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评估安西极旱荒漠自然保护区保护成效、提升管理水平研究,生态学论文本篇论文目录导航：【】【】【】 评估安西极旱荒漠自然保卫区保卫成效、提升管理水平研究【】【】 生物多样性论文：评估安西极旱荒漠自然保卫区保卫成效、提升管理水平研究 内容摘要：生物多样性监测是自然保卫区管理有效性评估的需要，是自然保卫区科研工作的主要任务和基础，是自然保卫区实现数字化、科学化、规范化管理的主要途径。根据安西自然保卫区资源状况和监测目的，挑选适宜的监测指标，结合国内外自然保卫区保卫成效评估的相关研究案例，初步构建了安西极旱荒漠国家级自然保卫区生物多样性监测指标体系，包含4类17项40个详细指标。通过规范持续的生物多样性监测，把握保卫区资源现在状况、物种个体数量的消长情况，说明生物多样性现在状况和监测指标间的互相关系，讨论影响保卫区生物多样性变化的主要因素，进而为科学客观评估荒漠类自然保卫区保卫成效、提升管理水平提供重要参考根据。 本文关键词语:荒漠;生物多样性;监测;指标体系;安西自然保卫区; 生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础，是地球生命系统的重要组成部分，具有宏大的经济、社会和生态价值1。随着人口的不断增长和对自然资源需求的与日俱增，生物多样性遭到了严重的威胁2。为了保障生物多样性得到有效的保卫，一些国际性公约，如(二十一世纪章程(生物多样性公约等都要求缔约国对其生物多样性进行监测，同时这些国家都制定了生物多样性损失程度的目的，凸显了全球、国家、区域层次上对生物多样性进行监测的重要性3。生物多样性监测就是在一定时限和区域对生物多样性进行重复监测，它通过获取生态系统的格局和质量、物种的组成与分布以及生长环境因素等方面的数据，说明生物多样性变化的规律和趋势，揭示自然或人为引起的环境发生变化所产生的效应4。通过建立区域生物多样性监测体系，能够了解该区域生物多样性状况与变化规律，揭示优势物种、生物群落动态演变规律和生态经过的变化机制，了解物种的生态需求和种群动态，了解土地利用和气候变化带来的生态效应，辨别威胁因素，确定重点保卫地点，减轻外来干扰。生物多样性监测指标是一些简化的生物或环境特征参数，可用于获取生物多样性现在状况和变化趋势的信息，以反映人为活动对生物多样性造成的影响5。近年来，国内外学者对生物多样性指标体系的构建进行了众多探寻求索工作，获得了有效进展，华而不实有些指标已经成熟应用于实际监测工作。荒漠生态系统以干旱多风的气候、水资源缺乏、地表以物理风化为主且土壤成土历程缓慢、植被种类单一且盖度低、生物量和物种多样性相对较低以及食物链简单为特征，是陆地上最为脆弱的生态系统之一6。但是荒漠生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分，其面积占比拟大，与其他的生态系统同样在维持全球生态平衡和安全中起着不可替代的作用。 甘肃安西极旱荒漠国家级自然保卫区是以保卫极旱荒漠及其生物多样性为主的荒漠生态系统类型保卫区，具有广泛的区域代表性和地域分界特点，在保卫生物多样性、维护生态平衡方面发挥着重要的作用。随着西部大开发战略的施行，一大批重点工程项目穿越保卫区域，如西气东输一、二、三线、兰新铁路二线、西电东送750 k V、800 k V工程等，这些开发活动的持续开展，势必给保卫区内生物多样性造成了一定的影响和变化。因而，加大生物多样性监测力度，完善生物多样性监测项目，为评价保卫区保卫效力，提高保卫区管理水平势在必行。保卫区自1987年建区以来，先后于1987年、2002年、2020年围绕保卫区的地理地貌特征、植被类型、土壤类型、气候气象特征、水资源、生物资源进行了3次综合性的本底调查和物种编目。本文在借鉴国内外荒漠生态系统生物多样性观测指标后，参考森林、湿地、草原等其他陆地生态系统生物多样性的观测指标，针对安西自然保卫区荒漠生态系统的独特环境特征，以准确、快速、客观反映区内生物多样性及环境质量为目的，提出并建立了安西极旱荒漠自然保卫区生物多样性监测指标体系，为我们国家西部其他区域荒漠生态系统生物多样性监测提供了参考。 1 保卫区大概情况 安西极旱荒漠自然保卫区位于河西走廊的甘肃省瓜州县境内，总面积8.0 105hm2，海拔13003300 m，分南北两个片区，地貌主要由低山丘陵、剥蚀准平原地形和山前冲积平原3种组成。保卫区属典型的大陆干旱荒漠气候，降水极少，蒸发量大，空气相对湿度低，日照时间较长，热量充足，昼夜温差大，风大沙多。