裴鵬祖, 王亮, 楊永偉, 劉方正, 包新康

甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)生物多樣性及生態(tài)服務(wù)功能價值評估

裴鵬祖1,#, 王亮1, 2,#, 楊永偉1, 劉方正3, 包新康4,*

1. 甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)管護中心, 甘肅瓜州 736100 2. 蘭州大學生態(tài)學院, 甘肅蘭州 730000 3. 中國環(huán)境科學研究院生物多樣性研究中心, 北京 100012 4. 蘭州大學生命科學學院, 甘肅蘭州 730000

以甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)為研究對象, 對保護區(qū)的生物多樣性指數(shù)進行了量化和評價; 對保護區(qū)的野生動植物、珍稀瀕危野生動植物多樣性保護價值指數(shù)進行了量化和評價; 從6個類別10個評估指標對保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了定量估算。結(jié)果表明, 保護區(qū)生物多樣性指數(shù)()為21.01, 野生植物多樣性保護價值指數(shù)(P)為25.26、珍稀瀕危野生植物多樣性保護價值指數(shù)(PT)為10.58、野生動物多樣性保護價值指數(shù)(A)為33.82、珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)(AT)為28。保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量為239.46億元·a–1。其中, 固碳釋氧功能價值為7.84 億元·a–1; 水文調(diào)節(jié)功能價值量為22.33 億元·a–1; 防風固沙價值為111.20 億元·a–1; 土壤保育價值量為70.45億元·a–1; 生物多樣性保育價值量為25.64 億元·a–1; 生態(tài)旅游價值為2.00 億元·a–1。

生物多樣性指數(shù); 生物多樣性保護價值指數(shù); 荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值; 安西自然保護區(qū)

0 前言

生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估是生態(tài)系統(tǒng)管理與決策制定的重要依據(jù), 有利于人們更好的認識自然對人類的貢獻、生物多樣性喪失的驅(qū)動因素以及面臨的威脅和挑戰(zhàn)[1-2]?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分, 也是我國西北干旱區(qū)代表的生態(tài)系統(tǒng)類型。由于荒漠生態(tài)系統(tǒng)蘊藏大量珍稀、特有、孑遺植物和珍貴動植物基因資源, 因而具有獨特的結(jié)構(gòu)和功能[3]。但是, 長期以來, 人們對荒漠生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和服務(wù)價值缺乏研究, 致使人們不了解其重要性和價值, 導(dǎo)致荒漠生態(tài)系統(tǒng)處于過度開發(fā)狀態(tài), 由此引發(fā)了區(qū)域性的水資源短缺、風蝕沙化、生物多樣性喪失等, 對我國干旱區(qū)的社會穩(wěn)定和生態(tài)安全造成了嚴重威脅[3]。因此, 對荒漠生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性及生態(tài)服務(wù)功能進行科學、量化的評價, 有利于人們對荒漠生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉之間相互關(guān)系的科學認識和理解, 以加強其保護, 使之達到持續(xù)利用目的, 具有現(xiàn)實意義和未來意義。

生物多樣性評價是生物多樣性保護與管理的基礎(chǔ)[4]。同時, 也是支撐國家“一帶一路”戰(zhàn)略的必然要求[5]。生物多樣性及其保護價值評估一般涉及物種和生態(tài)系統(tǒng)的豐富性、特有性、受威脅性和稀有性等指標[1,6]。近些年, 人們提出了多種評價指標體系及其評分標準、數(shù)量化評估方法等, 并對其進行了應(yīng)用驗證, 這些指標體系主要從生態(tài)系統(tǒng)和物種的多樣性、瀕危性、特有性和獨特性等方面評估自然保護區(qū)生物多樣性及其保護價值, 確定其保護優(yōu)先性[7-10]。不同的評估方法和模型對各個指標的量化賦值方式有差異, 且多依賴于定性描述和專家打分等。因此評價動機和專業(yè)背景等的差異可能影響生物多樣性評價指標的選擇及其賦值[11-12]。2007年開始, 原國家環(huán)境保護部從我國生物多樣性保護管理工作的實際需要考慮, 先后選取了兩批試點省份, 開展了以縣為單位的生物多樣性評價工作, 奠定了全國范圍內(nèi)生物多樣性評價的基礎(chǔ)[13]。2011年, 原環(huán)境保護部發(fā)布了《區(qū)域生物多樣性評價標準》(HJ 623—2011), 針對我國生物多樣性特點提出了野生維管束植物豐富度、野生動物豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性、物種特有性、受威脅物種的豐富度、外來物種入侵度6個評價指標, 規(guī)范了生物物多樣性評價的指標和方法[14]。2016年原國家林業(yè)局林業(yè)行業(yè)標準《自然保護區(qū)生物多樣性保護價值評估技術(shù)規(guī)程》(LY∕T 2649—2016)從瀕危性、特有性、保護等級來評價自然保護區(qū)物種多樣性的保護價值, 為全面、系統(tǒng)準確評估自然保護區(qū)生物多樣性保護價值提供了量化模型[15]。

