國家級自然保護區生態系統格局十年變化(2000—2010年)評估

張建亮,錢者東,徐網谷,張 慧,王 智

環境保護部南京環境科學研究所,南京 210042

國家級自然保護區生態系統格局十年變化(2000—2010年)評估

張建亮,錢者東,徐網谷,張 慧,王 智*

環境保護部南京環境科學研究所,南京 210042

為揭示國家級自然保護區生態系統格局構成及變化狀況,基于2000年和2010年319個國家級自然保護區生態系統類型與分布數據,根據生態系統類型轉化及其轉化幅度,考慮自然保護區各功能區的重要性,構建生態系統格局變化指數,分析國家級自然保護區生態系統格局動態變化。結果表明,國家級自然保護區草地生態系統面積最大,2000年和2010年分別占全國國家級自然保護區總面積的57.88%和57.74%,其次為荒漠生態系統,兩期占比約17%,其他依次是濕地、森林、灌叢、農田、冰川/永久積雪、海洋、城鎮等生態系統類型。2000—2010年,國家級自然保護區內森林、濕地面積明顯增加,城鎮有一定程度擴張,冰川/永久積雪略微減少。總體上,國家級自然保護區生態系統格局基本保持穩定,基本維持的保護區數量219個,占國家級自然保護區總數的68.65%,生態系統格局改善的保護區數量略多于退化的數量,10年來國家級自然保護區生態系統格局保護取得一定效果。國家級自然保護區生態系統格局在基本維持的基礎上,表現出一定的地域不平衡性。生態系統改善的保護區多分布在秦嶺、大巴山、大婁山、南嶺一帶,而東部省份、內蒙古高原、東北平原一帶生態系統退化的保護區數量較多,主要是荒漠、內陸濕地和水域、野生動物、自然遺跡等類型自然保護區。最后,提出3點建議為提高國家級自然保護區管理水平提供參考。

自然保護區；生態系統格局；十年變化；遙感

自然保護區是保護生物多樣性的國家戰略基礎[1- 2],是保護生物多樣性最直接、最有效的手段[3- 5]。我國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一,建立并管理好自然保護區,對我國乃至全球生物多樣性的保護均具有非常重要的意義[6]。作為自然保護區最精華的部分,國家級自然保護區在保護我國自然資源和生態環境、維護國家生態安全、促進國民經濟持續發展等方面發揮著極為重要的作用。

2000年以來,生態系統評估得到了世界各國的高度重視,美國、英國以及澳大利亞等都在省、州尺度開展生態系統評估[7- 9]。國際上,生態系統評估已成為將生態學與自然科學研究成果應用于經濟與政治決策的橋梁[10]。為全面掌握全國生態環境狀況,環境保護部和中國科學院于2012年啟動了“全國生態環境十年變化(2000—2010年)遙感調查與評估”項目[11],結果表明全國生態系統類型復雜多樣,10年間生態系統格局局部變化劇烈,重點生態功能區等重要生態保護區域受到人類活動的威脅不斷增加[12]。Laurance 等研究表明,全球僅有20%—50%的保護區是有效的[13]。自然保護區作為生物多樣性保護的關鍵形式,是否面臨同樣的威脅,威脅程度多大成為亟待回答的問題。自然保護區生態系統格局變化,將直接影響自然保護區的保護效果[14- 15]。目前,相關報道主要集中在對單個自然保護區的研究[16-20],全國尺度上研究國家級自然保護區生態系統格局及其變化則相對較少。鄭姚閩[21- 22]等利用中國濕地遙感制圖數據研究了91個國家級濕地自然保護區生態系統的保護效果,但其研究方法和結論存在不少爭議[23- 24]。因此,急需在全國尺度上研究自然保護區生態系統格局構成及其動態變化,對于掌握自然保護區生態系統及生態環境現狀,發現保護區存在問題并針對性提出保護對策,提高自然保護區整體管理水平有著重要意義。