年平均温度在7.810，年均日照总时数为2 940.43 171.9 h，多年平均年日照率为73%，多年降水量均在52.0 mm下面，年蒸发量平均为2 754.9 mm。保卫区内共有维管束植物63科210属455种，主要以典型的中亚4大荒漠植物合头草Sympegma regelii、红砂Reaumuria soongorica、泡泡刺Nitraria sphaerocarpa、珍珠猪毛菜Salsola passerina为代表性的植被为主要保卫对象，华而不实国家级重点保卫植物有裸果木Gymnocarpos przewalskii，植物区系的主要成份是亚洲中部成份。区内分布有脊椎动物29目65科210种，国家重点保卫动物有36种，华而不实国家级重点保卫动物有普氏野马Equus przewalskii、雪豹Uncia uncia、北山羊Capra ibex、金雕Aquila chrysaetos、蒙古野驴E-quus hemionus、白唇鹿Gervus albirostris等9种；国家级重点保卫动物有盘羊Ovis ammon、岩羊Pseudois nayaur、鹅喉羚Gazella subgutturosa、猞猁Lynx lynx、大天鹅Cygnus cygnus等27种。区内昆虫有10目95科261属387种含天敌昆虫7,8,9。当前保卫区内有各类植被定点监测样方94个；鸟类、哺乳类调查样线15条，总长175 km；红外触发相机监测点4处，相机120部；地下水位观测井3处，气象站11处。同时，保卫区被原环保部南京环境研究所列为全国生物多样性野外观测示范基地。 2 生物多样性监测指标的挑选原则 生物多样性监测指标是监测生物多样性保卫近状、变化规律和影响因素，评估生物多样性保卫成效的一种重要工具和手段2。生物多样性包括基因、物种、生境、生态系统等4种不同的尺度，并且在各个层次上都具有不同的功能和构造，所以选择的指标要尽量全面反映这一概念的复杂性。很多学者从不同角度对监测指标提出了一些挑选标准，例如要具备代表性、科学性、及时性、敏感性；要易数量化，便于分析；要与目的及密切相关；要经济适用；要与管理相关等10。结合保卫区的实际需求以及经济和科研条件有限的情况下，需十分考虑经济适用和可操作性以及管理应用等标准。但是无论怎么选择指标，都应围绕生物多样性监测和评估的目的进行选择和设计，其结果不仅能够真实地反映所确定问题的变化规律，更应与政策和管理决策相联络，能够随政策变化而发生变化响应，并为政策制定和管理决策提供科学有效的信息。 3 生物多样性监测指标体系拟解决的科学问题 从保卫区生物多样性的保卫和研究层面上提出了生物多样性监测体系需要解决的科学问题。通过选择濒危旗舰重要物种、典型物种和指示物种等，监测其种群动态变化趋势和主要影响因素，提供反映气候、环境变化导致的荒漠生态系统变化的动态信息，并预测可能产生的后果；通过选择生态系统类型并在其典型代表区域设置一定面积的长期固定监测样地样方，实现对生态系统的功能、组成和关键旗舰物种、濒危重要物种等的监测，为保卫区生物多样性的保卫和研究提供一个科学的、完好的数据库；通过遥感手段和GIS对一定范围的景观格局和经过及其影响因子进行长期监测，为实现对保卫区中最为脆弱和敏感地区的情景观测、预报和预警。详细拟解决下面科学问题：一是保卫区内的植物组成及物种多样性现在状况怎样？哪些物种有灭绝的危险？哪些区域是生物多样性保卫的重点？二是随着国家重点工程建设和开矿、放牧等人类开发活动，保卫区内的植物多样性发生了如何的变化?哪些区域对于人类活动和环境变化的响应最为敏感？多样性的演变规律如何？人类活动干扰对物种多样性丧失的影响多大？三是保卫区内国家重点保卫植物的 、 、 多样性空间分布格局的特征？构成、维持和变化的机理及其与生态系统功能关系如何？四是保卫区内的典型优势植物种空间分布格局如何？驱动因素有哪些？植物种间的消长变化能否受立地条件、环境因子以及人类活动等因素的影响？五是保卫区内的动物鱼类、两栖类、爬行类、有蹄类、鸟类生物多样性现在状况怎样？能否遭到人类活动干扰和环境变化的胁迫？该怎样保卫？六是在当下管理形式和将来可能的环境变化情景下，保卫区生境内的生物多样性组成和构造会如何变化？该怎样应对？ 4 保卫区生物多样性监测指标体系的构建 要建立一个有效的生物多样性监测指标体系，必需要选择合适的指标以及数据分析的方式方法，用来说明生物多样性保卫的现在状况与监测指标之间的互相关系。