樊乃卿，張育新，呂一河，邢韶華，馬克明

(1.北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京 100083；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085)

生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀及保護(hù)等級(jí)評(píng)估
——以江西省為例

樊乃卿1,2，張育新2,*，呂一河2，邢韶華1，馬克明2

(1.北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京 100083；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085)

基于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)是防止生物多樣性喪失的重要手段，已成為保護(hù)生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)進(jìn)行劃分，確定局域、區(qū)域和全球尺度上生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的優(yōu)先性，可為制定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)方案提供重要依據(jù)。目前,生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)劃分的常用指標(biāo)包括面積流失率、幅度和代表性。以江西省生態(tài)系統(tǒng)為例，基于20世紀(jì)80年代的江西省植被圖、生態(tài)系統(tǒng)圖、2010年土地利用圖和自然保護(hù)區(qū)圖，在GIS環(huán)境下進(jìn)行圖層疊加運(yùn)算和重分類，再進(jìn)行定量評(píng)估和歸一化，將江西省生態(tài)系統(tǒng)劃分為極重要、重要和一般3個(gè)級(jí)別。結(jié)果表明：過去的30年間江西省自然生態(tài)系統(tǒng)面積共減少了82613.83km2，減少率超過了60%。全省的37個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)類型中有19個(gè)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，但得到保護(hù)的面積比例較低。森林生態(tài)系統(tǒng)中極重要、重要和一般生態(tài)系統(tǒng)類型分別占省國土面積的16.7374%、5.5310%和3.8242%，受國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)保護(hù)的比例分別為0.51%、3.73%和5.76% ；灌叢生態(tài)系統(tǒng)中極重要、重要和一般生態(tài)系統(tǒng)類型分別占0.0975%、0.9335%和0.0100%，保護(hù)比例分別為1.72%、0.17%和0.70%；草地生態(tài)系統(tǒng)中極重要、重要和一般生態(tài)系統(tǒng)類型分別占0.2647%、0.0005%和0.1064%，保護(hù)比例分別為0.21%、0.00%和3.49%；濕地生態(tài)系統(tǒng)中極重要、重要和一般生態(tài)系統(tǒng)類型分別占0.3532%、0.0345%和1.5650%，保護(hù)比例分別為1.87%、0.00%和18.01%。從各級(jí)生態(tài)系統(tǒng)空間分布來看，極重要生態(tài)系統(tǒng)分布范圍最廣，主要分布在江西省的東南部和西北部；重要生態(tài)系統(tǒng)主要分布在西北部和東北部；一般生態(tài)系統(tǒng)分布范圍最小，主要分布在北部。中部地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)多數(shù)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而退變?yōu)檗r(nóng)田、城市等人工生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)合江西省生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，將極重要的生態(tài)系統(tǒng)作為重點(diǎn)保護(hù)范圍，因而占江西省國土面積17.46%的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該得到優(yōu)先保護(hù)。這一結(jié)果為有效地開展生態(tài)系統(tǒng)管理，制定有針對(duì)性的生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)規(guī)劃具有重要參考價(jià)值。

生物多樣性保護(hù)；保護(hù)優(yōu)先性；生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)系統(tǒng)面積流失率；生態(tài)系統(tǒng)幅度；生態(tài)系統(tǒng)代表性

人類的生存完全要依靠生態(tài)系統(tǒng)及其各項(xiàng)服務(wù)功能的運(yùn)行來維持，然而人們?cè)谶^去的50年來對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用和改造達(dá)到了前所未有的程度。千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果表明，13個(gè)陸地生物群系中有11個(gè)生物群系已經(jīng)受到不同程度的人為干擾或利用[1]。長期持續(xù)的人為干擾和利用給自然生態(tài)系統(tǒng)帶來了深刻的影響，使生態(tài)系統(tǒng)同物種一樣面臨著極高的滅絕風(fēng)險(xiǎn)[2]。因而，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)得到越來越多的關(guān)注，各類優(yōu)先保護(hù)區(qū)域及熱點(diǎn)地區(qū)的劃定[3- 8]是在生態(tài)系統(tǒng)水平實(shí)施保護(hù)的有益嘗試。然而，這種嘗試并沒有將生態(tài)系統(tǒng)的受威脅程度或滅絕風(fēng)險(xiǎn)考慮進(jìn)來[9]，同時(shí)也沒有完全對(duì)應(yīng)到具體的生態(tài)系統(tǒng)類型。2008年，國際自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)大會(huì)提出要針對(duì)具體生態(tài)系統(tǒng)類型在局地、區(qū)域和全球多個(gè)尺度上展開其受威脅程度評(píng)估[2]，并且在2012年的會(huì)議上推出了類似于物種紅色名錄(redlist of species)的生態(tài)系統(tǒng)紅色名錄(redlist of ecosystems)并確定了相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[10]，這標(biāo)志著對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)同對(duì)物種的保護(hù)具有同等重要的地位。