荒漠生態(tài)系統(tǒng)功能評估與服務(wù)價值研究對于全面認識荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及功能的空間格局、演變特征及其對全球氣候變化的響應(yīng)具有重要意義[3]。早期人們對荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量的研究方法大多是利用衛(wèi)星遙感圖像, 按照不同土地類型進行分類, 結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積價值當量表, 進行乘積運算得出荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量[16-19]。但隨著對人們對荒漠系統(tǒng)功能機理的研究越來越多, 對評價荒漠服務(wù)功能的指標體系有了更明確的認識, 逐步建立起了針對荒漠生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能監(jiān)測與評估的理論體系框架[20-22]。2010年國家林業(yè)公益行業(yè)科研專項重大項目“荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能監(jiān)測與評估技術(shù)研究”立項并啟動, 首次以我國荒漠生態(tài)系統(tǒng)為研究對象, 系統(tǒng)全面定量分析、評估了全國荒漠生態(tài)系統(tǒng)防風固沙、土壤保育、水文調(diào)控、固碳、生物多樣性保育、景觀游憩六個方面的主體生態(tài)服務(wù)的實物量和價值量[3]。2012年原國家林業(yè)局頒布實施了林業(yè)行業(yè)標準《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY∕T 2006—2012), 為荒漠類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的核算提供了指標、參數(shù)和計算公式[23]。

甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)是目前我國唯一以保護極旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)及其生物多樣性為主的多功能綜合性自然保護區(qū), 其荒漠生態(tài)系統(tǒng)在整個古地中海區(qū)域具有一定的典型性和代表性。本文綜合安西自然保護區(qū)三期綜合科學考察報告、第三次全國土地調(diào)查、森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查的數(shù)據(jù), 利用現(xiàn)有標準的指標和方法對保護區(qū)生物多樣性及其生態(tài)服務(wù)功能價值進行整體評估。本研究有助于人們更加正確認識荒漠生態(tài)系統(tǒng)的價值和重要性, 加強荒漠區(qū)生物多樣性保護, 為推動荒漠生態(tài)效益補償機制的建立提供依據(jù)。此外, 本文涉及的研究方法和結(jié)論對今后其他荒漠地區(qū)進行相關(guān)評價具有參考價值。

1 材料與研究方法

1.1 研究區(qū)地理及資源概況

甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)(下面簡稱“保護區(qū)”)地處甘肅省河西走廊西端的瓜州縣境內(nèi), 由南北兩片組成, 總面積8×105hm2。保護區(qū)屬溫帶大陸性氣候, 干燥、少雨、多風, 年平均氣溫8.74 ℃, 極端最高氣溫42.80 ℃, 極端最低氣溫-29.3 ℃; 年平均降水量50.87 mm, 年蒸發(fā)量為2381.32 mm; 年平均風速2.84 m·s–1, 最大風力7—9級; 干燥度為11.70, 屬極干旱區(qū)。根據(jù)三期科考表明, 保護區(qū)境內(nèi)確認了6個植被型組, 8個植被型, 11個植被亞型和44個群系。區(qū)內(nèi)野生植物資源十分豐富, 有維管束植物63科210屬458種, 其中蕨類植物2科、2屬、2種; 裸子植物2科、2屬、5種; 被子植物59科、206屬、451種。根據(jù)《中國植物志》、《中國維管植物名錄》中國特有種共有82種(隸屬于30個科61屬), 外來物種有13科23屬27種。國家Ⅰ級重點保護野生植物1種, 國家Ⅱ級重點保護野生植物13種、甘肅省珍稀瀕危植物3種, 瀕危和易危植物5種。保護區(qū)分布著脊椎動物共212種、28目、64科, 其中魚類2目3科15種, 爬行類2目6科5屬10種, 鳥類17目41科152種, 記載哺乳類7目14科35種。記載蝶類3科17種。國家Ⅰ級重點保護野生動物8種, 國家Ⅱ級重點保護野生動物24種。甘肅省重點保護野生動物7種, 野外滅絕、瀕危、易危動物14種。

