張晉東，李玉杰，黃金燕

(1.西華師范大學生命科學學院，四川南充 637002;2.中國保護大熊貓研究中心，四川臥龍 623006)

地震及其引發(fā)的次生災(zāi)害，不但會破壞、甚至毀滅局部區(qū)域的人類系統(tǒng)，而且也深刻地影響自然系統(tǒng)［1］。在地震對自然系統(tǒng)的干擾中，對大熊貓及其棲息地的影響更具有代表性，不僅是因為大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)是我國特有且瀕危的珍稀物種，是全球野生動物保護的旗艦物種，同時大熊貓的主要分布區(qū)也是地震高發(fā)區(qū)域，位于龍門山逆沖推覆構(gòu)造斷裂帶上岷山和邛崍山系是大熊貓最主要分布區(qū)域，其生境面積占全國大熊貓生境面積的67%，大熊貓種群占全國的70%以上［2］。自我國有地震記載以來至今，在大熊貓主要分布區(qū)域內(nèi)發(fā)生過9次7級以上地震［3］，其中1976年發(fā)生的松潘—平武大地震給該區(qū)域的大熊貓生境造成不同程度的破壞［4］。2008年5月12日發(fā)生在龍門山斷裂帶的8.0級汶川地震是我國大陸歷史上發(fā)生的破壞性最強、波及范圍最廣的地震災(zāi)害［3］。2013年4月20日，龍門山斷裂帶上再次發(fā)生7.0級蘆山地震，震中距汶川地震中心僅69千米［5］。地震及其引發(fā)的滑坡、泥石流等次生災(zāi)害導致邛崍山和岷山的森林生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，生態(tài)功能退化，給分布在該區(qū)域的大熊貓種群和棲息地造成嚴重影響［1，6］。汶川地震及蘆山地震發(fā)生后，國內(nèi)外的保護生物學、生態(tài)學及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員針對地震干擾對大熊貓和其棲息地的影響，及森林生境的恢復過程開展了相應(yīng)的研究，為震后大熊貓的保護，棲息地管理提供了科學參考［1，5，6］。較之蘆山地震，汶川地震發(fā)生時間早，強度更大，破壞性更強，影響范圍更廣，目前研究更多針對汶川地震對大熊貓的影響開展的。本文針對地震對大熊貓生境與大熊貓行為模式的影響研究，大熊貓棲息地恢復過程研究進行綜述與研究展望，以便更好地理解突發(fā)自然災(zāi)害對野生動物及其生境的影響機制，為保護政策的制定提供理論依據(jù)。

1 地震及次生災(zāi)害對大熊貓生境的影響研究

與松潘—平武大地震后僅通過地震遺跡進行零星的研究相比，科研人員針對汶川地震及其引發(fā)的次生災(zāi)害對大熊貓生境的影響從不同角度進行了更加深入的研究［4］。地震發(fā)生 1個月后，Wang等(2008)以到震中的距離為標準，將大熊貓保護區(qū)劃分為重度、中度和輕微干擾區(qū)域，其中29%的大熊貓棲息地，44%的大熊貓種群，35%的大熊貓自然保護區(qū)距震中不到50km，屬重度干擾區(qū)域［6］。采用3S技術(shù)(RS，GPS，GIS)，研究人員對大熊貓生境損失進行了評估，由于不同研究的研究區(qū)域、范圍及數(shù)據(jù)及分析手段存在差異，導致結(jié)果并不完全一致［1，7，8］。歐陽志云等(2008)全面評估了地震對大熊貓棲息地的影響，結(jié)果表明汶川地震導致656 km2大熊貓生境喪失，損失比例5.9%［1］，也有研究表明地震導致更大面積的大熊貓生境喪失，損失比例達8.3%［7］。分析大熊貓自然遺產(chǎn)地內(nèi)的地震破壞區(qū)域的分布特征，發(fā)現(xiàn)僅有1.75%的大熊貓適宜棲息地被地震破壞，Yu等(2011)認為地震未對大熊貓自然遺產(chǎn)地造成顯著地影響［9］。王學志等(2008)評估了都江堰地區(qū)受損大熊貓棲息地在海拔、坡度、坡位等因子分布特征，發(fā)現(xiàn)地震導致21.63%大熊貓生境喪失，地震破壞區(qū)主要分布在海拔1 400 m～2 400 m，坡度 20°～55°的山坡上［10］。徐新良等(2008)運用多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)計算臥龍自然保護區(qū)滑坡、泥石流等次生災(zāi)害體面積為1.44 km2，受損森林比例為 0.28%［11］。Xu 等(2009)利用遙感數(shù)據(jù)分析了岷山南部受地震影響的大熊貓生境損失面積、破碎化程度及受損生境的空間特征，結(jié)果表明，汶川地震及次生災(zāi)害增加了大熊貓生境的異質(zhì)性、復雜性，導致大熊貓生境破碎化，大熊貓個體交流途徑被阻斷，形成了多個孤立的生境斑塊［12，13］。有學者建議汶川地震后，需在被隔離生境斑塊之間建立滿足大熊貓移動、擴散和生殖交流的廊道，并給出了具體的廊道建設(shè)方案［12，14］。Vi?a等(2011)利用遙感數(shù)據(jù)評估了“天保工程”和“退耕還林工程”在地震中對森林生態(tài)系統(tǒng)的保護作用，結(jié)果表明，實施保護工程區(qū)域受地震破壞程度低于其他區(qū)域，說明我國實施的兩項生態(tài)保護工程對人類和自然干擾都有重要意義［15］?？梢?，迅速發(fā)展的3S技術(shù)，為地震后生態(tài)環(huán)境宏觀調(diào)查研究提供了有效的手段，分析受災(zāi)區(qū)域的空間特征，進一步評估地震及其次生災(zāi)害對關(guān)鍵物種(如大熊貓)棲息地造成的影響，為次生災(zāi)害治理與災(zāi)后大熊貓的保護管理提供科學依據(jù)。