實(shí)際上，生態(tài)系統(tǒng)作為生物多樣性的一個(gè)重要層次[11],是制定保護(hù)策略、實(shí)施保護(hù)規(guī)劃以防止生物多樣性喪失速率進(jìn)一步加快的理想保護(hù)目標(biāo)[12]。與傳統(tǒng)的以保護(hù)物種為目標(biāo)的生物多樣性保護(hù)策略相比，以生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo)的保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，生態(tài)系統(tǒng)既包含了物種本身又整合物種所處環(huán)境，同時(shí)生態(tài)系統(tǒng)能夠提供與人類福祉息息相關(guān)的生態(tài)服務(wù)功能，與單一物種相比能更全面代表生物多樣性[9, 12- 13]。其次，隨著3S技術(shù)的發(fā)展，特別是遙感監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)(面積變化、生產(chǎn)力變化等)的監(jiān)測較對(duì)物種的監(jiān)測更為容易[14]。特別是當(dāng)物種水平的數(shù)據(jù)無法獲取時(shí)，這種優(yōu)勢更加明顯[15- 16]。另外，以生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo)的保護(hù)其效率要明顯高于以物種為目標(biāo)的保護(hù)[2]。由于全球已知物種數(shù)量巨大，截止2013年，在國際保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)的全力推動(dòng)下也只有不到5%的全球已知物種進(jìn)行了滅絕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[17]，而這其中已經(jīng)制定出保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃的物種則少之又少，人們普遍擔(dān)心許多物種還沒有等到人們采取保護(hù)措施就已經(jīng)消失了。與物種水平的評(píng)估相比，生態(tài)系統(tǒng)在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于物種，且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大量遙感數(shù)據(jù)的可獲得性的增加，可以在更大的時(shí)間尺度和空間尺度高效快速地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行量化評(píng)估。

對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)，主要是基于遙感數(shù)據(jù)，應(yīng)用土地覆蓋隨時(shí)間的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，前提是準(zhǔn)確合理地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分類以確定基本評(píng)估單元，其核心內(nèi)容為確定生態(tài)系統(tǒng)的分布范圍及面積流失率[14, 18]，同時(shí)也會(huì)考慮生態(tài)系統(tǒng)的景觀破碎化程度、受人類干擾強(qiáng)度及保護(hù)現(xiàn)狀等。目前生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估研究主要集中在評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)喪失風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)優(yōu)先級(jí)別兩個(gè)方面，前者的核心評(píng)估指標(biāo)為生態(tài)系統(tǒng)范圍、面積流失率[2, 14, 18]，而后者的確定還需要結(jié)合保護(hù)現(xiàn)狀分析[19- 20]。因此，本文將以江西省生態(tài)系統(tǒng)為例，在分析生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀及生態(tài)系統(tǒng)變化情況的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)可獲得性，選擇面積流失率、幅度及保護(hù)現(xiàn)狀3個(gè)核心指標(biāo)確定生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)等級(jí)，為生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)方案制定提供重要參考信息。另外，由于生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)的定量分析方法在國內(nèi)還未見報(bào)道，通過本文的實(shí)例研究可為開展相關(guān)研究和管理提供有益借鑒。

1 研究區(qū)概況

江西省地處中國東南偏中部，位于北緯24°29′14″—30°04′41″、東經(jīng)113°34′36″—118°28′58″之間，地處長江中下游南岸及南嶺山脈以北，東西分別以武夷山和羅霄山山脊為界。境內(nèi)大小河流水系較多，其中規(guī)模最大的五河(贛江、撫河、信江、饒河和修水)一湖(鄱陽湖)呈向心狀排列，土地總面積16.69萬km2，占全國土地總面積的1.7%。該省屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，無霜期長、冰凍期短。年平均氣溫18℃左右，年均降水量1341—1939mm，主要集中在4—6月份。土壤肥沃，地貌類型以山地、丘陵為主，兼有平原、崗地等[21]。