2000—2010年,是我國經濟持續快速增長、城鎮化進程不斷加快的十年,也是資源開發力度不斷加強、生態環境受到巨大沖擊的十年[11]。但同時我國自然保護區建設也取得明顯進展,國家級自然保護區數量由155個增加至319個,增加了164個,面積由5518萬hm2增加至9267萬hm2。鑒于2000—2010年增加的164個國家級自然保護區在建立之前均已是省級自然保護區,2000年之后這些保護區陸續晉升為國家級自然保護區,為從全國尺度上摸清自然保護區生態環境變化,揭示自然保護區生態系統格局總體構成及其近年來的變化狀況,本文以2010年的319個國家級自然保護區(包括10年期間晉升的自然保護區)為研究對象,在全國生態環境十年變化(2000—2010年)研究的基礎上,進一步分析這些國家級自然保護區生態系統格局的動態變化,明確我國新時期自然保護區面臨的問題,并有針對性地提出對策建議,為我國自然保護區生態環境管理、生態恢復與生態補償等提供技術支持。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

利用2000年和2010年全國生態系統類型與分布數據,該數據由“全國生態環境十年變化(2000—2010年)遙感調查與評估”項目組提供。該數據集的生態系統分類結果經逐省(自治區、直轄市)逐點對接,并利用3萬多個獨立地面調查樣點進行精度評估,分類精度達86%以上[12]。基于2010年319個國家級自然保護區空間矢量數據,裁剪獲取2000年和2010年國家級自然保護區生態系統類型及分布數據。

1.2 研究方法

1.2.1 生態系統類型劃分

根據我國土地覆被及自然保護區植被類型特征[25- 28],以生態系統為研究對象,將生態系統劃分為10種類型,包括森林、灌叢、草地、濕地、農田、城鎮、荒漠、冰川/永久積雪、裸地9種陸域生態系統類型和海洋1種海域生態系統類型。

1.2.2 生態系統格局變化評估方法

根據2000—2010年自然保護區生態系統類型轉化及其轉化幅度情況,結合自然保護區各功能區的相對重要性,對全國國家級自然保護區生態系統格局進行定量評價。構建生態系統格局變化指數量化自然保護區生態系統格局的變化趨勢,計算公式(1)如下：

(1)

(2)

式中：VI為生態系統格局變化指數；VI′為歸一化生態系統格局變化指數,采用min-max標準化方法將值域轉換至[0,100]；Wj為功能區系數,j取1—3時,分別代表實驗區、緩沖區和核心區,對應Wj取值分別為1,3,5；Ti為轉類指數,即某一生態系統轉化為另一生態系統的生態賦值；Ei為轉化幅度指數,即某一生態系統轉化為另一生態系統的幅度對應的賦值；m為生態系統之間相互轉化的種類數。

轉類指數Ti采用動態賦分法進行賦值。首先,根據國家級自然保護區保護對象及其生境特征,確定自然保護區內生態系統的相對重要性,將自然保護區內的生態系統劃分為最重要生態系統(Ⅰ)、次重要的生態系統(Ⅱ)、其他重要生態系統(Ⅲ)、一般負面生態系統(Ⅳ)以及重度干擾生態系統(Ⅴ)5種類型。最重要生態系統是自然保護區主要保護對象或保護對象最重要生境的生態系統類型,如森林生態系統類型自然保護區中的森林和濕地；次重要和其他重要生態系統是除最重要生態系統外,能夠作為主要保護對象生境的其他生態系統類型,如森林生態生態系統類型自然保護區中將灌叢劃分為次重要生態系統,草地、冰川/永久積雪劃分為其他重要生態系統；一般負面生態系統指一定程度上能夠為主要保護對象提供棲息地或食物來源的生態系統,如農田。重度干擾生態系統是對自然保護區保護對象及其生境干擾較大的生態系統類型,如由居住用地、交通用地等建設用地構成的城鎮生態系統。

其次,根據不同重要性級別的生態系統類型兩兩轉化情況進行賦值(表1)。生態系統轉化分正向轉化和逆向轉化兩種情況,當重要性級別較低的生態系統轉化為重要性級別相對較高的生態系統時為正向轉化,轉類指數為正值,反之為逆向轉化,轉類指數為負值。如森林生態系統類型自然保護區中森林轉化為農田時,即

