錢(qián)靈穎,黃智洵,楊盛昌,曹文志

廈門(mén)大學(xué)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廈門(mén)大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院, 廈門(mén) 361102

為應(yīng)對(duì)生物多樣性的迅速喪失,我國(guó)通過(guò)劃定一定數(shù)量的自然保護(hù)地對(duì)重點(diǎn)珍稀保護(hù)動(dòng)植物、生物多樣性及其所能夠提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行有效地保護(hù)。截至2019年底,我國(guó)共建立超過(guò)1.18萬(wàn)個(gè)自然保護(hù)地,保護(hù)面積占全國(guó)國(guó)土面積的22.1%[1]。雖然我國(guó)自然保護(hù)地面積不斷增加,生物多樣性下降趨勢(shì)得到有效遏制,但徐衛(wèi)華[2]、楊朝輝[3]、孫思琦[4]等分別對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、貴州省現(xiàn)有保護(hù)地體系、中國(guó)東南部自然保護(hù)區(qū)的生物多樣性保護(hù)效率的研究結(jié)果表明,大多數(shù)自然保護(hù)地在發(fā)展的早期階段缺乏科學(xué)評(píng)估,導(dǎo)致已有自然保護(hù)地體系存在對(duì)少數(shù)生物保護(hù)利用價(jià)值不高的物種或生境提供過(guò)多的保護(hù),或與生物多樣性受到嚴(yán)重威脅的區(qū)域之間存在空間失配問(wèn)題,促進(jìn)了空間保護(hù)優(yōu)先化的發(fā)展。

空間保護(hù)優(yōu)先化是一種基于明確的保護(hù)目標(biāo)確定優(yōu)先保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)的定量技術(shù),能夠?yàn)楸Ｗo(hù)或環(huán)境規(guī)劃問(wèn)題生成空間優(yōu)先級(jí),為空間保護(hù)規(guī)劃提供決策依據(jù)[5]。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種軟件可用于設(shè)計(jì)生物多樣性空間優(yōu)先保護(hù)格局[6]。使用較為廣泛的空間保護(hù)優(yōu)先化軟件,包括能夠生成使生物多樣性保護(hù)價(jià)值最大化的規(guī)劃單元組合的Zonation,使用最小集方法來(lái)確定以幾乎最小成本實(shí)現(xiàn)保護(hù)目標(biāo)的規(guī)劃單元組合的MARXAN[7]以及通過(guò)計(jì)算各規(guī)劃單元在實(shí)現(xiàn)保護(hù)目標(biāo)上的不可替代性來(lái)確定空間保護(hù)優(yōu)先性的C-Plan[8]。

相較于其它空間保護(hù)優(yōu)先化定量技術(shù),Zonation輸出的空間優(yōu)先保護(hù)格局旨在識(shí)別出多個(gè)物種的核心分布區(qū),實(shí)現(xiàn)生物多樣性保護(hù)價(jià)值最大化,維持景觀的連通性,而不是獲得“以最小成本達(dá)到保護(hù)目標(biāo)”的解決方案[9-10]。Zonation模型成功運(yùn)行首先需要獲得物種的生態(tài)位信息[11]。生態(tài)位模型能夠根據(jù)物種實(shí)際分布及環(huán)境變量計(jì)算物種生態(tài)位,目前應(yīng)用較為廣泛的生態(tài)位模型,包括最大熵模型(MaxENT)、Bioclim模型和Domain模型[12-13],每種生態(tài)位模型都可以獨(dú)立預(yù)測(cè)物種的潛在分布區(qū),但具有各自的偏好性。Bioclim是最簡(jiǎn)單的生態(tài)位模型,但模型預(yù)測(cè)精度與物種分布數(shù)據(jù)呈正相關(guān),并且無(wú)法處理環(huán)境因素之間的相互作用[14],Domain模型能夠處理不連續(xù)的物種分布點(diǎn)位信息,但對(duì)于每個(gè)潛在地點(diǎn)只利用一個(gè)點(diǎn)位信息來(lái)確定物種分布適宜性,準(zhǔn)確性不高[15],而MaxENT模型能夠在樣本量較小、環(huán)境變量之間相關(guān)性不明的情況下,通過(guò)探尋在物種實(shí)際分布點(diǎn)位和環(huán)境變量約束下最大熵的可能分布,直接生成適宜物種生存的連續(xù)的物種潛在分布圖,具有所需樣本量小、預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、兼容性好等優(yōu)勢(shì)[16-19]。目前MaxENT和Zonation的結(jié)合使用已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于劃定以保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)[20]、植物[21]、淡水魚(yú)類(lèi)[22]、海洋生物[23]以及地方特色物種[24]生物多樣性為目標(biāo)的多物種保護(hù)規(guī)劃,在多物種的空間優(yōu)先保護(hù)區(qū)識(shí)別中發(fā)揮著重要的作用。