1.2 研究方法

1.2.1 生物多樣性評價

基于保護區(qū)生物多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(表1), 根據(jù)《國家重點保護野生動物名錄》、《國家重點保護野生植物名錄》, 按照《區(qū)域生物多樣性評價標準》(HJ 623—2011)的指標和計算方法(表2)進行生物多樣性評價。將野生動物豐富度、野生維管束植物豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性、物種特有性、受威脅物種的豐富度、外來物種入侵度6個指標經(jīng)歸一化處理, 各指標權(quán)重賦值后計算生物多樣性指數(shù), 最后按照生物多樣性狀況的分級標準(表3)進行評價。

表1 保護區(qū)生物多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表2 生物多樣評估公式及參數(shù)說明

表3 生物多樣性狀況的分級標準

1.2.1 保護區(qū)生物多樣性保護價值評價

參考《自然保護區(qū)生物多樣性保護價值評估技術(shù)規(guī)程》(LY∕T 2649—2016)的指標和計算方法, 依據(jù)《中國生物多樣性紅色名錄—高等植物卷》、《中國生物多樣性紅色名錄—脊椎動物卷》、《國家重點保護野生植物名錄》、《國家重點保護野生動物名錄》, 將瀕危性、特有性、保護等級分級賦值為“8、4、2、1”(標準具體見表4、表5), 根據(jù)重要值、多樣性保護價值指數(shù)、珍稀瀕危物種多樣性保護價值指數(shù)計算公式(具體見表6)計算每種野生植物的保護重要值(Pi)、植物多樣性保護價值指數(shù)(P)、珍稀瀕危野生植物多樣性保護價值指數(shù)(PT)和每種野生動物的保護重要值(Ai)、動物多樣性保護價值指數(shù)(A)、珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)(AT)。

表4 野生植物的保護重要性評價指標分級賦值標準

表5 野生動物的保護重要性評價指標分級賦值標準

表6 生物多樣保護價值評估公式及參數(shù)說明

1.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

將保護區(qū)劃分為天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)(闊葉林地、灌木林地、農(nóng)田、濕地、草地), 面積大約為1.12×105hm2, 占保護區(qū)總面積的14%、戈壁生態(tài)系統(tǒng)(灌叢草、裸露戈壁), 面積大約為公頃6.68×105hm2, 占保護區(qū)總面積的86%。按照按照中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準《荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY∕T 2006— 2012), 建立了生態(tài)服務(wù)價值評估的指標體系、評估公式和參數(shù)(表7), 從固碳釋氧、防風固沙、土壤保育、生物多樣性保育、旅游6個類別, 植被固碳、植被釋氧、固沙、土壤形成、土壤固定、凝結(jié)水、荒漠儲水、凈化水質(zhì)、物種保育、荒漠旅游10個核心指標對保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行評估。

表7 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估公式及參數(shù)說明

2 結(jié)果與分析

2.1 保護區(qū)生物多樣性評價指數(shù)

各評價指標及相關(guān)參數(shù)計算結(jié)果見表8。

將表8中各項指標數(shù)值代入公式(4)可計算得出: 保護區(qū)生物多樣性指數(shù)=21.01。在此基礎(chǔ)上, 按照生物多樣性狀況的分級標準, 保護區(qū)生物多樣性等級為中等, 為一般。即: 物種較少, 特有屬、種不多, 局部地區(qū)生物多樣性較豐富, 但生物多樣性總體水平一般。