在利用遙感影像數(shù)據(jù)評估地震對大熊貓棲息地影響的同時，科研人員也結(jié)合大熊貓的生物學特征、野外樣方監(jiān)測與地震干擾的原理分析地震對大熊貓生存可能產(chǎn)生的威脅。有研究指出地震引發(fā)的次生災(zāi)害毀壞了大熊貓賴以生存的主食竹，污染水源，導致老年大熊貓因缺乏食物而生病死亡;而且地震有可能誘發(fā)主食竹開花，威脅大熊貓的健康和生存［7，8，16，17］。然而，在地震后的野外調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)因地震而導致死亡或受傷的動物個體，這可能是因為大熊貓作為一個生活在地震頻發(fā)區(qū)域古老的物種，對地震的反應(yīng)比較機敏［18～20］;此外大熊貓通常喜歡選擇在坡度緩和的區(qū)域活動，而滑坡、崩塌等次生災(zāi)害頻發(fā)在坡度陡的區(qū)域，兩者之間的空間重疊比例較低［19，21，22］。有研究人員在龍溪 - 虹口自然保護區(qū)內(nèi)，在不同受損程度的大熊貓棲息地上，設(shè)置樣方監(jiān)測地震對大熊貓主食竹-拐棍竹(Fargesia robusta Yi)竹筍生長發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)強度干擾導致大熊貓主食竹的質(zhì)量變差(主要質(zhì)量指標為基徑與株高)，但是有利于竹子發(fā)筍與當年生幼竹數(shù)量的更新［23］。而在臥龍自然保護區(qū)，類似的監(jiān)測表明地震影響拐棍竹筍的發(fā)育生長，但沒發(fā)現(xiàn)地震對竹子發(fā)筍量的影響［24］。相似的研究獲得不同的結(jié)果，可能與不同的研究地點有關(guān)，也可能因樣本含量不足產(chǎn)生誤差，所以有必要設(shè)置足夠的固定樣方，長期監(jiān)測地震對大熊貓主食竹生長發(fā)育的影響。