表1 自然保護區生態系統轉類指數賦值表

Ⅰ: 最重要生態系統 The most important ecosystem,Ⅱ: 次重要生態系統 The secondary important ecosystem,Ⅲ: 其他重要生態系統 Other important ecosystem,Ⅳ: 一般負面生態系統 The general negative ecosystem,Ⅴ: 重度干擾生態系統 The seriously interfered ecosystem

最重要生態系統轉化為一般負面生態系統,根據表1中的賦值,轉類指數為-7；當保護區加強保護管理,開展退耕還林或還濕時,農田轉化為森林或濕地,由一般負面生態系統轉化為最重要生態系統類型,轉類指數賦值為7。

轉化幅度指數指某一生態系統轉化為另一生態系統的轉化幅度所對應等級的賦值。轉化幅度是指生態系統類型兩兩轉化時,相對重要的生態系統面積增加或減少的百分比。鑒于轉類指數已能夠反映生態系統類型轉化的方向性(正向和逆向),轉化幅度指數的賦值只進行正向賦值。根據319個國家級自然保護區生態系統轉移矩陣計算結果,通過專家咨詢決策方式,劃分3個等級進行賦值。轉化幅度指數賦值分重要生態系統面積比例≥80%和<80%兩種情況,重要生態系統包括最重要(Ⅰ)、次重要(Ⅱ)和其他重要(Ⅲ)3種生態系統類型。當重要生態系統面積比例<80%時,考慮到重要生態系統應具有較高的提升空間,適度增加其他生態系統轉化為相對重要生態系統的幅度比例,即當自然保護區重要生態系統面積比例≥80%時,轉化幅度指數分別賦值為1、3和5時,相對重要的生態系統增加比例為0—0.1%、0.1%—0.5%和>0.5%,而當重要生態系統面積比例<80%時,轉化為相對重要的生態系統的比例提高到0—0.2%、0.2%—1.0%和>1.0%,見表2。

表2 自然保護區生態系統轉化幅度指數賦值表

1.2.3 不同類型自然保護區生態系統格局變化分析

根據自然保護區分類標準《自然保護區類型與級別劃分原則》[29],我國自然保護區劃分為自然生態系統類(森林生態系統類型、草原草甸生態系統類型、荒漠生態系統類型、內陸濕地和水域生態系統類型、海洋與海岸生態系統類型)、野生生物類(野生動物類型、野生植物類型)和自然遺跡類(地質遺跡類型、古生物遺跡類型)等3大類別9種類型。本文按照森林、草原草甸、荒漠、內陸濕地和水域、野生動物、野生植物、自然遺跡8種類型,根據1.2.2中公式(1)和(2)計算自然保護區生態系統格局變化指數,分析每種類型自然保護區生態系統格局變化狀況。

2 結果分析

2.1 國家級自然保護區生態系統格局構成及變化總體情況分析

全國319個國家級自然保護區包括了所有10種類型生態系統。國家自然保護區生態系統組成中,草地面積最大,2000年和2010年分別為552282.83 km2和550932.93 km2,分別占全國國家級自然保護區總面積的57.88%和57.74%(表3)。國家級自然保護區各功能區中也以草地生態系統面積占比最高,其次為荒漠,兩期荒漠面積均占到國家級自然保護區總面積的17%左右,其他生態系統面積從大到小排序依次為濕地、森林、灌叢、農田、冰川/永久積雪、海洋、城鎮和裸地,其中城鎮和裸地面積較小,2010年占比僅為0.16%和0.04%。

2000—2010年間,國家級自然保護區內森林、濕地、城鎮面積增加,分別由73293.18、74190.55、1173.55 km2增加至74111.01、76034.06、1548.00 km2,占比分別由7.68%、7.78%、0.12%增加至7.77%、7.97%和0.16%(表3)。其中,濕地面積增加最多,增加了1843.51 km2,主要由草地、荒漠和農田轉化而來,三者轉化面積分別為2157.99、1033.37、559.05 km2(表4)；森林增加817.83 km2,主要是由灌叢和農田轉化而來,轉化面積分別為1179.30 km2和441.89 km2；城鎮面積有一定程度擴張,面積增加374.45 km2,增加了近32%。灌叢、草地、荒漠、海洋面積均有減少,其中草地面積減幅較大,下降0.14個百分點,減少1349.90 km2,主要轉化為濕地(表4)；海洋面積減少幅度不大。冰川/永久積雪略微減少,總計減少78.66 km2。保護區及各功能區內農田、裸地面積及占比基本保持穩定,總體變化不大。

