qū)系中的亞熱帶常綠成分較多,而西北邊界附近則溫帶草原成分突出,在植被區(qū)劃上,包含了暖溫帶闊葉混交林區(qū)域的大部分區(qū)域以及溫帶草原區(qū)域與暖溫帶闊葉混交林區(qū)域交界的邊緣部分,但動物種類較少且種類組成較一致。其生態(tài)系統(tǒng)類型的區(qū)域差異性明顯,但原生性生態(tài)系統(tǒng)和野生動物種類缺乏,人口密度較高,應(yīng)以保護和恢復(fù)不同地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)為重點,加強自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和管理,特別是野生動物分布比較集中的區(qū)域。

該自然保護地理大區(qū)包括華北平原暖溫帶半濕潤地區(qū)、山西高原暖溫帶半干旱地區(qū)和山東半島暖溫帶半濕潤地區(qū)等6個自然保護地理地區(qū)以及15個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.3 東南大區(qū)

東南大區(qū)位于我國東南沿海,北以淮河為界,南至海南島,西以秦巴山地、雪峰山和云貴高原為界,東至臺灣島。地形破碎,山地丘陵連綿交錯,平原盆地貫穿其中,其中較大的山體有武夷山和南嶺等。而區(qū)內(nèi)亞熱帶季風(fēng)氣候特征明顯,但在沿海地區(qū)受海洋性氣候影響顯著,而南部地區(qū)有小面積的熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。地帶性土壤為黃棕壤、紅壤和黃壤,而黃棕壤主要分布于亞熱帶北部,即長江以北,紅壤主要分布于亞熱帶南部。其地帶性植被為常綠闊葉林和熱帶雨林季雨林,南嶺以南的常綠闊葉林混雜較多的熱帶成分,植物種類復(fù)雜,林內(nèi)攀緣、附生植物甚多。而植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃較為復(fù)雜,植物區(qū)系分區(qū)包含了華東地區(qū)、華南地區(qū)和滇黔桂地區(qū)等地區(qū),動物地理區(qū)劃包含了東部丘陵平原亞區(qū)、臺灣亞區(qū)和閩廣沿海亞區(qū)等。其地貌復(fù)雜,自然植被破碎化分布,海岸線長,濕地眾多,特有植物種類豐富,應(yīng)加強對該區(qū)域森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護,并重點關(guān)注特有和極小種群植物的就地保護和管理,推進區(qū)域自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),在國家重點保護野生植物的重要分布區(qū)可以建設(shè)自然保護點。

該自然保護地理大區(qū)包括長江中下游北亞熱帶濕潤地區(qū)、長江中下游中亞熱帶濕潤地區(qū)和臺灣島熱帶亞熱帶濕潤地區(qū)等6個自然保護地理地區(qū)和21個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.4 中南大區(qū)

中南大區(qū)位于我國西南部,西起青藏高原,東到東南丘陵,北至秦嶺山地。該區(qū)域地貌類型復(fù)雜,有面積廣闊的低緩起伏高原地貌、切割性山地和山間盆地,其西部為青藏高原東部邊緣,山高谷深,垂直落差較大。其整體位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)和熱帶季風(fēng)氣候區(qū),但受到局部地勢影響,氣溫較華東和華南偏低,在緯度、海拔高度和大氣環(huán)流三者綜合影響下,氣溫季節(jié)變化較小,但在南部邊緣影響不大。其地帶性土壤主要為紅壤和黃壤,其中云貴高原以紅壤為主。其地帶性植被以常綠闊葉林、亞熱帶寒溫性針葉林和干性熱帶季雨林半常綠季雨林為主,在植被區(qū)劃上,包含了亞熱帶常綠闊葉林區(qū)域的西部區(qū)域以及西部偏干性熱帶季雨林雨林亞區(qū)域。其植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃復(fù)雜,植物區(qū)系分區(qū)包含了華中地區(qū)、云南高原地區(qū)和滇緬泰地區(qū)等地區(qū),動物地理區(qū)劃包含了西南區(qū)、華中區(qū)和華南區(qū)等。該區(qū)域地貌類型多樣,氣候復(fù)雜,是我國生態(tài)系統(tǒng)最復(fù)雜、生物多樣性最豐富和特有物種最集中的地區(qū),也是我國自然保護區(qū)建設(shè)的重點區(qū)域。應(yīng)加強對該區(qū)域自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)和跨國自然保護區(qū)的建設(shè),以及對山地生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理。