2.2 保護區(qū)生物多樣性保護指數(shù)評價

對每個物種的不同屬性進行分級賦值, 按照公式(5)、公式(7)計算野生動植物保護重要值。然后根據(jù)整理得到保護區(qū)野生動植物名錄和每個物種的保護重要值, 按照公式(6)、公式(8)計算得到保護區(qū)野生動植物多樣性保護價值指數(shù), 按照公式(9)、公式(10)計算得到珍稀瀕危動植物多樣性保護價值指數(shù)(見表9)。

2.3 保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

1) 固碳釋氧價值

參照綠洲的為226.275 g·m–2·a–1, 戈壁為46.77 g·m–2·a–1[24-25]。根據(jù)目前歐美市場CO2交易價格固碳為440元·t–1,氧氣按照制氧機價格1000元·t–1。根據(jù)公式(11)、公式(13), 保護區(qū)綠洲生態(tài)系統(tǒng)植被固碳為11.27×104t·a–1,植被釋氧為30.17×104t·a–1; 戈壁生態(tài)系統(tǒng)為植被固碳13.9×104t·a–1,植被釋氧為37.22×104t·a–1。根據(jù)公式(12)和公式(14), 生態(tài)系統(tǒng)固碳價值量(植被固碳)為1.10×108元·a–1, 釋氧價值量(植被釋氧)為6.74×108元·a–1。保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價值(植被固碳釋氧)為7.84×108元·a–1。

2) 水文調(diào)節(jié)價值

參考綠洲的凝結(jié)水量占全年總降水量的17%、戈壁的凝結(jié)水量占全年總降水量的5%[26]。近五年保護區(qū)平均降水量為49.2 mm。水庫建設(shè)單位庫容投資費用和城市飲用水價格參照《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T 1721—2008)中的數(shù)據(jù)[27],水庫為6.1107元·t–1、水為2. 09元·t–1、污水為1. 66元·t–1。根據(jù)公式(15)計算得保護區(qū)綠洲生態(tài)系統(tǒng)類型的凝結(jié)水為9.74×106m, 戈壁生態(tài)系統(tǒng)類型的凝結(jié)水為1.64×107m3; 根據(jù)公式(16)保護區(qū)凝結(jié)水為0.20× 108元·a–1; 保護區(qū)內(nèi)有2大常年性地表水流, 疏勒河平均經(jīng)流量2.53×108m3·a–1, 榆林河0.56×108m3·a–1, 根據(jù)瓜州縣水資源調(diào)查評價研究[28], 保護區(qū)地下水資源量約為0.42×108m3·a–1。根據(jù)公式(17)、(18),荒漠儲水為3.51×108m3·a–1,荒漠儲水為21.44×108元·a–1; 根據(jù)公式(19)、(20),凈化水質(zhì)為0.42×108m3·a–1、凈化水質(zhì)為0.69×108元·a–1。保護區(qū)水文調(diào)控功能的生態(tài)服務(wù)價值(水文調(diào)控總服務(wù)價值)為22.33×108元·a–1。

表8 保護區(qū)內(nèi)生物多樣性評價指標及相關(guān)參數(shù)

表9 安西自然保護區(qū)生物多樣性保護價值指數(shù)

3) 防風固沙價值

在對荒漠生態(tài)系統(tǒng)防風固沙功能的評估中, 防風功能的表現(xiàn)為減少土壤侵蝕, 在有植被和無植被區(qū)域之間的侵蝕量(輸沙量)之差, 就為該有植被區(qū)域的固沙量, 所以利用固沙量這一指標來評估防風固沙功能的物質(zhì)量和價值量。根據(jù)西北地區(qū)土壤風蝕評估與防風固沙服務(wù)研究的結(jié)果[29-31], 把綠洲土壤侵蝕強度為輕度風蝕, 風蝕量(有植被)為10 t·hm–2·a–1, 戈壁土壤風蝕強度為中度侵蝕, 風蝕量(有植被)為50 t·hm–2·a–1。無植被背景下的最大潛在土壤風蝕量(無植被)為120 t·hm–2·a–1。根據(jù)公式(21),固沙為5.91×107t·a–1。沙塵清理費用采用工業(yè)粉塵排污收費標準200元·t–1進行估算。根據(jù)公式(22), 保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的固沙價值量(固沙)為111.20×108元·a–1。