表3 國家級自然保護區生態系統構成情況

表4 國家級自然保護區生態系統轉移矩陣/km2

2.2 國家級自然保護區生態系統格局變化分析

2.2.1 生態系統格局變化指數總體情況

對全國319個國家級自然保護區歸一化生態系統格局變化指數VI′值進行頻數分布統計,并進行正態分布檢驗。結果表明：319個國家級自然保護區VI′值不屬于正態分布(P<0.01),偏度系數SK為-1.06,為負偏態分布峰值右移,VI值集中分布在65—75之間(圖1)。

圖1 國家級自然保護區歸一化生態系統格局變化指數VI′頻數分布Fig.1 The frequency distribution of VI′for national nature reserves

根據VI′的分布特征,確定國家級自然保護區生態系統格局變化程度劃分標準,劃分為明顯退化、輕微退化、基本維持、輕微改善和明顯改善5個級別,見表5。

表5 歸一化生態系統格局變化指數分級

全國319個國家級自然保護區中,219個國家級自然保護區生態系統格局基本維持,占保護區總數的68.65%(表6)；52個保護區生態系統格局改善,其中明顯改善的18個,占5.64%,如四川花萼山、重慶大巴山等自然保護區,輕微改善的34個,占10.66%；48個自然保護區生態系統格局退化,其中27個(占8.46%)輕微退化,21個(占6.58%)明顯退化,如吉林大布蘇、江蘇鹽城濕地等自然保護區。

表6 國家級自然保護區生態系統格局變化程度

2.2.2 不同類型自然保護區生態系統格局變化指數分析

2010年我國國家級自然保護區類型組成見表7。由表7可知,森林生態系統類型自然保護區數量最多,占總數的43.89%；其次為野生動物類型81個,占總數的25.39%；草原草甸類型自然保護區數量最少,僅3個。從面積組成來看,荒漠生態系統類型自然保護區面積最大,占39.20%；其次是野生動物類型和內陸濕地生態系統類型；自然遺跡類型(地質遺跡和古生物遺跡)自然保護區面積最小,僅占0.34%。

表7 2010年國家級自然保護區分類型統計情況

不同類型自然保護區生態系統格局變化程度總體上為表現為基本維持,其中3個草原草甸類型自然保護區均為基本維持,森林、荒漠類型自然保護區生態系統格局轉化程度表現為基本維持的數量占比均占75%(圖2)。森林、海洋海岸、野生植物類型自然保護生態系統格局改善的數量多于退化的保護區數量,荒漠、內陸濕地和水域、野生動物、自然遺跡類型自然保護區退化的保護區數量多于改善的保護區數量,其中趨于退化的自然遺跡類型自然保護區數量占比達31.25%,其中明顯退化的占12.5%,輕微退化占18.75%；荒漠類型自然保護區中有25%明顯退化。

圖2 不同類型、不同區域國家級自然保護區生態系統格局變化程度分級Fig.2 The degree of ecosystem pattern variation in different types of national nature reserves in different regionsⅠ—Ⅷ：自然保護類型,Nature reserve Types；Ⅰ：森林生態,Forest；Ⅱ：草原草甸,Steppe and meadow ；Ⅲ：荒漠生態,Desert；Ⅳ：內陸濕地,Inland wetland；Ⅴ：海洋海岸,Ocean and seacoast；Ⅵ：野生動物,Wild animal；Ⅶ：野生植物,Wild plant；Ⅷ：自然遺跡,Natural monument