植物資源豐富，地帶性頂極植被類型為常綠闊葉林，植物區(qū)系成分主要由殼斗科、樟科、山茶科、厚皮香科、金縷梅科、冬青科、?？坪投庞⒖频瘸＞G闊葉樹種組成，主要林系有苦櫧林、鹿角栲林、栲樹林、青岡櫟林、鉤栲林、甜櫧林、米櫧林、羅浮栲林、南嶺栲林、紅楠林、銀木荷林、木荷林、樟樹林、楠木林等[22- 23]。但是目前森林植被中卻以針葉林面積分布為最廣，占全省森林面積的78.4%[24]，常綠闊葉林面積僅占21.6%。這些針葉林多分布于丘陵山地的酸性紅壤、黃紅壤以及山地黃壤地帶，少數(shù)分布于平地及河岸，且主要以杉木和馬尾松為主，以及少量的國外松[25]。由于人類活動(dòng)對(duì)自然植被影響，現(xiàn)存的自然生態(tài)系統(tǒng)的面積為49169.15 km2，占省國土面積的29.46%。

2 研究方法

生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)先保護(hù)等級(jí)的確定有別于生態(tài)系統(tǒng)受威脅等級(jí)的評(píng)估[18]，后者可通過生態(tài)系統(tǒng)的分布范圍、結(jié)構(gòu)和功能的變化等指標(biāo)來反映[2, 14, 26- 27]， 而前者還要考慮生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)現(xiàn)狀[19]，因此在評(píng)估指標(biāo)選擇時(shí)既選擇了反映生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，又選擇了反映生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀的指標(biāo)。在評(píng)估中，確定評(píng)估基本單元生態(tài)系統(tǒng)后，通過遙感和GIS分析了每一生態(tài)系統(tǒng)的分布范圍、面積變化及保護(hù)現(xiàn)狀，最后根據(jù)上述3項(xiàng)指標(biāo)得出生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)等級(jí)。

2.1 生態(tài)系統(tǒng)的定義與分類

本文所用陸地自然生態(tài)系統(tǒng)名錄是基于中國植被圖集(1∶100萬)的分類系統(tǒng)，以最小單元——群系作為生態(tài)系統(tǒng)的基本分類單元，使研究結(jié)果盡可能精確，同時(shí)具有可操作性。以此基礎(chǔ)，并且用公開發(fā)表的文獻(xiàn)，保護(hù)區(qū)的考察報(bào)告以及權(quán)威網(wǎng)站公布的信息對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的分布地進(jìn)行更新與補(bǔ)充。此外，為了保證分析的精確性，根據(jù)各類生態(tài)系統(tǒng)分布情況的描述對(duì)中國植被圖進(jìn)行核準(zhǔn)，并建立與之對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)分布圖[7]，最終確定江西省共有37種自然生態(tài)系統(tǒng)類型。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀分析

生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀是由已建設(shè)的自然保護(hù)區(qū)對(duì)其保護(hù)來表征，將生態(tài)系統(tǒng)類型矢量圖和自然保護(hù)區(qū)邊界矢量圖進(jìn)行疊加，即可得出各生態(tài)系統(tǒng)是否受到保護(hù)[19]。由于目前無法獲得省級(jí)及省級(jí)以下自然保護(hù)區(qū)保護(hù)邊界的矢量圖，因而僅僅采用國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)邊界的矢量圖得到各生態(tài)系統(tǒng)得到保護(hù)的百分比。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)優(yōu)先級(jí)確定