当下国际上生物多样性监测体系大都从其保卫的角度出发，采用 驱动力 压力 状态 影响 响应 的概念框架作为生物多样性评估项目主要使用的评估框架2。通过借鉴国内外荒漠生态系统生物多样性的监测指标，同时参照湿地、森林、草原等其他陆地生态系统生物多样性的监测指标，提出了针对安西极旱荒漠自然保卫区的多样性评估指标体系，该指标体系包括生态系统生物多样性、生物系统服务与功能、生态系统完好性、环境4个方面，17个指标层，40个详细指标，详见表1。 5 区内生物多样性监测指标体系样点的布设 5.1 植物 生物多样性监测体系样点的布设一般有2种方式方法：一种是根据植被群落的类型进行布设。其布设的前提条件是需要植被图作为根据，是基于植被调查数据，要能真实的反映植被的分布状况，否则会影响调查结果。另外一种是系统随机布设。这种方式方法不需要植被图，不考虑植被类型，取样是一种随机的方式方法，所有观测点均能够作为随机样本进行统计分析，但是工作量大，精到准确度低，往往需要设置大量的野外监测点，代价高，可行性差11。 表1 安西极旱荒漠自然保卫区生物多样性指标体系 采用随机布设样点，已有的多样性监测网络大都以1 km2为基本调查单元，10 m2的作为一个样方单元。例如处于世界领先水平的瑞士生物多样性监测网络，全国建立了1 600个系统分布的1 km2正方形单元，每个样方10 m2，调查样方内的所有维管束植物。但这种方式方法会导致监测植物种类和数量相对欠缺，大多无法知足研究所需的调查要求。同时，如若在荒漠区以1 km2作为1个基本调查单元进行物种多样性调查，调查密度过高且耗时太多，无法在详细实践中开展野外工作8。因而，在开展景观尺度多样性调查时，其空间范围需缩减一半，确定为500 m 500 m作为一个基本景观单元，100 m2为一个基本样地单元。 根据植被图进行生物多样性样点的选取和布设方案：首先，将研究区域分成方格，然后通过整合植被图、高分辨率遥感图、保卫区地理要素图150 000的信息，在每个方格内综合考虑植被群落类型、遥感植被信息和空间地理位置，选取适当数量的监测样点。每个方格内的监测样点要尽量分散，监测样点越多，空间的异质性和检出率越高。考虑到保卫区人力、物力的限制，建议以5 km 5 km为1个方格，每个方格设5个点。 5.2 动物 对鸟类、昆虫多样性监测，建议以1 km2的大样地作为1个基本调查单元，这也是国际上采用最多的方式方法，如英国鸟类观测计划设有2 800个1 km2的样方，调查其种类、数量、栖息地状况；瑞士建立了520个系统分布的1 km2正方形单元，在每个单元内沿对角线设置样线，记录样线两侧的蝴蝶、鸟类的种数和种群数量，计算景观水平的生物多样性。 对于利用红外触发相机监测野生动物，可采用分层抽样法或系统抽样法设置观测样点。分层抽样法中，观测样点应涵盖观测样地内不同的生境类型，每种生境类型设置10个以上样点样点之间间距至少0.5 km。系统抽样法中，在监测样地内划定网格设置观测样点，网格大小为1 km 1 km。1 km2至少设置1个观测样点。 6 讨论 本文提出的针对安西自然保卫区生物多样性监测指标体系仍需通过实践进一步优化完善，十分是通过不断的监测，对其逐步进行调整和挑选。在数据解译技术和综合评价技术的支撑下，最终建立符合荒漠生态系统监测包括监测、评价和预警等多层次的指标体系。 以下为参考文献 1曹志平,钟晓东全球生物多样性监测及其进展J生物多样性, 1997(2). 2曹铭昌,乐志芳,雷军成，等.全球生物多样性评估方式方法及研究进展J生态与农村环境学报, 2020(1). 3徐海根，丁晖,吴军,等2020年全球生物多样性目的解读及其评估指标讨论J.生态与农村环境学报, 2020(1). 4马克平.监测是评估生物多样性保卫进展的有效途径J生物多样性, 2018(2). 5徐海根，丁晖,欧阳志云,等.中国施行2020年全球生物多样性目的的进展J生态学报, 2018(13). 6李毅，屈建军,董治宝,等中国荒漠区的生物多样性J.水土保持研究, 2008(4). 7刘晒发,宁瑞栋.甘肃安西极旱荒漠国家级自然保卫区M.北京:中国林业出版社, 1998. 8刘延发,杨增武甘肃安西极旱荒漠国家级自然保卫区二期综合科学考察M.兰州:兰州大学出版社, 2006. 9杨增武,包新康,吴建国.甘肃安西极旱荒漠国家级自然保卫区三期综合科考报告M.兰州:甘肃人民出版社, 2020. 10万宏伟,潘庆飞,白永飞中国草地生物多样性监测网络的指标体系及施行方案J生物多样性, 2020(6). 11陈圣宾,蒋高明,吉喜,等生物多样性监测指标体系构建研究进展J生态学报, 2008(10).