2.2.3 不同地區自然保護區生態系統格局變化指數分析

10年來,國家級自然保護區生態系統格局在基本維持的基礎上,表現出一定的地域不平衡性(圖2、圖3)。東北、華北、華東地區退化的保護區數量多于改善的保護區數量；華中、華南、西南、西北地區則相反,改善的保護區數量略多于退化的保護區數量。東北、華東地區退化較為明顯,其中東北地區自然保護區退化率最高,退化保護區數量占27.09%；華東地區退化率為22.50%,以江蘇、安徽、浙江三省最為明顯,其中江蘇省3個國家級自然保護區(鹽城濕地、泗洪洪澤湖、大豐麋鹿)均出現明顯退化跡象(圖3)。華中、華南地區改善較為明顯,其中華中地區改善率達到31.14%,以湖北、湖南兩省較為顯著,如湖南17個國家級自然保護區中,有6個自然保護區趨于改善,8個表現為基本維持,僅3個保護區輕微退化；華南地區改善率達到22.22%,以海南、廣西兩省較為明顯。

圖3 國家級自然保護區生態系統變化程度分布圖Fig.3 The distribution of ecosystem pattern transfer degree in national nature reserves

3 討論

從國家級自然保護區生態系統格局總體構成來看,國家級自然保護區內草地生態系統面積最大,其次是荒漠和濕地生態系統。這主要與不同類型自然保護區組成及其生態系統構成有關。從2010年319個國家級自然保護區組成來看,荒漠生態系統類型自然保護區數量雖然僅占3.76%,但其面積最大,占比39.20%,其次為野生動物類型、內陸濕地和水域生態系統類型自然保護區(表7)。荒漠、野生動物、內陸濕地和水域3種類型自然保護區面積占比達85%,而這3種類型自然保護區草地生態生態系統均占優勢,這就決定了國家級自然保護區草地生態系統面積最大的組成格局。如荒漠生態系統類型分布在我國干旱和半干旱地區,西北地區占多數,其中西藏羌塘國家級自然保護區是我國面積最大的自然保護區,達298000 km2,主要以獨特的高寒生態系統及藏野驢(Equuskiang)、藏羚(Pantholopshodgsonii)等多種大型有蹄類動物為保護對象,保護區內絕大部分都是高寒草原和稀疏草地,達80%以上；野生動物類型中的青海可可西里國家級自然保護區總面積45000 km2,高寒草原和稀疏草地的面積接近一半,其次是荒漠生態系統；內陸濕地和水域生態系統類型自然保護區全國范圍分布較廣,面積較大的則集中分布在西北和西南地區,如青海三江源、四川若爾蓋、海子山等國家級自然保護區,這些自然保護區主要是以草地生態系統和濕地生態系統為主,其中若爾蓋自然保護區中草地生態系統占57.92%,而草本沼澤、湖泊、河流等組成的濕地生態系統則有41.23%。

從生態系統變化總體情況來看,國家級自然保護區內森林、濕地明顯增加,城鎮有一定程度擴張,冰川/永久積雪略有減少。(1)森林、濕地面積增加明顯,表明我國2000—2010年10年間實施的天然林保護、退耕還林、全國濕地保護等一系列生態建設和保護工程取得一定成效[30- 33]。2002年,在四川、陜西、甘肅3省退耕還林試點基礎上,國家全面啟動退耕還林工程[34],如四川花萼山、米倉山、重慶大巴山等國家級自然保護區森林生態系統面積增加明顯。全國濕地保護工程于2005年啟動,根據《全國濕地保護工程實施規劃》,2005—2010年5年間國家投資90億元實施濕地保護、濕地恢復等4項重點建設子工程,使我國50%的自然濕地、70%的重要濕地得到有效保護[35],如黑龍江八岔島、東方紅濕地自然保護區大面積耕地轉變為濕地,濕地生態系統得到有效保護。(2)近10年來,青海、西藏、新疆等西部地區草地、荒漠轉變為濕地,濕地面積增加,一定程度上則是由于由氣候變化、冰川/永久積雪融化所致,從西藏羌塘自然保護區生態系統格局變化分析結果來看,保護區內冰川/永久積雪減少近2000 hm2。(3)保護區內城鎮面積出現一定程度擴張,表明一些地區自然保護區仍然面臨著人類開發活動的威脅。如天津古海岸與濕地,寧夏白芨灘、沙坡頭,湖北長江新螺段白鱀豚等自然保護區,城鎮用地(主要是居住用地、旅游用地和交通用地)增加明顯。(4)保護區內農田面積總體上保持基本穩定,但存在區域差異性。根據表4,保護區各生態系統類型的轉化中,仍有大面積濕地變更為農田,主要集中在東部地區,如近十年江蘇鹽城濕地自然保護灘涂圍墾,圍墾濕地面積超過2萬hm2。