2 地震對大熊貓行為模式的影響研究

作為自然干擾，地震能影響甚至改變野生動物正常的行為模式。例如大多數(shù)靈長類動物，在地震發(fā)生時，表現(xiàn)出反常的行為，如發(fā)出各種吼叫聲，坐立不安等緊張的情緒［25］。蘆山地震發(fā)生時，雅安碧峰峽大熊貓基地的圈養(yǎng)大熊貓表現(xiàn)出焦慮、緊張的情緒并迅速爬到樹上［5］。汶川地震后，一些科研人員基于野外大熊貓活動痕跡數(shù)據(jù)，分析了地震后大熊貓的行為響應(yīng)機制和空間利用模式。在震后短時間內(nèi)，大熊貓在空間利用上表現(xiàn)出一定的響應(yīng)特征，例如，根據(jù)地震后幾個月臥龍自然保護區(qū)大熊貓活動痕跡調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)地震后在一定距離范圍內(nèi)，大熊貓存在主動回避地震災(zāi)害體的行為［22］。而在更長的時間尺度上，發(fā)現(xiàn)大熊貓對棲息地的利用格局并未發(fā)生顯著地改變，如有研究人員通過比較岷山南部部分大熊貓保護區(qū)(如龍溪-虹口和唐家河自然保護區(qū))地震前后7年的大熊貓的活動痕跡數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)地震前后，大熊貓對生境利用格局未發(fā)生顯著地改變，大熊貓對棲息地的利用頻率與災(zāi)害體面積大小不存在顯著的相關(guān)性［19，26］。張晉東等(2012)利用GPS項圈跟蹤技術(shù)研究了臥龍自然保護區(qū)地震后大熊貓的活動模式，發(fā)現(xiàn)大熊貓的季節(jié)活動模式與日活動節(jié)律與先前利用無線電遙測技術(shù)獲得的研究結(jié)果基本一致，并未發(fā)生明顯地變化［21，27～29］。

3 震后大熊貓生境恢復過程研究

棲息地的恢復是地震后大熊貓保護的首要任務(wù)，保護管理部門與科研人員都給予特別的關(guān)注。地震后，在不同時空尺度上，研究人員利用遙感影像數(shù)據(jù)評測了受災(zāi)區(qū)域的植被恢復過程［30～32］。由于評估的區(qū)域與評估時間不同，所得的結(jié)果也存在差異，例如，基于氣候波動校正后的植被生產(chǎn)能力指數(shù)，Liu等(2012)分析認為地震發(fā)生3個月后，地震重災(zāi)區(qū)的總植被初級生產(chǎn)力基本恢復到正常水平［30］。Lu等(2012)通過提取并比較不同時期受損區(qū)域的歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)，評估了茂縣干旱河谷的植被恢復過程，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的植被恢復較慢，在震后自然恢復1年后，36%的受損區(qū)域的NDVI開始下降［32］。Jiao等(2014)通過提取并比較不同時期受損區(qū)域的歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)，分析整個地震受損區(qū)域的植被恢復率，發(fā)現(xiàn)到2011年，地震災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的平均植被恢復率為68.5%［31］。

在利用遙感數(shù)據(jù)評估的同時，一些科研人員也通過長期的野外監(jiān)測，評估受損大熊貓生境的植被恢復特征，如新生植被生物多樣性指數(shù)和高度、蓋度等生長指標［33］。Zhang等(2014)在臥龍自然保護區(qū)野外的長期監(jiān)測結(jié)果表明:自然條件下，經(jīng)過4年的恢復，地震災(zāi)害體上的植被覆蓋率達到70%，恢復速度較快［33］。無論是利用遙感數(shù)據(jù)進行宏觀尺度評估，還是野外微觀尺度的樣地監(jiān)測，研究人員認為土壤、氣候和水熱條件及地貌條件(如海拔和坡度)是影響地震災(zāi)區(qū)植被恢復的主要因素［32，33］。

地震屬大型、低頻的自然干擾，破壞強度大、影響范圍廣，震后的生態(tài)環(huán)境恢復是一項長期、系統(tǒng)而復雜的工作。世界上地震頻發(fā)的國家開展了大量的災(zāi)后生態(tài)環(huán)境人工修復的研究與實踐［34，35］。在我國，以往發(fā)生地震災(zāi)害(如1976年松潘—平武大地震)后，受經(jīng)濟、科技水平及生態(tài)環(huán)境意識的限制，政府部門很少開展地震后生態(tài)環(huán)境的修復工作［4］。隨著我國經(jīng)濟水平和科技實力的大幅提升，生態(tài)環(huán)境意識的不斷增強，2008年汶川地震與2013年的蘆山地震后，我國政府相關(guān)部門、NGO組織和廣大科研工作人員不但關(guān)注到人民群眾的生命財產(chǎn)安全，也極為重視以大熊貓為代表的生態(tài)環(huán)境安全與修復。汶川地震發(fā)生5個月后，中國國家林業(yè)局就制定了臥龍、白水江等大熊貓自然保護區(qū)的恢復重建規(guī)劃，恢復大熊貓等珍稀瀕危野生動物棲息地，具體上，通過人工造林，建立走廊帶，災(zāi)后恢復以大熊貓為主的棲息地的目標為12萬hm2［36］。汶川地震發(fā)生的3年后，災(zāi)區(qū)重建工作已基本完成，且災(zāi)區(qū)群眾的生活已超過災(zāi)前水平［37］，同時在大熊貓分布的重點區(qū)域，如臥龍自然保護區(qū)，針對受損的大熊貓生境采取低質(zhì)低效林改造、人工植苗造林、封山育林、人工點撒播進等方式進行的人工修復也取得了顯著成效，長期的野外監(jiān)測表明，人工修復工程有利于促進植被恢復的速率［33，38］。同時有研究指出，在制定災(zāi)后大熊貓等珍稀野生動物棲息地恢復的規(guī)劃方案時，應(yīng)結(jié)合關(guān)鍵保護物種的生境適宜性的空間分布特征，以實現(xiàn)更好的恢復效果［33］。