4) 土壤保育

按照綠洲土壤的風蝕量(土壤)為10 t·hm–2·a–1和戈壁土壤的風蝕量(土壤)為50 t·hm–2·a–1, 計算得每年土壤的風蝕量(土壤形成)為34.52×106t·a–1。按照50%(土壤)的風蝕量搬運到其他地區(qū)形成容重()為1.30 t·m–3的新土壤,土地為100 元·m–3, 數(shù)據(jù)代入公式(23)、公式(24),土壤形成為17.26×106t·a–1,土壤形成為13.27×108元·a-1。

在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中灌木植被引起的荒漠生態(tài)系統(tǒng)保持土壤養(yǎng)分物質(zhì)量為保持土壤有機物質(zhì)量、土壤氮物質(zhì)量、保持土壤鉀物質(zhì)量、保持土壤磷物質(zhì)量。天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)土壤主要有鹽土、草甸土、沼澤土、風沙土、灌淤土等, 表層0—25 cm土壤平均有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量分別為0.88%(), 0.035%(), 0.044%()和1.45%(); 戈壁生態(tài)系統(tǒng)土壤主要有灰棕漠土和棕漠土, 表層0—25cm土壤平均有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量分別為0.21%(), 0.017%(), 0.034%()和2.1%()。有機質(zhì)價格(3)取320元·t–1。氮, 磷參考化肥磷酸二銨, 其中氮含量按照18%(1)、磷含量按照46%(2),1取2400 元·t–1, K元素的價格參考化肥氯化鉀, K含量(3)為52% ,2取2400 元·t–1。綠洲的固定土壤為1.23×107t·a–1, 根據(jù)公式(26),保肥為9.43×108元·a–1; 戈壁的固定土壤為4.68×107t·a–1, 根據(jù)公式(26),保肥為47.75×108元·a–1。保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的土壤保育總價值為土壤形成、綠洲保肥、戈壁保肥的價值量總和,土壤保育為70.45×108元·a–1。

5) 物種多樣性保育價值

參考王兵對森林生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性保育價值評估方法[32], 按照公式U=S×A。U為林分物種多樣性保育價值年總量, 元·a–1。S為單位面積物種多樣性保育價值量, 元·hm–2·a–1; A為林分面積, hm2。單位面積物種多樣性保育價值量采用中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準LY /T 1721—2008《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》中的分級標準[27], 按照綠洲的1≤–多樣性指數(shù)<2,S取5000 元·hm–2; 戈壁的–多樣性指數(shù)<1,S取3000元·hm–2。根據(jù)公式(27)計算得保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性保育價值(物種)為25.64×108元·a–1

6) 生態(tài)旅游功能價值

旅行費用法是目前比較流行的游憩價值評估方法?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)每年文化旅游價值量計算為每年的旅游收入門票和旅游消費兩部分組成。保護區(qū)有豐富的自然旅游和人文旅游資源, 是大敦煌文化旅游經(jīng)濟圈的重要景點區(qū)域。區(qū)內(nèi)的世界文化遺產(chǎn)鎖陽城遺址、塔爾寺、榆林窟、東千佛洞、蘑菇臺子紅西路軍紀念館均為瓜州縣重要的旅游支柱景點, 每年接待游客(人)約100萬人次, 人均每天旅游消費水平()為100元·d–1, 旅游的天數(shù)()為1d, 根據(jù)公式(28), 實現(xiàn)旅游收入(旅游)1.0×108元·a–1; 區(qū)內(nèi)瓜州縣政府規(guī)劃的精品徒步旅游線路4條, “玄奘之路”、“獅路戈途”等大型戶外運動項目每年體驗的人數(shù)(人)約2萬人, 人均每天旅游消費水平()為1000元·d–1, 天數(shù)()為5 d, 根據(jù)公式(28), 實現(xiàn)收入(旅游)1.0×108元·a–1。保護區(qū)生態(tài)旅游功能的價值(旅游)為2.0×108元·a–1。

3 討論

安西自然保護區(qū)生物多樣性特點和中國荒漠區(qū)的生物多樣性的特點基本是一致的。植物資源的物種多樣性的特點表現(xiàn)為貧乏性、古老性、獨特性; 動物物種多樣性表現(xiàn)在嚙齒類和爬行類較為豐富, 兩棲類很少, 鳥類較少, 但有蹄類很多[33]。由于保護區(qū)地理位置的特殊性, 其造成了群系的豐富多樣和植物特有種較多。