總體上,2000—2010年10年來國家級自然保護區生態系統格局得以維持,趨于改善的保護區數量略多于退化的保護區數量,表明我國國家級自然保護區生態系統格局的保護取得一定效果。不同類型自然保護區生態系統格局在基本維持的基礎上,生態系統格局的保護效果表現出不同特征。森林、海洋海岸、野生植物類型自然保護生態系統格局改善的數量多于退化的保護區數量,而荒漠、內陸濕地和水域、野生動物類型自然保護區退化的保護區數量多于改善的保護區數量。如內蒙古輝河、江蘇泗洪洪澤湖、河南新鄉黃河濕地鳥類等濕地類型自然保護區,內蒙古鄂爾多斯遺鷗、遼寧雙臺河口、江蘇鹽城濕地珍禽等野生動物類型自然保護區退化明顯。此外,自然遺跡類型自然保護趨于退化的數量也較多,如吉林大布蘇、浙江長興地質遺跡等自然保護區,主要是由于自然遺跡類型自然保護區中人類活動較頻繁,干擾較強的原因。徐網谷等研究表明古生物遺跡類自然保護區平均人口密度最高,達2.36人/hm2,而地質遺跡類自然保護區人口密度0.21人/hm2,也遠遠高于全國0.1人/hm2的平均水平[36]；張昊楠等在研究國家級自然保護區旅游活動時,分析結果也表明地質遺跡類型自然保護區雖然數量少,但旅游接待人數和平均收入都處于較高水平[37]。

從空間分布上來看,退化的保護區多分布在東部省份、內蒙古高原、東北平原一帶,改善的保護區多分布在秦嶺、大巴山、大婁山、南嶺一帶。東部省份保護區退化數量較多,主要是因為這些區域人口稠密,區域經濟開發建設對自然保護區的干擾較大；東北平原保護區退化主要由于該區域農田開墾壓力增大；內蒙古高原保護區退化,主要由礦產資源開發、基礎設施建設導致,如內蒙古西鄂爾多斯、哈騰套海等自然保護區采礦用地和交通用地增加明顯。生態系統格局改善的保護區多處于省、市、區交界處,人煙稀少,加上近年來退耕還林、天然林保護等工程的實施,生態系統格局得到有效保護。

盡管國家級自然保護區生態系統格局總體上基本維持,趨于改善的保護區數量略多于退化的保護區數量,但仍然有48個自然保護區趨于退化,其中21個明顯退化,須引起管理部門的重視。據此,提出3點建議：(1)詳細核查生態系統格局明顯退化國家級自然保護區,尤其是近幾年來生態系統格局的變化情況,梳理存在的問題；(2)加大對東部省份、內蒙古高原、東北平原一帶荒漠、內陸濕地和水域、野生動物、自然遺跡類型自然保護區遙感監測力度,及時發現并解決自然保護區存在的問題；(3)建立國家級自然保護區衛星遙感巡查、地面跟蹤詳查的自然保護區人類活動天地一體化遙感監測機制,形成對國家級自然保護區違規人類活動“早發現,早動手、早解決”的監管工作機制。

[1] Howard P C, Davenport T R B, Kigenyi F W, Viskanic P, Baltzer M C, Dickinson C J, Lwanga J, Matthews R A, Mupada E. Protected area planning in the tropics: Uganda′s national system of forest nature reserves. Conservation Biology, 2000, 14(3): 858- 875.

[2] Dudley N, Belokurov A, Borodin O, Higgins-Zogib L, Hockings M T, Lacerda L, Stolton S. Are protected areas working? An analysis of forest protected areas by WWF. Switzerland: WWF International,2004

[3] World Conservation Monitoring Centre (WCMC). Global Biodiversity: Status of the Earth′s Linving Resources. London: Chapman & Hall, 1992.