4 研究展望

綜上所述，汶川地震發(fā)生后，科研人員采用3S技術(shù)與野外調(diào)查的方法，評估了大熊貓生境損失情況，具體包括受損生境的空間分布格局特征，生境破碎化程度及廊道建設(shè)規(guī)劃，我國生態(tài)保護工程在地震干擾中所起的作用等研究;分析地震對大熊貓個體生存及主食竹的發(fā)育影響;研究了地震及次生災(zāi)害對大熊貓空間利用與活動模式的影響;對比分析地震干擾后，受損區(qū)域的植被自然恢復與人工恢復過程特征。這些研究為大熊貓種群的保護與大熊貓生境恢復政策制定提供了科學參考。

總的來看，先前的研究更多是在宏觀尺度上，利用遙感數(shù)據(jù)進行的分析與評價。針對自然災(zāi)害后大熊貓棲息地恢復過程的研究則相對缺乏，尤其缺少震后森林植被恢復的長期監(jiān)測工作［19，26］。而長期的野外監(jiān)測是了解更新植被動態(tài)變化、大熊貓生境景觀格局演變及生態(tài)系統(tǒng)功能恢復功能的重要手段，因此，有必要在利用遙感數(shù)據(jù)進行恢復速度評估的同時，設(shè)置野外長期監(jiān)測樣地來研究恢復群落物種數(shù)量、組成及空間分布格局，大熊貓生境利用特征，為地震后制定森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復政策和大熊貓種群的保護提供更為直接的科學依據(jù)，也為其他自然災(zāi)害后關(guān)鍵物種的保護方案制定提供理論參考。

地震對社區(qū)居民與大熊貓之間的相互作用，即人類與大熊貓耦合系統(tǒng)(指人類社會與大熊貓為代表的自然系統(tǒng)相互作用的系統(tǒng))［39，40］也產(chǎn)生了顯著的影響。如震后一些大熊貓保護區(qū)內(nèi)的居民從高山區(qū)域下遷到河邊對大熊貓潛在棲息地恢復有積極的作用［41］;在臥龍自然保護區(qū)，由于地震破壞了保護區(qū)通往區(qū)外城市的主要道路，導致農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)收入降低，當?shù)鼐用耖_始擴大畜牧業(yè)的規(guī)模，而畜牧業(yè)對大熊貓存在顯著的負面影響［42～44］。然而，目前的研究中，生態(tài)學家主要側(cè)重于地震對大熊貓及棲息地的影響評估及恢復過程研究，社會經(jīng)濟學家主要側(cè)重于地震對人類社會影響的研究，而忽略了震后恢復過程中，人類與大熊貓耦合系統(tǒng)動態(tài)變化特征研究。為了填充上述這一關(guān)鍵的知識空白，本文建議在將來的工作中開展地震干擾對人與大熊貓耦合系統(tǒng)的動態(tài)特征分析研究。具體上，應(yīng)開展以下幾方面研究:地震干擾后，大熊貓分布區(qū)域周邊社區(qū)居民的人口統(tǒng)計結(jié)構(gòu)特征、社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)特征、行為活動特征、環(huán)境保護態(tài)度在不同時空尺度上的動態(tài)變化特征;地震干擾后，人類社會系統(tǒng)特征與大熊貓相互作用研究，即人與大熊貓耦合系統(tǒng)動態(tài)變化研究;地震前后不同水平(國家層面、省級層面和當?shù)卣?的政策對當?shù)鼐用竦闹苯佑绊懞蛯Υ笮茇埖拈g接影響。而上述有待深入研究的內(nèi)容，對于建立有效的生態(tài)(大熊貓)保護和社會經(jīng)濟可持續(xù)政策具有重要的意義，亟需相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和管理部門特別關(guān)注。

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