城市生物多樣性是保證城市生態(tài)系統(tǒng)功能持續(xù)性的基礎(chǔ),城市森林多樣性可以提高生態(tài)系統(tǒng)健康的供給彈性[25]。廈門(mén)市快速的城市化導(dǎo)致城市人工環(huán)境不斷增加,森林植被遭到嚴(yán)重破壞,原生森林生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化[26],近年來(lái)營(yíng)造的人工森林植被結(jié)構(gòu)單一,不利于生物多樣性形成。此外,作為海灣型城市,廈門(mén)市曾經(jīng)擁有廣闊的灘涂面積,非常適合紅樹(shù)林的生長(zhǎng),然而大規(guī)模的圍海造田、填海造陸使濱海紅樹(shù)植物遭受破壞,紅樹(shù)林面積日益減少,城市生態(tài)系統(tǒng)健康受到威脅。本研究以保護(hù)廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物的生物多樣性為目標(biāo),使用MaxENT模型作為物種分布模型模擬廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物的潛在分布,Zonation模型作為空間保護(hù)優(yōu)先化的定量工具,獲得該地重點(diǎn)保護(hù)植物的理論空間優(yōu)先保護(hù)格局,分析廈門(mén)市目前生物多樣性保護(hù)地建設(shè)的空缺,為廈門(mén)市生物多樣性保護(hù)提供決策依據(jù),促進(jìn)城市發(fā)展的穩(wěn)定性和可持續(xù)性(圖1)。

圖1 研究流程Fig.1 Research processAUC：受試者操作特性曲線(xiàn)ROC(Receiver Operating Characteristic)曲線(xiàn)下方的面積大小 Area Under Curve;SSI物種：特殊利益物種 Species of Special Interest

1 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

廈門(mén)市地處福建省東南部,是東南沿海重要的中心城市,陸地面積1699.39 km2,海域面積約390 km2。地形以濱海平原、臺(tái)地和丘陵為主,屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年平均氣溫約20.9℃;雨量適中,年降水量1143.5 mm,降水集中于4—9月,平均相對(duì)濕度較高,全年適宜植物生長(zhǎng)[27]。其位于閩粵沿海植被區(qū),共有常綠針葉林、常綠闊葉林、針闊葉混交林、紅樹(shù)林等11種植被類(lèi)型,馬尾松林、杉木林、木荷林、白骨壤群落、秋茄群落、桐花樹(shù)+白骨壤群落等62個(gè)群系,南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林為廈門(mén)市的地帶性植被[28]。長(zhǎng)期以來(lái),廈門(mén)市的自然生態(tài)系統(tǒng)受到很大程度地?cái)_動(dòng),紅樹(shù)林面積日益減少,森林植被次生性明顯,城市綠地景觀多樣性指數(shù)低,各綠地類(lèi)型分布不均勻,生態(tài)功能較弱,生物多樣性保護(hù)空間缺乏。