該自然保護地理大區(qū)包括秦巴山地北亞熱帶濕潤地區(qū)、四川盆地及邊緣山地北亞熱帶濕潤地區(qū)和貴州高原及邊緣山地亞熱帶濕潤地區(qū)等7個自然保護地理地區(qū)以及23個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.5 內(nèi)蒙古高原大區(qū)

內(nèi)蒙古高原大區(qū)位于我國的北部邊疆,北以國境線為界與蒙古和俄羅斯相鄰,東、西、南三面分別與東北、華北和西北3個自然保護地理大區(qū)為鄰,西接狼山南端沿烏蘭布和沙漠東緣至賀蘭山西麓一線。地勢起伏小,地貌相對單一,境內(nèi)山脈少且高度一般較低,延伸不長,而大興安嶺和陰山橫貫本區(qū),把整個高原分為三大部分。其屬中溫帶半干旱、干旱氣候區(qū),季節(jié)分配由長冬無夏、春秋相連向西南變?yōu)槎湎臒帷⑺募痉置?。地帶性土壤以栗鈣土分布最廣,其次是棕鈣土,黑鈣土則局限于東部邊緣。該區(qū)域地帶性植被主要為溫帶草原和稀樹灌木草原,在植被區(qū)劃上,包含了溫帶草原區(qū)域的大部分,而在陰山、賀蘭山及大興安嶺南部地段的山地、丘陵上還分布有以落葉松、櫟樹等為主的天然林與次生林,而植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃較一致。其是森林、草原和荒漠生態(tài)系統(tǒng)的分布區(qū)和過渡區(qū),植被類型和野生動物組成與鄰國較為相似,應(yīng)限制開發(fā),加強對該區(qū)域草原、草甸和群落交錯帶等特有自然生態(tài)系統(tǒng)的保護,積極建設(shè)自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò),特別是跨國自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò),加強對群落交錯帶的管理。

該自然保護地理大區(qū)包括西遼河溫帶半濕潤半干旱地區(qū)、內(nèi)蒙古東部溫帶半干旱地區(qū)和鄂爾多斯高原及周邊山地溫帶半干旱地區(qū)等3個自然保護地理地區(qū)以及6個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.6 西北大區(qū)

西北大區(qū)東以阿拉善高原為鄰,南以昆侖山、阿爾金山和祁連山北麓為界,深居內(nèi)陸,四周多為高山,來自海洋的濕潤氣流很少能夠到達,因而形成我國最干旱的地區(qū)。地形地貌以山地和山間盆地為主,山地與盆地的相間分布,構(gòu)成了該區(qū)域地表結(jié)構(gòu)的基本特征。該區(qū)域是我國最干燥的地區(qū),具有典型的暖溫帶和溫帶大陸性荒漠氣候特點,其光照長、氣溫變化大、干燥少雨,而高山具有顯著的垂直氣候帶。其土壤類型復(fù)雜多樣,地帶性土壤有灰漠土、灰棕漠土和棕漠土,此外還有草甸土、鹽土和風(fēng)沙土等非地帶性土壤。境內(nèi)大部分屬于干沙漠,東西兩側(cè)邊緣地區(qū)屬于荒漠草原,而高山的迎風(fēng)坡面上能獲得較多的降水,孕育了眾多的冰川積雪,較高海拔的山坡上還有郁郁的森林和草原。旱生的灌木與小灌木荒漠是該區(qū)域的地帶性植被,典型的灌木荒漠分布在山前洪積扇及由小礫石組成的沖積扇上部,大多數(shù)由葉退化的灌木組成,半灌木荒漠主要分布在礫質(zhì)戈壁及荒漠性低山。但在山地與平地綠洲內(nèi),仍有豐富的動植物資源,如在阿爾泰山和天山的針葉林,在準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木河和阿拉善的荒漠河岸胡楊林。而植被分布的特征造成了該區(qū)域植物區(qū)系分區(qū)和動物地理區(qū)劃的相對簡單,但區(qū)域差異明顯的特點。該區(qū)域與其他區(qū)域相對隔離,具有大面積的荒漠生態(tài)系統(tǒng)和垂直山地生態(tài)系統(tǒng),植物多樣性匱乏,但野生動物種類獨特。應(yīng)加強對其荒漠生態(tài)系統(tǒng)中遷徙性野生動物的保護和管理,并積極構(gòu)建自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)。而其山地生態(tài)系統(tǒng)是荒漠區(qū)重要的水源,也需要重點保護,對維護區(qū)域生態(tài)平衡具有重要作用。