保護(hù)生物學(xué)中對(duì)物種和生態(tài)過程的保護(hù)，主要是對(duì)其生存環(huán)境的保護(hù)[20]，可以通過監(jiān)測管理其變化、建立自然保護(hù)區(qū)和保護(hù)地來實(shí)現(xiàn)[28- 29]，并且以受保護(hù)比例來反映保護(hù)現(xiàn)狀。Rodrigo等評(píng)估了厄瓜爾多地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)，評(píng)估依據(jù)分為四類：代表性(Representativeness)、面積流失率(Rate of area loss)、人為活動(dòng)脅迫(Exposrue to human pressure)、物種水平的生態(tài)系統(tǒng)屬性(Species-level ecosystem attributes)，這些指標(biāo)中一個(gè)是評(píng)價(jià)保護(hù)狀況的，而另外的三個(gè)是決定生態(tài)系統(tǒng)喪失風(fēng)險(xiǎn)的[19]；Hierl等提出，采用范圍(Extent)、代表性(Representativeness)、破碎化(Fragmentation)和瀕危性(Endangerment) 4個(gè)指標(biāo)來評(píng)估和確定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的優(yōu)先等級(jí)，并且認(rèn)為分布范圍大、在現(xiàn)有保護(hù)地中的代表性差(被保護(hù)的比例小)、破碎化程度高和瀕危等級(jí)高的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)先保護(hù)[20]?？梢钥闯?，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)分布范圍和保護(hù)程度是評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容。對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)，主要是基于遙感數(shù)據(jù)，應(yīng)用土地覆蓋隨時(shí)間的變化和自然保護(hù)區(qū)建設(shè)管理對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)來評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)[14]。本文基于保護(hù)生物學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)的基本理論，所選指標(biāo)的既要反映生態(tài)系統(tǒng)的喪失風(fēng)險(xiǎn)，又要考慮已建立的自然保護(hù)區(qū)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)作用。因而，選擇面積流失率、幅度和代表性3個(gè)指標(biāo),對(duì)各自然生態(tài)系統(tǒng)類型分別計(jì)算3項(xiàng)指標(biāo)值，將各項(xiàng)指標(biāo)值排序賦值，綜合各項(xiàng)指標(biāo)賦值按照3等分的方法，劃定了江西省自然生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)先保護(hù)等級(jí)，分別為極重要生態(tài)系統(tǒng)、重要生態(tài)系統(tǒng)和一般生態(tài)系統(tǒng)。

2.4 數(shù)據(jù)收集與處理

本研究所采用的20世紀(jì)80年代江西省自然生態(tài)系統(tǒng)圖來自于《中國濕地植被》[30]、《中國植被》[31]和《中國生態(tài)系統(tǒng)》[32]，采用的是五級(jí)制分類標(biāo)準(zhǔn)，以中國植被圖集(1∶100萬)的最小單元——群系作為優(yōu)先保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的基本單元(圖1a)；土地利用圖由2010年TM影像(30m×30m)解譯獲取，參考江西省圖利用圖(2000、2005)，結(jié)合野外調(diào)查補(bǔ)充驗(yàn)證?；谕恋馗脖活愋瓦M(jìn)行分類，包括草地、林地(森林和灌叢)、濕地、耕地、人工表面和其它(圖1b)；江西省國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)圖收集了各個(gè)自然保護(hù)區(qū)區(qū)劃圖和綜合考察報(bào)告(圖1c)。

在 ArcGIS10.0中提取2010年土地利用圖中的草地、林地、濕地要素與20世紀(jì)80年代生態(tài)系統(tǒng)圖疊加，從而得到2010年江西省自然生態(tài)系統(tǒng)分布圖[33]，該圖同樣為采用五級(jí)制、以植物優(yōu)勢群落為最小分類單元。經(jīng)處理兩期數(shù)據(jù)精度匹配，將兩期數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加運(yùn)算和重分類，得到江西省各自然生態(tài)系統(tǒng)的2010年面積及變化情況；將國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)邊界與2010年生態(tài)系統(tǒng)分布圖進(jìn)行疊加和重分類得到各生態(tài)系統(tǒng)的受保護(hù)的面積，以此來判斷生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)現(xiàn)狀。分別計(jì)算各類生態(tài)系統(tǒng)的面積(幅度)、面積變化情況(流失率)及保護(hù)現(xiàn)狀(代表性)，最終將江西省生態(tài)系統(tǒng)劃分為極重要、重要和一般3個(gè)水平，各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算如下：

(1) 面積流失率(%) 現(xiàn)存自然生態(tài)系統(tǒng)面積比原始生態(tài)系統(tǒng)面積的減少率：

Rl=(Oa-Ea)/Oa

式中，Rl每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型的面積流失率，Oa原始生態(tài)系統(tǒng)叢的面積(20世紀(jì)80年代)，Ea現(xiàn)存自然生態(tài)系統(tǒng)的面積(2010年)。

(2) 幅度 即該生態(tài)系統(tǒng)叢在生態(tài)系統(tǒng)中所占的比例；

(3) 代表性 即已有保護(hù)地(主要是國家級(jí)自然保護(hù)區(qū))對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)叢的代表性:

