区域生态保护规划方法与应用研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuyongliang0907
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近年来我国生态保护用地与经济发展用地的冲突愈加激烈,传统的区域规划方法已不能满足需求。系统保护规划(Systematic Conservation Planning)作为国际主流保护规划方法对传统方法进行了完善。但该理论在应用中始终存在生物多样性替代指标如何选择、保护规划成本如何计算、保护目标如何设置、规划结果可靠性如何评估四个热点问题。将这些问题与我国实际情况相结合,发展一套适用于我国的区域生态保护规划方法对指导我国保护资源配置,提高保护体系效率有重要意义。  因此,本文通过三个规划案例研究在不同尺度探讨了各关键问题在我国生态保护规划中的处理方法。研究对比了物种丰富度和生态系统服务功能作为保护替代指标的差异。对选址运算得到的不同优先区分别使用BP人工神经网络模型评价各区人类干扰现状,根据土地利用变化指数分析人类干扰变化趋势,提出了一种处理人类综合干扰程度与保护成本关系的思路。作为补充,探讨了如何在大尺度缺乏数据的情况下识别某一种人类干扰影响区空间格局的方法。通过选址结果与珍稀生态系统、主要物种栖息地以及现有保护体系的叠加分析论证了选址结果的可靠性和有效性。最终结合三个案例提出了一套符合我国实际情况的区域生态保护规划工作框架。研究的具体结论如下:  (1)长江流域有17个空间聚集的区域对流域生物多样性保护具有重要价值,总面积38万km2。以17.6%的面积保护了珍稀森林生态系统面积的64.3%和草地生态系统总面积的81.5%。在海南岛,生物多样性保护优先区共5292km2,占海南岛总面积的15.6%,这些区域对11个一级物种栖息地的平均保护比例为71.4%,对生物多样性以外的4种生态系统服务功能的平均保护比例为35.6%。生态系统服务功能保护优先区共12876km2,占总面积的37.9%,对一级物种和服务功能的平均保护比例分别为83.7%和75.3%。而海南岛目前保护区面积为7.09%,未来发展目标为达到全国平均水平15.1%。通过对比发现,生态系统服务功能保护的效果要优于生物多样性保护,但保护体系面积过大,在实际规划中很难达到。而生物多样性保护可以更加直观的选择面积适中的保护极重要区,有更强的指导作用。因此建议在野生动植物保护区规划中应以生物多样性为主要参考,而在水源保护地和海岸带保护地规划中应以生态服务功能为参考。  (2)在长江流域保护优先区的人类干扰综合评价中,岷山、横断山区、邛崃山区、金沙江上游区4个区域的评价值在17个优先区中仅列11到14位,但结合人类干扰动态分析发现仅有这4个区域的生态系统变化指数为负值,说明这些区域当前人类干扰压力虽然不大,但在近年有明显的生态系统人工化趋势。因此,动态人类干扰评价作为静态评价的补充,可以更全面的评价保护优先区之间的优先性,为保护资源配置提供信息。在仅考虑一种人类干扰时,全国公路网评价案例将道路密度嵌入优化模型,识别出了前25%栖息地保护价值最高的区域同时26%道路密度最大的区域,涉及到40个高速公路路段、62个国家级公路路段和51个铁路路段。该信息可以指导生态保护资源在工程建设的生态治理资源分配。  (3)研究中为了确定合理的保护目标,在长江流域案例中分析了全部物种保护栖息地30%、60%和根据物种三个级别分别保护栖息地的60%、40%、30%三种情景下选址运算结果的差异。研究发现,两个均一保护目标情景中,保护优先区空间分布差异不明显,选址运算随机性强,难以识别出极重要保护区域。所以,将保护属性按重要性等级划分,分别制定保护目标是最合理的方式。详细目标确定还要根据运算结果和保护体系最适宜面积之间的关系反复调试参数、重新运算决定。  (4)通过整合关键问题的解决方法,本研究提出了一套适合我国的区域生态保护规划框架,包括评价现有保护体系、选择保护属性、选址规划、人类干扰评价、规划新建保护地5个步骤。无论在我国数据的可获得性还是结局规划中缺乏明确的保护目标和成本限制等方面问题,都有较强的可操作性。  综合而言,以系统保护规划理念为核心的区域生态保护规划方法可以在不同尺度推进我国保护体系建设,对人类干扰的分析有助于快速识别保护与发展冲突严重区,完成保护体系和资源配置的空间优化。
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