1.2 重點(diǎn)保護(hù)植物的選擇

本研究參考《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第一批)》、《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第二批)》、《福建省國(guó)家和省重點(diǎn)保護(hù)野生植物目錄》(http://lyj.fujian.gov.cn)、《廈門(mén)市地方志》(www.fzb.xm.gov.cn)所列保護(hù)植物種類(lèi),剔除重復(fù)選項(xiàng),并根據(jù)中國(guó)植物主題數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.plant.csdb.cn)中所記錄的保護(hù)植物分布地,中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館(https://www.cvh.ac.cn)及教學(xué)標(biāo)本資源共享平臺(tái)(http://mnh.scu.edu.cn/)的標(biāo)本信息,篩選出在廈門(mén)市存在并具地理分布信息的39種植物作為本研究中的重點(diǎn)保護(hù)植物(表1)。包括蘇鐵(Cycasrevoluta)、臺(tái)灣蘇鐵(Cycastaiwaniana)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、伯樂(lè)樹(shù)(Bretschneiderasinensis)4種國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生植物,樟樹(shù)(Cinnamomumcamphora)、格木(Erythrophleumfordii)、穗花杉(Amentotaxusargotaenia)、福建柏(Fokieniahodginsii)、刺桫欏(Alsophilaspinulosa)、金毛狗(Cibotiumbarometz)6種國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生植物,黃樟(Cinnamomumporrectum)、江南油杉(Keteleeriafortunei)、木欖(Bruguieragymnorhiza)等8種省重點(diǎn)保護(hù)野生植物,鳳凰木(Delonixregia)、細(xì)枝葉下珠(Phyllanthusleptoclados)、秋茄(Kandeliacandel)等21種地方重點(diǎn)保護(hù)野生植物。其中,秋茄、木欖、白骨壤及桐花樹(shù)作為紅樹(shù)植物,所構(gòu)成的紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)在保障本地海岸帶生物多樣性及生態(tài)安全等方面起到重要作用[29]。

表1 廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物模型模擬有關(guān)信息

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.3.1物種分布點(diǎn)

物種實(shí)際地理分布點(diǎn)位信息來(lái)自近10年的野外調(diào)研工作以及中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館(https://www.cvh.ac.cn)、教學(xué)標(biāo)本資源共享平臺(tái)(http://mnh.scu.edu.cn/)、世界生物多樣性信息機(jī)構(gòu)(Global Biodiversity Information Facility,GBIF)、相關(guān)文獻(xiàn)所記錄的近60年植物標(biāo)本信息。涉及到僅提供采集地點(diǎn)信息的標(biāo)本通過(guò)百度地圖的坐標(biāo)拾取系統(tǒng)(http://api.map.baidu.com/lbsapi/getpoint/index.html/)將地名轉(zhuǎn)化為點(diǎn)位信息。利用ArcGIS 10.5對(duì)重點(diǎn)保護(hù)植物坐標(biāo)進(jìn)行篩選,1 km× 1 km范圍內(nèi)僅保留相同物種的一個(gè)點(diǎn)位。研究共獲得39種植物的有效坐標(biāo)。

1.3.2環(huán)境變量

研究初步選取19種有關(guān)溫度和降水的生物氣候因子和地形因子數(shù)據(jù)(海拔、坡度、坡向)作為影響重點(diǎn)保護(hù)植物分布的環(huán)境變量(表2)。其中19種生物氣候因子與植物生長(zhǎng)密切相關(guān),被認(rèn)為是進(jìn)行物種潛在分布模擬的典型環(huán)境變量[30],從WorldClim全球氣候數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.worldclim.org/)下載當(dāng)前氣候條件下最高分辨率的生物氣候因子數(shù)據(jù)(30″(約1 km)),通過(guò)克里金插值法將分辨率提高至30 m;從地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)上下載DEM數(shù)據(jù)(30 m),獲得地形因子數(shù)據(jù)。使用SPSS軟件進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析(表3),最終選擇相關(guān)系數(shù)小于0.8的14種生物氣候因子和3種地形因子構(gòu)建模型(表2)[31]。

表2 環(huán)境變量數(shù)據(jù)描述

表3 生物氣候因子相關(guān)性分析

2 模型優(yōu)化與參數(shù)選擇

2.1 物種分布模型

Maxent模型根據(jù)最大熵原理,基于該物種已知出現(xiàn)地的環(huán)境條件預(yù)測(cè)物種在研究區(qū)域內(nèi)的所有可能潛在分布地[32]。