RPi=Pi/Le

式中,RPi第i個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型的代表性，Pi第i個(gè)生態(tài)系統(tǒng)叢受保護(hù)(主要是國家級(jí)自然保護(hù)區(qū))的面積，Le該生態(tài)系統(tǒng)叢的總面積。

圖1 江西省80年代自然生態(tài)系統(tǒng)、2010土地利用以及國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)分布Fig.1 The ecosystem in 1980s, land use in 2010 and National Nature Reserves in Jiangxi Province

3 研究結(jié)果

圖2 生態(tài)系統(tǒng)類型比例及保護(hù)情況Fig.2 Ecosytem classification and conservation status

江西省共有37個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)類型，包括森林生態(tài)系統(tǒng)15個(gè)，灌叢生態(tài)系統(tǒng)6個(gè)，草地生態(tài)系統(tǒng)7個(gè)，濕地生態(tài)系統(tǒng)9個(gè)(表1)。其中19個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，整體上有51%的生態(tài)系統(tǒng)類型受到保護(hù)，而保護(hù)面積為自然生態(tài)系統(tǒng)面積的2.68%。森森林生態(tài)系統(tǒng)有12個(gè)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，所占比例為80%；灌叢生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，所占比例為50%；草地生態(tài)系統(tǒng)有2個(gè)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，所占比例為28.6%；濕地生態(tài)系統(tǒng)3個(gè)類型建有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，所占比例為33.3%(圖2)。

截止2010年，從各類生態(tài)系統(tǒng)面積來看，江西省自然生態(tài)系統(tǒng)面積共49169.15km2，其中，森林生態(tài)系統(tǒng)面積為43548.58km2，灌叢生態(tài)系統(tǒng)面積為1740.75km2，草地生態(tài)系統(tǒng)面積為620.03km2，濕地生態(tài)系統(tǒng)面積為3259.79km2。與20世紀(jì)80年代江西省自然生態(tài)系統(tǒng)相比，這四類自然生態(tài)系統(tǒng)面積減少82613.83km2(圖3)，減少比例為62.70%，其中森林生態(tài)系統(tǒng)減少17298.60km2，減少比例為28.43%；灌叢生態(tài)系統(tǒng)減少33234.23km2，減少比例為95.02%；草地生態(tài)系統(tǒng)減少30499.41km2，減少比例為98.01%；濕地生態(tài)系統(tǒng)減少1581.59km2，減少比例為32.67%。

根據(jù)每一生態(tài)系統(tǒng)的面積流失率、幅度及代表性的計(jì)算，把江西省生態(tài)系統(tǒng)劃分為極重要、重要和一般3個(gè)等級(jí)。其中，其中，森林生態(tài)系統(tǒng)中的極重要生態(tài)系統(tǒng)有4個(gè)類型、重要的生態(tài)系統(tǒng)有6個(gè)類型和一般的生態(tài)系統(tǒng)有5個(gè)類型；灌叢生態(tài)系統(tǒng)中的極重要生態(tài)系統(tǒng)有1個(gè)類型、重要的生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型和一般的生態(tài)系統(tǒng)有2個(gè)類型；草地生態(tài)系統(tǒng)中的極重要生態(tài)系統(tǒng)有2個(gè)類型、重要的生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型和一般的生態(tài)系統(tǒng)有2個(gè)類型；濕地生態(tài)系統(tǒng)中的極重要生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型、重要的生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型和一般的生態(tài)系統(tǒng)有3個(gè)類型。濕地類一般生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)比例達(dá)到了18%，是保護(hù)最好的生態(tài)系統(tǒng)類型；草地類一般生態(tài)系統(tǒng)和森林類的一般、重要生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)比例高于全省的平均水平(2.68%)；所有的極重要生態(tài)系統(tǒng)和各等級(jí)的灌叢生態(tài)系統(tǒng)受到的保護(hù)低于全省平均水平；而保護(hù)最差的是草地類和濕地類的重要生態(tài)系統(tǒng)，沒有受到國家自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)(表1)。

表1 生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)先保護(hù)等級(jí)以及保護(hù)現(xiàn)狀

圖3 江西省自然生態(tài)系統(tǒng)面積變化Fig.3 The area changes of natural ecosystem in Jiangxi Province

從全省各等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)空間分布來看(圖4)，極重要生態(tài)系統(tǒng)分布范圍最廣，主要分布在江西省的東南部和西北部；重要生態(tài)系統(tǒng)主要分布在西北部和東北部；一般生態(tài)系統(tǒng)分布范圍最小，主要分布在北部。中部地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)多數(shù)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而退變?yōu)檗r(nóng)田、城市等人工生態(tài)系統(tǒng)。