該自然保護地理大區(qū)包括內(nèi)蒙古西部溫帶干旱地區(qū)、北疆溫帶干旱半干旱地區(qū)和南疆溫帶暖溫帶干旱地區(qū)等3個自然保護地理地區(qū)以及14個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.7 青藏高原大區(qū)

青藏高原大區(qū)位于我國的西南部,北起昆侖山、阿爾金山及祁連山,南抵喜馬拉雅山,地勢高峻,平均海拔4500 m以上,是全球海拔最高的高原。高原上還分布有多條山脈,而且青藏高原四周高山環(huán)繞,與塔里木盆地、河西走廊和四川盆地的相對高差在3000 m以上。青藏高原強烈的隆起和巨大的高原面,破壞了所處緯度地帶的大氣環(huán)流系統(tǒng),形成了光照充足、氣溫低和干濕季分明等獨特的高原氣候。青藏高原降水分布的地區(qū)差異極為懸殊,從東南向西北遞減,北部柴達木盆地的西端,年降水量極少,而且區(qū)內(nèi)高原凍土、高山草甸土和亞高山草甸土等發(fā)育強烈。由于地勢的強烈隆起,使植物的演替和土壤發(fā)育受到影響,高山草甸、高山草原和高寒荒漠植被成為該區(qū)域的地帶性植被,而高原外圍山地植被垂直帶譜顯著,而植物區(qū)系和動物地理組成較為簡單,但卻為該地區(qū)所特有。該區(qū)域地廣人稀,生態(tài)位置特殊,應(yīng)重點保護其特有的高寒生態(tài)系統(tǒng)及高原邊緣山地植被垂直分布帶,而且其高原遷徙獸群是我國現(xiàn)存最大的獸類種群,應(yīng)根據(jù)其遷徙路線構(gòu)建自然保護區(qū)網(wǎng)絡(luò),減少人為干擾。

該自然保護地理大區(qū)包括昆侖山高寒干旱地區(qū)、羌塘高原高寒干旱地區(qū)和藏南高寒半濕潤半干旱地區(qū)等5個自然保護地理地區(qū)以及20個自然保護地理亞地區(qū)。

4.2.8 南海諸島大區(qū)

南海諸島大區(qū)位于我國的最南部,包括南海的東沙、西沙、中沙和南沙四大群島及其周邊海域。其具有大量的珊瑚島礁和廣闊的海域,熱帶濕潤氣候明顯,地帶性植被為熱帶珊瑚島常綠林。喬木林在西沙群島的永興島、金銀島和甘泉島等分布面積較大,南沙群島中個別島嶼上亦有分布。熱帶珊瑚島常綠林在群落組成上樹種不多,僅有十余種,以麻瘋桐林和海岸桐林分布最廣,灌木林在各島嶼亦有分布,面積大而連片,亦是珊瑚島上的主要植被類型,在植被區(qū)劃上,包含了南海珊瑚島植被亞區(qū)域和東部偏濕性季雨林雨林亞區(qū)域的南海北部珊瑚島植被區(qū)。而植物區(qū)系分區(qū)包含了南海地區(qū)的大部分,動物地理區(qū)劃僅包含了南海諸島亞區(qū)。其具有我國最典型的海洋和海島生態(tài)系統(tǒng),卻是我國自然保護區(qū)發(fā)展最薄弱的地區(qū),應(yīng)加強對該區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋鳥類的保護,促進海洋類型自然保護區(qū)的建設(shè)和管理。