2.1.1模型運(yùn)行

研究使用MaxENT模型3.4.1版本預(yù)測(cè)廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物的潛在分布區(qū)。將所獲得的廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)MaxENT模型每次預(yù)測(cè)隨機(jī)選擇75%的物種分布點(diǎn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集用于建立模型,25%的物種分布點(diǎn)數(shù)據(jù)作為隨機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)集用于模型驗(yàn)證[39],設(shè)置正則化乘數(shù)為1[40],采集分析底圖的10000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行模擬,重復(fù)運(yùn)行次數(shù)為4,重復(fù)次數(shù)運(yùn)行類(lèi)型選擇Crossvalidate,建立模型。共進(jìn)行兩輪物種潛在分布區(qū)預(yù)測(cè),通過(guò)jackknife刀切法分析各個(gè)環(huán)境變量對(duì)物種分布的重要性[41-42],在第一次模型運(yùn)行結(jié)束后,剔除對(duì)物種貢獻(xiàn)率低于1.0%的環(huán)境因子[43],進(jìn)行二次模擬,最終獲得植物在廈門(mén)市的潛在分布柵格圖作為空間保護(hù)優(yōu)先化所需的物種分布狀態(tài)信息。

植物有效坐標(biāo)超過(guò)5個(gè)的12種物種,直接輸入MaxENT模型中獲得廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物潛在分布[33- 35]。對(duì)于所獲得的廈門(mén)市植物樣本量小于5的20種物種,檢索物種在整個(gè)福建省范圍內(nèi)的分布信息,計(jì)算獲得福建省潛在物種分布圖后截取廈門(mén)市范圍的物種潛在分布[36]。福建省檢索到的點(diǎn)位數(shù)據(jù)依然小于5時(shí),將物種視為特殊利益物種(Species of Special Interest,SSI species),不再進(jìn)行物種潛在分布預(yù)測(cè)。最初便視為SSI物種的共有7種,這些物種的點(diǎn)位信息將以.txt文本形式直接輸入Zonation模型[37-38]。

2.1.2模型準(zhǔn)確性評(píng)估

使用受試者操作特性曲線(xiàn)ROC(Receiver Operating Characteristic)評(píng)估模型模擬結(jié)果準(zhǔn)確性[44]。ROC曲線(xiàn)下與坐標(biāo)軸圍成的面積AUC(Area Under Curve)越接近1.0,檢測(cè)方法真實(shí)性越高。根據(jù)AUC值將模型預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性分為5類(lèi),AUC<0.6,預(yù)測(cè)失敗;AUC=0.6—0.7,較差;AUC=0.7—0.8,一般;AUC=0.8—0.9,良好;AUC=0.9—1.0,優(yōu)秀[45]。本研究中認(rèn)為只有當(dāng)AUC值大于0.7時(shí),MaxENT模型輸出的植物潛在分布柵格圖才可輸入Zonation模型中。而AUC值小于0.7的物種,被視為SSI物種。

2.2 Zonation模型

Zonation以迭代的方式產(chǎn)生由互補(bǔ)性驅(qū)動(dòng)的景觀保護(hù)等級(jí),模型首先假設(shè)整體景觀都得到保護(hù),接著逐步識(shí)別并移除邊際損失最小的單元,將保護(hù)價(jià)值最高的區(qū)域保留到最后,獲得多物種理論空間優(yōu)先保護(hù)格局[46]。Zonation能夠綜合考慮多物種的潛在分布核心區(qū),并識(shí)別對(duì)于維持景觀連通性非常重要的區(qū)域,為劃定優(yōu)先保護(hù)區(qū)以維持較高的生物多樣性水平提供一種定量方法。

2.2.1單元去除規(guī)則選擇

Zonation算法是否有意義完全取決于對(duì)邊際損失的定義,而邊際損失是由不同的單元去除規(guī)則(Removal Rule)決定[47]。研究選擇核心單元分區(qū)(Core-area Zonation,CAZ)作為單元去除規(guī)則,得到的空間優(yōu)先保護(hù)格局不在物種之間進(jìn)行取舍,而是保護(hù)所有物種的核心分布區(qū)域[11]。

2.2.2物種權(quán)重設(shè)置

物種特征權(quán)重會(huì)影響單元從景觀中移除的順序以及單元移除過(guò)程中任意位置上所保留的物種分布比例。因此在對(duì)多物種進(jìn)行空間保護(hù)優(yōu)先化前需確定其所屬的保護(hù)類(lèi)別,并在此基礎(chǔ)上判斷物種的全球稀有性、地方性以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值等,從而賦予相應(yīng)的權(quán)重[48](表4)。

表4 物種權(quán)重設(shè)置依據(jù)