田貴全等對山東省120個縣級區(qū)域的生物多樣性按照《區(qū)域生物多樣性評價標準》進行了評價, 得出來的結(jié)果是有53個縣級區(qū)域的生物多樣性表現(xiàn)為“一般”[34]。通過與山東53縣級區(qū)域的生物多樣性指標進行比較發(fā)現(xiàn), 保護區(qū)在生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性、物種特有性、受威脅物種豐富度3個指標上得分相對“較高”, 野生維管束植物豐富度得分相對“一般”, 野生動物豐富度和外來入侵度指標上得分相對“較低”, 其中鳥類種數(shù)是影響野生動物豐富度較低的主要因素。郭子良等按照《自然保護區(qū)生物多樣性保護價值評估技術(shù)規(guī)程》的評價指標和方法, 對華北暖溫帶區(qū)域的39個自然保護區(qū)和東北溫帶區(qū)域的67個自然保護區(qū)的物種多樣性保護價值指數(shù)進行了綜合評價。其中, 華北暖溫帶區(qū)域18個國家級自然保護區(qū)的野生植物、野生動物、珍稀瀕危野生植物、珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)的平均數(shù)為32.46、39.14、7.99、24.27, 東北溫帶區(qū)域49個國家級自然保護區(qū)的野生植物、野生動物、珍稀瀕危野生植物和珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)的平均數(shù)為27.99、45.29、8.92、34.97[11]。通過與這兩個地區(qū)的國家級自然保護區(qū)物種多樣性保護價值指數(shù)的平均數(shù)進行對比發(fā)現(xiàn), 保護區(qū)的珍稀瀕危野生植物保護價值指數(shù)“很高”, 珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)相對“一般”, 野生植物和野生動物的保護價值指數(shù)相對“較低”。物種種類數(shù)的多少對生物多樣性及多樣性保護價值評估有一定的影響, 但并不能直接決定野生植物和野生動物多樣性保護價值, 評價結(jié)果也與該自然保護區(qū)珍稀瀕危物種、特有物種和保護物種等的構(gòu)成有關(guān)。因此, 在進行自然保護區(qū)生物多樣性及其保護價值評價和排序時應(yīng)考慮其自然地理景觀和生態(tài)系統(tǒng)之間的差異, 生物多樣性及其保護價值評價應(yīng)該在相同地理單元內(nèi)進行[11]。

評估結(jié)果表明, 保護區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的服務(wù)價值為239.46×108元·a–1。其中, 固碳釋氧、水位調(diào)控、防風固沙、土壤保育、生物多樣性保育、生態(tài)旅游的價值量依次占總價值的3.27 %、9.33 %、46.44 %、29.42% 、10.71% 、0.84 %。根據(jù)荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能監(jiān)測與評估技術(shù)研究項目組的研究, 中國荒漠生態(tài)系統(tǒng)面積約為165 萬km2, 總價值量為30840.43億元, 單位面積價值量為1.86×104元·hm–2·a–1[3],保護區(qū)單位面積價值量為2.99×104元·hm–2·a–1, 高于全國荒漠的平均水平。全國荒漠生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供的實物量: 植被固定碳16674.20萬 t, 固沙量為378.35億 t, 水文調(diào)控的水量為260.48 億 m3, 土壤形成量為151.98億m3, 保留N量和P量為1288.40 萬 t和1504.36萬 t, 受威脅物種數(shù)為1807, 荒漠旅游人數(shù)1711.43萬人[3]。保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的植被固碳量、固沙量、調(diào)控的水量、土壤形成量、土壤保留N量、土壤保留P量、旅游人數(shù)約為全國荒漠生態(tài)系統(tǒng)的0.15%、0.16%、1.59%、0.09%、0.10%、0.14%、1.05%、5.95%。保護區(qū)約占全國荒漠生態(tài)面積的0.48%。所以, 安西自然保護區(qū)在水文調(diào)控、物種保育、荒漠旅游的生態(tài)服務(wù)價值高于全國荒漠生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值, 防風固沙、土壤保育、植被固碳服務(wù)功能低于全國荒漠生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值。本次對保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估中的部分生態(tài)參數(shù)源于現(xiàn)有的研究結(jié)果, 要進行準確客觀的評估還需要通過大量的實地監(jiān)測獲取, 才能準確的反映其生態(tài)服務(wù)功能價值。