該自然保護地理大區(qū)包括南海諸島熱帶濕潤地區(qū)1個自然保護地理地區(qū),以及4個自然保護地理亞地區(qū)。

5 討論

能夠反映區(qū)域自然地理特征和生物分異格局的自然保護綜合地理區(qū)劃方案,對我國生物多樣性保護策略和行動計劃的制定具有重要的參考價值和現(xiàn)實意義。綜合自然地理區(qū)劃往往涉及地理學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物學(xué)等諸多學(xué)科,而確定一個理想的、能被普遍接受的自然保護綜合地理區(qū)劃,并非易事[21]。將土壤、地貌、氣候、植物、動物和植被等生態(tài)因子相結(jié)合,依據(jù)每類生態(tài)因子的分布規(guī)律,強調(diào)區(qū)域代表性,排除隱域性特征的干擾是自然保護綜合地理區(qū)劃的必然選擇,本研究正是在此基礎(chǔ)上實施和開展的。

自然保護綜合地理區(qū)劃研究不是植被分區(qū),也不是生物區(qū)系分區(qū),而是以為生物多樣性保護和自然保護區(qū)建設(shè)服務(wù)為目標(biāo)的區(qū)劃工作,所以該區(qū)劃的界線不能用單一區(qū)劃要素的界線來確定,而是依據(jù)各類生態(tài)因子在地理空間上的總體分布特征確定的,本研究通過TWINSPAN方法數(shù)量分類實現(xiàn)這個過程。而目前我國對自然地理單一要素的區(qū)劃仍然是自然地理區(qū)劃工作的重點,綜合自然地理區(qū)劃研究則側(cè)重于對氣候、土壤和地貌差異的定性分析研究[2,15,31]。本研究的區(qū)劃結(jié)果與任美鍔[18]、侯學(xué)煜[32]和趙松橋[18]等提出的自然地理區(qū)劃方案有較大的差異,后者地理界線是在參考地貌和氣候界線的基礎(chǔ)上劃定的,如許多自然地理區(qū)劃方案均按照氣候差異將亞熱帶氣候區(qū)和熱帶季風(fēng)氣候區(qū)分開。但在本研究中數(shù)量分類結(jié)果與之明顯不同,其將秦嶺淮河以南的區(qū)域以秦巴山地東端、云貴高原東南緣和雪峰山為界劃分為東西兩部分。這條界線與中國地勢二、三級階梯的界線基本一致,離海洋的遠近和海拔的差異可能使兩側(cè)生物類群間也出現(xiàn)了差異。

另外,本研究借助于計算機技術(shù)和相關(guān)軟件,對地貌、氣候和土壤等要素進行分析,確定了基本地理單元,并以其為基礎(chǔ)通過考慮氣候、動物和植被等多重生態(tài)因子的分布特征從上而下逐級劃分出低階的區(qū)劃單元。這種利用TWINSPAN數(shù)量分類方法進行地理區(qū)劃探索是區(qū)劃方法上的創(chuàng)新和嘗試,為自然地理區(qū)劃的研究提供了新的研究途徑。同時本研究選取的量化指標(biāo)是在結(jié)合已有專項區(qū)劃資料提出的,有助于避免動植物分布指標(biāo)的人為選擇偏差,可以綜合反映區(qū)域自然地理特征,對生物多樣性就地保護和自然保護區(qū)體系建設(shè)具有較好的指導(dǎo)作用。而量化分析較少摻雜了主觀推斷,提高了地理區(qū)劃研究的客觀性,同時定性分析避免了量化分析過程中沒有考慮指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度的問題,使區(qū)劃結(jié)果更準(zhǔn)確。量化和定性分析的綜合使用,有助于綜合反映區(qū)域差異,應(yīng)作為地理區(qū)劃工作的必要分析途徑。本區(qū)劃系統(tǒng)仍然需要進一步的探討以及修改完善,并根據(jù)實際情況對該區(qū)劃方案進行細(xì)化。