2.2.3優(yōu)先保護(hù)區(qū)識(shí)別

將重點(diǎn)保護(hù)植物的潛在分布柵格圖及SSI植物的點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入Zonation模型中,設(shè)置相應(yīng)的權(quán)重,識(shí)別理論上既適宜重點(diǎn)保護(hù)植物生存又能夠保證景觀連通性的區(qū)域,獲得本地重點(diǎn)保護(hù)植物的景觀保護(hù)等級(jí)以及一組特征曲線(xiàn)。

根據(jù)2020年全球生物多樣性目標(biāo),設(shè)置景觀優(yōu)先等級(jí)前17%的區(qū)域作為廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物空間優(yōu)先保護(hù)區(qū)[49]。此外,由于本研究設(shè)定的目標(biāo)之一是保護(hù)本地重點(diǎn)保護(hù)植物不至滅絕,因此依據(jù)Zonation模型生成的隨景觀喪失物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)曲線(xiàn)將移除后可能會(huì)導(dǎo)致物種的滅絕風(fēng)險(xiǎn)迅速增大的景觀單元進(jìn)一步視為一級(jí)保護(hù)區(qū)。

3 結(jié)果

3.1 模型準(zhǔn)確性評(píng)估

使用MaxENT模型模擬除薊罌粟、草海桐等7種SSI物種外的其它重點(diǎn)保護(hù)植物的潛在分布,得到每一物種4次重復(fù)運(yùn)行下的平均AUC值(表1)。兩次MaxENT模擬潛在分布結(jié)束后,福建柏、金毛狗、檵木的AUC值依然小于0.7,因此也被視為SSI物種。最后篩選得的SSI物種共10種,獲得的GIS柵格圖層共29個(gè)。

3.2 空間優(yōu)先保護(hù)格局

將29個(gè)重點(diǎn)保護(hù)植物的潛在分布柵格圖及10個(gè)SSI植物的點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入Zonation模型中,獲得本地重點(diǎn)保護(hù)植物的空間優(yōu)先保護(hù)格局以及隨景觀喪失物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)曲線(xiàn)。

隨著景觀喪失比例的增加,物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)隨之增加。景觀喪失比例低于92%時(shí),物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)率相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)景觀喪失比例達(dá)到92%時(shí),物種的平均滅絕風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到39%。此后,物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)銳增至100%,物種迅速滅絕(圖2)。結(jié)合2020年全球生物多樣性目標(biāo),共選取研究區(qū)域總面積的17%作為重點(diǎn)保護(hù)植物的優(yōu)先保護(hù)區(qū),將保護(hù)等級(jí)最高的8%區(qū)域劃為一級(jí)保護(hù)區(qū),保護(hù)等級(jí)在8%—17%范圍內(nèi)的區(qū)域劃為二級(jí)保護(hù)區(qū)(圖3)。

圖2 隨景觀喪失物種加權(quán)滅絕風(fēng)險(xiǎn)曲線(xiàn)Fig.2 Weighted extinction risk curve with landscape loss

圖3 廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物重點(diǎn)保護(hù)區(qū)劃分Fig.3 Division of key protected plant areas in Xiamen

廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物的一級(jí)保護(hù)區(qū)主要集中分布在廈門(mén)島內(nèi)的東部和南部、島外東南部以及西南部的海岸帶區(qū)域、西北部的山地。二級(jí)保護(hù)區(qū)主要分布在一級(jí)保護(hù)區(qū)的外圍。疊加廈門(mén)市現(xiàn)有自然保護(hù)地,結(jié)果表明大部分的自然保護(hù)地集中分布在廈門(mén)市的中部地區(qū),少部分位于西部山區(qū)和海岸帶地區(qū),本研究所劃定的廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物理論空間優(yōu)先保護(hù)區(qū)基本尚未得到良好的保護(hù)。

4 討論

4.1 重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)分布特點(diǎn)