[4] Pimm S L, Ayres M, Balmford A, Branch G, Brandon K, Brooks T, Bustamante R, Costanza R, Cowling R, Curran L M, Dobson A, Farber S, da Fonseca G A B, Gascon C, Kitching R, McNeely J, Lovejoy T, Mittermeier R A, Myers N, Patz J A, Raffle B, Rapport D, Raven P, Roberts C, Rodríguez J P, Rylands A B, Tucker C, Safina C, Samper C, Stiassny M L J, Supriatna J, Wall D H, Wilcove D. Can we defy nature′s end? Science, 2001, 293(5538): 2207- 2208.

[5] 崔國發. 自然保護區學當前應該解決的幾個科學問題. 北京林業大學學報, 2004, 26(6): 102- 105.

[6] 蔣明康. 中國自然保護區保護成效評估研究概述. 生態與農村環境學報, 2015, 31(6): 789- 790.

[7] Millennium Ecosystem Assessment (MEA). Ecosystem and Human Wellbeing: A Framework for Assessment. Washington, DC: Island Presses, 2003.

[8] H J海因茨三世科學、經濟與環境中心. 土地、水和生物資源—2008年美國國家生態系統狀況報告: 土地、水和生物資源. 環境保護部衛星環境應用中心, 譯. 北京: 中國環境科學出版社, 2013.

[9] United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre (UNEP-WCMC). The UK National Ecosystem Assessment: Synthesis of the Key Findings. Cambridge, UK, 2011.

[10] 歐陽志云, 王橋, 鄭華, 張峰, 侯鵬. 全國生態環境十年變化(2000—2010年)遙感調查評估. 中國科學院院刊, 2014, 29(4): 462- 466.

[11] 環境保護部, 中國科學院. 全國生態環境十年變化(2000—2010年)遙感調查與評估. 北京: 科學出版社, 2014.

[12] 環境保護部, 中國科學院. 全國生態環境十年變化(2000—2010年)調查評估報告. 2015.

[13] Laurance W F, Useche, D C, Rendeiro J, Kalka M, Bradshaw C J A, Sloan S P, Laurance S G, Campbell M, Abernethy K, Alvarez P, Arroyo-Rodriguez V, Ashton P, Benítez-Malvido J, Blom A, Bobo K S, Cannon C H, Cao M, Carroll R, Chapman C, Coates R, Cords M, Danielsen F, De Dijn B, Dinerstein E, Donnelly M A, Edwards D, Edwards F, Farwig N, Fashing P, Forget P M, Foster M, Gale G, Harris D, Harrison R, Hart J, Karpanty S, Kress W J, Krishnaswamy J, Logsdon W, Lovett J, Magnusson W, Maisels F, Marshall A R, McClearn D, Mudappa D, Nielsen M R, Pearson R, Pitman N, van der Ploeg J, Plumptre A, Poulsen J, Quesada M, Rainey H, Robinson D, Roetgers C, Rovero F, Scatena F, Schulze C, Sheil D, Struhsaker T, Terborgh J, Thomas D, Timm R, Urbina-Cardona J N, Vasudevan K, Wright S J, Arias-G J C, Arroyo L, Ashton M, Auzel P, Babaasa D, Babweteera F, Baker P, Banki O, Bass M, Bila-Isia I, Blake S, Brockelman W, Brokaw N, Brühl C A, Bunyavejchewin S, Chao J T, Chave J, Chellam R, Clark C J, Clavijo J, Congdon R, Corlett R, Dattaraja H S, Dave C, Davies G, de Mello Beisiegel B, da Silva R D N P, Di Fiore A, Diesmos A, Dirzo R, Doran-Sheehy D, Eaton M, Emmons L, Estrada A, Ewango C, Fedigan L, Feer F, Fruth B, Willis J G, Goodale U, Goodman S, Guix J C, Guthiga P, Haber W, Hamer K, Herbinger I, Hill J, Huang Z L, Sun I F, Ickes K, Itoh A, Ivanauskas N, Jackes B, Janovec J, Janzen D, Mo J M, Chen J, Jones T, Justiniano H, Kalko E, Kasangaki A, Killeen T, King H B, Klop E, Knott C, Koné I, Kudavidanage E, da Silva Ribeiro J L, Lattke J, Laval R, Lawton R, Leal M, Leighton M, Lentino M, Leonel C, Lindsell J,Lee L L, Linsenmair K E, Losos E, Lugo A, Lwanga J, Mack A L, Martins M, McGraw W S, McNab R, Montag L, Thompson J M, Nabe-Nielsen J, Nakagawa M, Nepal S, Norconk M, Novotny V, O′Donnell S, Opiang M, Ouboter P, Parker K, Parthasarathy N, Pisciotta K, Prawiradilaga D, Pringle C, Rajathurai S, Reichard U, Reinartz G, Renton K, Reynolds G, Reynolds V, Riley E, R?del M O, Rothman J, Round P, Sakai S, Sanaiotti T, Savini T, Schaab G, Seidensticker J, Siaka A, Silman M R, Smith T B, de Almeida S S, Sodhi N, Stanford C, Stewart K, Stokes E, Stoner K E, Sukumar R, Surbeck M, Tobler M, Tscharntke T, Turkalo A, Umapathy G, van Weerd M, Rivera J V, Venkataraman M, Venn L, Verea C, de Castilho C V, Waltert M, Wang B, Watts D, Weber W, West P, Whitacre D, Whitney K, Wilkie D, Williams S, Wright D D, Wright P, Lu X K, Yonzon P, Zamzani F. Averting biodiversity collapse in tropical forest protected areas. Nature, 2012, 489(7415): 290- 294.