4 結(jié)論和討論

盡管生態(tài)系統(tǒng)作為生物多樣性的一個(gè)重要水平已經(jīng)得到越來越多的重視，但是關(guān)于群落保護(hù)優(yōu)先等級(jí)的研究卻很少[34]。通常保護(hù)生物多樣性是基于物種途經(jīng)的，但是基于物種的生物多樣性保護(hù)評(píng)估具有一定的局限性，如對(duì)物種及其生境需求的研究不夠全面等[35]。從生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的角度來說，物種不是孤立存在的，它要與其他生物相互作用；它還要適應(yīng)環(huán)境，而這兩方面構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)，因此對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)意義更大。Ferrier等也提出物種水平的評(píng)估并不能為景觀水平的保護(hù)規(guī)劃提供依據(jù)[15]。因此，通過建立生態(tài)系統(tǒng)和景觀水平上的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)和保護(hù)范圍的確定提供科學(xué)依據(jù)[36]。通過生態(tài)系統(tǒng)面積流失率、幅度和代表性確定的江西省生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)優(yōu)先性格局(圖4)，可以在空間上明確極重要生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局，這對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃和生態(tài)系統(tǒng)管理有參考價(jià)值。

由于經(jīng)濟(jì)開發(fā)和人為破壞，江西省自然生態(tài)系統(tǒng)在過去30年間面積減少超過了60%。盡管該省已有超過7%的土地被劃入保護(hù)區(qū)(包括所有級(jí)別的自然保護(hù)區(qū)，其中國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)面積僅占國土面積的1.1%)，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國水平(15.6%)[37]和世界水平(12%)[38]，多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)類型得到的保護(hù)面積不足10%(表1)，生態(tài)系統(tǒng)水平保護(hù)形勢不容樂觀。根據(jù)江西省自然保護(hù)區(qū)的空間分布，對(duì)該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)面積很小，可以通過調(diào)整保護(hù)區(qū)的面積或功能分區(qū)來保護(hù)更多的生態(tài)系統(tǒng)類型，也可以在分布集中的區(qū)域新建保護(hù)區(qū)。全部生態(tài)系統(tǒng)被分為極重要、重要和一般等級(jí)，其中極重要占省國土面積的17.45%，重要的占6.50%，一般的占5.49%，極重要生態(tài)系統(tǒng)所占的比例最大，表明了生態(tài)系統(tǒng)急切需要保護(hù)防止進(jìn)一步喪失。除一般的濕地生態(tài)系統(tǒng)外，各等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)受保護(hù)(主要是國家級(jí)自然保護(hù)區(qū))比例均小于5%，表明該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)極少被保護(hù)[27]，如重要的草地(灰化苔草草甸、山地蔓荊雜類草草叢和黃背草生態(tài)系統(tǒng))和濕地(東江水系、撫河水系和烏江水系)沒有建立國家級(jí)保護(hù)區(qū)?？赏ㄟ^加強(qiáng)保護(hù)區(qū)的建設(shè)管理、劃定生態(tài)保護(hù)紅線、建設(shè)森林、濕地公園等多途徑來實(shí)施保護(hù)。

生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)不僅反映了生態(tài)系統(tǒng)空間范圍的變化，同時(shí)也反映生態(tài)系統(tǒng)的受保護(hù)狀況，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃和管理具有重要的指導(dǎo)意義。本文只統(tǒng)計(jì)計(jì)算了國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，而省級(jí)及以下的保護(hù)由于沒有面狀的矢量數(shù)據(jù)，無法確定這些保護(hù)區(qū)的空間范圍及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)類型的保護(hù)。然而該區(qū)域所有類型自然保護(hù)區(qū)占國土的面積7.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于只用國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)來計(jì)算的保護(hù)比例。因而要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有保護(hù)區(qū)的管理，完善省級(jí)以下自然保護(hù)的信息庫的建立，可以快速有效地監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)受保護(hù)狀態(tài)，防止生態(tài)系統(tǒng)的退化和消失。另外，在評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)優(yōu)先性研究中還可以將生態(tài)系統(tǒng)的功能變化，特別是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)考慮進(jìn)來[36]，然而受到數(shù)據(jù)可獲得性等限制，研究中并沒有將生態(tài)系統(tǒng)功能指標(biāo)考慮進(jìn)來，建議在后續(xù)的研究工作中引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化指標(biāo)來更全面的評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的受威脅程度，同時(shí)結(jié)合全面詳盡的未來自然保護(hù)區(qū)及森林公園的信息能夠給出更為準(zhǔn)確可靠的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)優(yōu)先性的評(píng)估結(jié)果。