(1)地形因子為影響植物生長(zhǎng)分布的主導(dǎo)環(huán)境因子。MaxENT模型通過(guò)jackknife刀切法可判斷影響各物種分布的主導(dǎo)環(huán)境因子,結(jié)果表明地形因子對(duì)植物生長(zhǎng)分布的影響均大于生物氣候因子,其中海拔為對(duì)物種潛在分布概率影響最大的環(huán)境因子。主要是由于廈門(mén)市受海洋的影響較為顯著,氣溫年較差較小,氣候溫和穩(wěn)定,全年均適宜植物生長(zhǎng),但地勢(shì)由西北向東南傾斜,海拔較高的西北部可能會(huì)導(dǎo)致植物存在逆境保護(hù)機(jī)制來(lái)保護(hù)其免受光損傷[50],因而重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)主要集中于廈門(mén)市的東南部,西北部的優(yōu)先保護(hù)區(qū)分布面積較小。

(2)優(yōu)先保護(hù)區(qū)多集中于海岸帶區(qū)域。廈門(mén)市是我國(guó)典型的海灣型城市,其海岸線(xiàn)長(zhǎng)達(dá)234公里,海滄灣、馬鑾灣、杏林灣、同安灣、翔安灣等構(gòu)成了廈門(mén)海岸帶,研究表明重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)主要分布在海滄灣以及翔安灣,其間分布著紅樹(shù)林、河口、沙灘等重要生態(tài)系統(tǒng),蘊(yùn)含著豐富的自然資源,既是植被生長(zhǎng)的適宜棲息地,也是鳥(niǎo)類(lèi)越冬的良好場(chǎng)所,具有較高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,為豐富生物多樣性提供可能。

(3)二級(jí)保護(hù)區(qū)分布于一級(jí)保護(hù)區(qū)外圍。Zonation模型生成的廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物空間優(yōu)先區(qū)間具有較好的連通性,將重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)進(jìn)一步劃分為一級(jí)保護(hù)區(qū)和二級(jí)保護(hù)區(qū),大部分的二級(jí)保護(hù)區(qū)分布于一級(jí)保護(hù)區(qū)的外圍,類(lèi)似于目前自然保護(hù)區(qū)中的核心區(qū)、緩沖區(qū),因此一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的保護(hù)要求應(yīng)嚴(yán)于二級(jí)保護(hù)區(qū),以禁止進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用為主。

4.2 重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)用地現(xiàn)狀

將研究所得的重點(diǎn)保護(hù)植物優(yōu)先保護(hù)區(qū)與廈門(mén)市現(xiàn)有自然保護(hù)地建設(shè)情況、廈門(mén)市生態(tài)功能區(qū)規(guī)劃(1998—2030年)、廈門(mén)市土地利用規(guī)劃(2006—2020年)和廈門(mén)市城市總體規(guī)劃(2011—2020年)對(duì)比,探究?jī)?yōu)先保護(hù)區(qū)的生態(tài)空間保護(hù)利用情況。

(1)廈門(mén)島外西部、北部的優(yōu)先保護(hù)區(qū)得到較好保護(hù)。廈門(mén)市的森林生態(tài)系統(tǒng)主要集中分布于島外的西部、北部、東部地區(qū),共同特點(diǎn)為開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度較低。其中,西部、北部的優(yōu)先保護(hù)區(qū)屬西北部低山丘陵水土保持與生態(tài)林生態(tài)功能區(qū)與西部低山丘陵水土保持與生態(tài)林生態(tài)功能小區(qū)范疇,包括了小坪森林公園-蓮花國(guó)家森林公園,該區(qū)域生物多樣性得到較好保護(hù),以生態(tài)保育為主要發(fā)展方向。

(2)海岸帶區(qū)域的優(yōu)先保護(hù)區(qū)被大量占用?？焖俪鞘谢M(jìn)程導(dǎo)致有限的土地資源難以承受人口快速增長(zhǎng)帶來(lái)的壓力,促使人類(lèi)不斷地將生態(tài)空間轉(zhuǎn)為城鎮(zhèn)空間。廈門(mén)島外的西南部及東南部、島內(nèi)的東部及南部海岸帶的優(yōu)先保護(hù)區(qū)均被開(kāi)發(fā)為居住用地、商業(yè)服務(wù)用地、物流倉(cāng)儲(chǔ)用地和區(qū)域交通建設(shè)用地等,適宜植物生長(zhǎng)的棲息地被建設(shè)用地所占用,導(dǎo)致廈門(mén)東西海域水質(zhì)下降,陸地和海洋的生物多樣性下降明顯,但在目前的自然保護(hù)地建設(shè)中將海岸帶優(yōu)先保護(hù)區(qū)劃入其中的僅有五緣灣栗喉蜂虎自然保護(hù)區(qū)和五緣灣濕地公園,總體看來(lái)海岸帶區(qū)域的優(yōu)先保護(hù)區(qū)保護(hù)空缺較大。