4 結(jié)論

(1)保護區(qū)生物多樣性指數(shù)為21.01, 生物多樣性總體水平一般, 局部地區(qū)生物多樣性豐富; 保護區(qū)的野生植物、野生動物、珍稀瀕危野生植物和珍稀瀕危野生動物多樣性保護價值指數(shù)依次為25.26、33.82、10.58、28; 生物多樣性及其保護價值評價應(yīng)考慮其生態(tài)系統(tǒng)之間的差異, 其評價和排序應(yīng)該在相同地理單元內(nèi)進行。

(2)保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的總服務(wù)價值為239.46×108元·a–1, 防風固沙、土壤保育、生物多樣性保育為保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)主要的服務(wù)價值。由于保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估的參數(shù)多源于已有的監(jiān)測和研究成果, 其評估結(jié)果的準確性還有待于基于實地實測的數(shù)據(jù)來進一步完加強。

(3)本文所得到的結(jié)論有利于向公眾和相關(guān)決策部門展示保護區(qū)存在價值及開展有效保護的重要性, 同時為干旱、半干旱的宏觀區(qū)域環(huán)境政策的制定、生態(tài)補償機制的建立以及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展等提供科學依據(jù)。

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Assessment on biodiversity and ecosystem services values in Anxi Extra-arid Desert National Nature Reserve

PEI Pengzu1,#, WANG Liang1, 2,#, YANG Yongwei1, LIU Fangzheng3, BAO Xinkang2,*

1. Management Center of Gansu Anxi Extra-arid Desert National Nature Reserve Service, Guazhou, Gansu 736100, China2. School of Ecology, Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China 3. Biodiversity Research Center, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 4. School of Life Science, Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China

In order to understand the biodiversity and ecosystem services value of the Gansu Anxi Extra-arid Desert National Nature Reserve, the biodiversity index, the diversity conservation value of wild plant and animal, and the rare and endangered wild plant and animal were quantified and evaluated based on the existing evaluation indexes and methods. At the same time, the desert ecosystem service in the Anxi Nature Reserve was evaluated quantitatively from 6 categories and 10 assessment indicators. The results showed that the biodiversity index of the reserve was 21.61, the wild plant diversity conservation value index was 25.26, the rare and endangered wild plant diversity conservation value index was 10.583, the wild animal diversity conservation value index was 33.82, and the rare and endangered wild animal diversity conservation value index was 28. The total value of ecosystem service was 23.946 billion yuan·a-1, including the carbon fixation and oxygen release value was 0.784 billion yuan·a-1, the hydrological regulation value was 2.233 billion yuan·a-1, the windbreak and sand fixation value was 11.120 billion yuan·a-1, the soil conservation was 7.045billion yuan·a-1, the biodiversity conservation was 2.564 billion yuan·a-1, and the value of ecotourism was 0.200 billion yuan·a-1.

biodiversity index; biodiversity conservation value index; desert ecosystem services value; Anxi Nature Reserve

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.04.015

S157.2

A

1008-8873(2022)04-120-09

2020-07-30;

2020-10-12

甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)第四期綜合科學考察和生態(tài)環(huán)境部生物多樣性保護專項“甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)生物多樣性觀測”

裴鵬祖(1985—), 男, 甘肅白銀人, 碩士, 工程師, 主要從事保護區(qū)動植物資源監(jiān)測與保護研究, E-mail: 541265930@qq.com

#共同第一作者：王亮

通訊作者:包新康, 男, 博士, 副教授, 主要從事動物生態(tài)學研究, E-mail: baoxk@lzu.edu.cn

裴鵬祖, 王亮, 楊永偉, 等. 甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區(qū)生物多樣性及生態(tài)服務(wù)功能價值評估[J]. 生態(tài)科學, 2022, 41(4): 120–128.

PEI Pengzu, WANG Liang, YANG Yongwei, et al. Assessment on biodiversity and ecosystem services values in Anxi Extra-arid Desert National Nature Reserve[J]. Ecological Science, 2022, 41(4): 120–128.