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AssessingtheecosystemconservationstatusandpriorityacasestudyfromJiangxiProvince,China

FAN Naiqing1,2, ZHANG Yuxin2,*, Lü Yihe2, XING Shaohua1,MA Keming2

1SchoolofNatureConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China2StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China

The ecosystem based protection, an effective way to prevent the loss of biodiversity, is a hot topic in the field of conservation biology.As resources are always inadequate to monitor all components of biodiversity, criteria must be applied to prioritize both species and ecosystem for conservation and management plan.While there are many methods for prioritizing species, criteria for prioritizing ecosystem are not well developed.To provide the basis for the development of ecosystem protection plan, International Conservation Organization and researchers have been dedicated to working over the ecosystem conservation priority by developing quantitative criteria and methods for local, regional and global level ecosystem protection.The first step for assessing ecosystem conservation priority is properly defined and classified ecosystem as unit of analysis.Then, we select criteria and methods that the conservation priority can be assessed quantitatively.Finally, based on the above outcomes, the ecosystem conservation priority can be ranked in low, medium, and high priority.The criteria used for assessment are grouped into three classes: ecosystem area loss rate, ecosystem extent (area), and ecosystem representativeness.In this paper, we take ecosystems in Jiangxi Province as a case to show the process for ecosystem conservation priority assessment.We explain the use of these criteria for assessing ecosystem conservation priority, the vegetation digital map in 1980s, land-use map in 2010 and national nature reserves map are used to evaluate the ecosystem conservation priority by overlying, reclassing, normalizing and quantitative assessing in GIS.The conservation priority of nature ecosystems in Jiangxi Province is ranked in low, moderate and high level, respectively.The result shows that a total area of nature ecosystems reduced by 82613.83km2which account more than 60% of its area.There are 19 ecosystem types among the total 37 ecosystem types in Jiangxi province have been protected by National Nature Reserves, but the ratio of protection area for each of these ecosystems is still low.The ratio to the total area of Jiangxi Province for forest ecosystems ranking in high, moderate and low priority is 16.7374%, 5.5310%, and 3.8242%; the ratio for shrub ecosystems is 0.0975%, 0.9335%, and 0.0100%; the ratio for grassland ecosystems is 0.2647%, 0.0005%, and 0.1064%; and the ratio for wetland ecosystems is 0.3532%, 0.1127%,and 1.5650%, respectively.The ratio of protected area by national nature reserves for forest ecosystems ranking in high, moderate, and low priority level is 0.51%, 3.73%, and 5.76%; the ratio for shrub ecosystems is 1.72%, 0.17%, and 0.70%; the ratio for grassland ecosystems is 0.21%, 0.00%, and 3.49%; and the ratio for wetland ecosystems is 1.87%, 0.00%, and 18.01%, respectively.The spatial pattern for the ecosystems in different conservation priority level shows that the ecosystems in high conservation priority ranking are mainly distributed in the south-east and north-west part, the ecosystems in moderate conservation priority ranking are mainly distributed in north-east and north-west part, and the ecosystems in low conservation priority ranking are mainly distributed in the north part.Due to the economic growth and social development in the past 30 years, most of the ecosytem types which distributed in the central part of Jianxi province are changed to agricultural and city ecosystems.Combined with the present status of the nature ecosystems in Jiangxi province, the ecosystems ranking in high conservation priority which account for 17.46% of the total area of Jiangxi province are suggested to protect first.These results have practical value for ecosystem level conservation, especially in the ecosystem conservation planning.

biodiversity conservation; conservation priority; ecosystem; area loss rate of ecosystem; ecosystem extent; ecosystem representativeness

國家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201209027- 4)

2013- 10- 31;

2014- 04- 01

10.5846/stxb201310312629

*通訊作者Corresponding author.E-mail: yxzhang@rcees.ac.cn

樊乃卿，張育新，呂一河，邢韶華，馬克明.生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀及保護(hù)等級(jí)評(píng)估——以江西省為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(12):3341- 3349.