(3)廈門(mén)島外東南部部分優(yōu)先保護(hù)區(qū)雖然未被占用,但規(guī)劃中屬發(fā)展備用地,生態(tài)保護(hù)不足。相對(duì)島內(nèi)而言,島外東南部的優(yōu)先保護(hù)區(qū)生態(tài)空間占用程度較低,留有部分空間作為發(fā)展備用地,為城市未來(lái)的發(fā)展建設(shè)預(yù)留彈性。該區(qū)域主要為濕地及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),具有較高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,但由于屬發(fā)展備用地,未來(lái)優(yōu)先保護(hù)區(qū)面積可能進(jìn)一步減少,區(qū)域生物多樣性受到威脅。

4.3 沿海灣區(qū)城市生態(tài)空間保護(hù)規(guī)劃對(duì)比

中國(guó)海岸帶由北向南跨越了40個(gè)緯度,自東向西跨越了20個(gè)經(jīng)度,包括了粵港澳大灣區(qū)、北部灣區(qū)、環(huán)渤海灣區(qū)、環(huán)杭州灣四大灣區(qū)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)在不同區(qū)域尺度上開(kāi)展了生態(tài)空間規(guī)劃及生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域識(shí)別工作,其中深圳市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)將大部分海岸帶區(qū)域劃為限制建設(shè)區(qū)和禁止建設(shè)區(qū),上海市生態(tài)空間專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃(2018—2035)將長(zhǎng)江口大部分沿海區(qū)域視為一類(lèi)、二類(lèi)生態(tài)空間,在各灣區(qū)城市中海岸帶區(qū)域都具有優(yōu)先保護(hù)性。對(duì)比廈門(mén)市目前的土地利用規(guī)劃(2006—2020),海岸帶區(qū)域保護(hù)力度較弱,適宜植物生長(zhǎng)的理論優(yōu)先保護(hù)區(qū)均未受到保護(hù),在未來(lái)的生物多樣性保護(hù)規(guī)劃中應(yīng)予以重視。

5 結(jié)論

生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)識(shí)別是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,但目前針對(duì)海灣型城市植物生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)識(shí)別的研究較少。本文識(shí)別廈門(mén)市重點(diǎn)保護(hù)植物的理論空間優(yōu)先保護(hù)格局,探究?jī)?yōu)先保護(hù)區(qū)的生態(tài)空間保護(hù)利用現(xiàn)狀。研究結(jié)果表明本地重點(diǎn)保護(hù)植物分布受海拔影響最大,大部分物種的適宜分布生境集中于海岸帶地區(qū)。海岸帶地區(qū)的理論優(yōu)先保護(hù)區(qū)被建設(shè)用地大量占用,少部分優(yōu)先保護(hù)區(qū)雖未占用,但生態(tài)保護(hù)不足,存在較大的生態(tài)空間保護(hù)空缺,而西部山地地區(qū)的優(yōu)先保護(hù)區(qū)得到較好的保護(hù)。為避免優(yōu)先保護(hù)區(qū)面積進(jìn)一步減少,在未來(lái)的土地利用及生物多樣性保護(hù)規(guī)劃中,需重點(diǎn)關(guān)注海岸帶區(qū)域優(yōu)先保護(hù)區(qū)的生態(tài)保護(hù),提升海岸帶棲息地生境質(zhì)量,將目前優(yōu)先保護(hù)區(qū)內(nèi)的發(fā)展備用地改劃為生態(tài)留白空間。對(duì)一級(jí)和二級(jí)優(yōu)先保護(hù)區(qū)分別實(shí)施剛性和彈性的生態(tài)保育措施,在保護(hù)生物多樣性的同時(shí),嚴(yán)控對(duì)海岸帶區(qū)域優(yōu)先保護(hù)區(qū)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用,協(xié)調(diào)優(yōu)先保護(hù)區(qū)內(nèi)保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用間的關(guān)系,提升城市的生態(tài)安全。