致謝: 北京林業(yè)大學(xué)自然保護區(qū)學(xué)院于夢凡對TWINSPAN數(shù)量分類分析提供幫助,自然保護區(qū)學(xué)院雷霆和中國林業(yè)科學(xué)院吳亞叢對寫作給予幫助，特此致謝。

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The comprehensive geographical regionalization of China supporting natural conservation

GUO Ziliang, CUI Guofa*

CollegeofNatureConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China

National- or regional-scale comprehensive geographical regionalization, including the designation of biogeographical regions, can provide foundational data designed to enhance the conservation of biodiversity and the construction of a nature reserve system and so provide a scientific basis for the establishment of policies related to local biodiversity. The comprehensive geographical regionalization supporting natural conservation has become an important aspect of the field of natural geographical regionalization with the development of nature reserves. Meanwhile, China′s nature reserve system has been preliminarily established and is developing rapidly. However, no national geographical regionalization system is in place that designates biogeographical regions, considers both biotic factors (such as plant, animal, or vegetation) and abiotic factors (such as climate, soil, or landform), and is also designed to provide a basis for biodiversity conservation and the establishment of nature reserves. This study uses a geographic information system (GIS) to first divide the territory of China into 3489 basic geographical units based regional climate, soil and geomorphology. A regionalization of various aspects of biogeography such as climate, soil, flora, animal distribution, and vegetation was conducted for this study. Then, the spatial information used to create biogeographical regions was compiled and converted into attribute information that could be used to analyze the differences between all the basic geographical units using GIS10.0. Next, the entire set of data supporting these geographical units was studied using TWINSPAN and PC-ORD4.0. Finally, a natural conservation comprehensive geographical regionalization scheme designed to conserve and preserve natural resources was proposed based on the classification results; data from the vegetation regionalization and geomorphologic regionalization were included. Data analysis included quantitative and qualitative analysis during the course of the study. This comprehensive geographical regionalization system resulted in the designation of three major types of natural conservation biogeographical areas, including eight zones, 37 areas, and 117 subareas. A comprehensive geographical regionalization should consider an ideal combination of various elements of the landscape including soil, landform, climate, plants, animals and vegetation to support comprehensive natural area conservation, based on the zonal distribution of various ecological factors and eliminating the interference of intrazonal characteristics. Certainly, the boundaries of a comprehensive geographical regionalization system cannot be determined by the boundary of a single aspect of biogeography, and the biogeographical regions created here will be very different from other previous classification systems because this research integrates the expression of a wide variety of ecological factors in geographical space to consider the needs of biodiversity conservation and provides baseline information in support of the establishment of nature reserves. The features of the comprehensive geographical regionalization system include: (1) A geographical regionalization method that was based on the numerical taxonomic methods of TWINSPAN and GIS, used innovative technology and methods, and provides a new approach for research related to geographical regionalization; (2) Quantitative criteria that are proposed in combination with the existing special regionalization in this study; these criteria helped researchers avoid artifacts in the data that were based solely on one aspect of the data such as unique characteristics of the animal and plant indices, resulting in poor selection of biogeographically-based polygons; additionally, the quantitative criteria can comprehensively reflect natural ecological characteristics in a particular district and can provide good direction to land managers concerned with biodiversity conservation and nature reserve construction; (3) Quantitative analysis was used to ensure that the geographical regionalization system was constructed objectively, while qualitative analysis was used to avoid obvious errors and to improve the accuracy of the classification.

natural conservation; geographical regionalization; numerical taxonomic; ecological factor

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201104029)

2013- 06- 10;

2013- 09- 22

10.5846/stxb201306101598

*通訊作者Corresponding author.E-mail: fa6716@163.com

郭子良,崔國發(fā).中國自然保護綜合地理區(qū)劃.生態(tài)學(xué)報,2014,34(5):1284- 1294.

Guo Z L, Cui G F.The comprehensive geographical regionalization of China supporting natural conservation.Acta Ecologica Sinica,2014,34(5):1284- 1294.