[14] Mehring M, Stoll-Kleemann S. How effective is the buffer zone? Linking institutional processes with satellite images from a case study in the Lore Lindu Forest Biosphere Reserve, Indonesia. Ecology and Society, 2011, 16(4): 3.

[15] Zhang J L, Liu F Z, Cui G F. The efficacy of landscape-level conservation in Changbai mountain biosphere reserve, China. PLoS One, 2014, 9(4): e95081.

[16] 關博. 吉林長白山國家級自然保護區野生動物保護成效與適宜規模研究[D]. 北京: 北京林業大學, 2013.

[17] 劉方正, 張建亮, 王亮, 楊增武, 崔國發. 甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區南片植被長勢與保護成效. 生態學報. 2016, 36(6): 1582- 1590.

[18] 陳瑜. 內蒙古大興安嶺汗馬國家級自然保護區森林保護成效研究[D]. 北京: 北京林業大學, 2014.

[19] 陳瑜, 崔國發, 谷建才, 胡金貴, 李燁. 內蒙古汗馬國家級自然保護區森林資源動態變化. 東北林業大學學報, 2013, 41(3): 26- 29.

[20] 王坎, 唐瑤, 王玲玲, 吳興華, 楊劭. 基于遙感技術的十八里長峽自然保護區保護效果監測與評估. 華中師范大學學報: 自然科學版, 2015, 49(6): 929- 935.

[21] 鄭姚閩, 張海英, 牛振國, 宮鵬. 中國國家級濕地自然保護區保護成效初步評估. 科學通報, 2012, 57(4): 207- 230.

[22] Zheng Y M, Zhang H Y, Niu Z G, Gong P. Protection efficacy of national wetland reserves in China. Chinese Science Bulletin, 2012, 57(10): 1116- 1134.

[23] 楊軍, 張明祥, 雷光春. 《中國國家級濕地自然保護區保護成效初步評估》中的偏差. 科學通報, 2012, 57(15): 1387- 1370.

[24] 鄭姚閩, 牛振國, 宮鵬. 對《中國國家級濕地自然保護區保護成效初步評估中的偏差》一文的回應. 科學通報, 2012, 57(15): 1371- 1376.

[25] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局, 中國國家標準化管理委員會. GB/T 21010—2007 土地利用現狀分類. 北京: 中國標準出版社, 2007.

[26] 國家林業局. LY/T 1725—2008 自然保護區土地覆被類型劃分. 北京: 中國標準出版社, 2008.

[27] 國家林業局. LY/T 2244.2—2014 自然保護區保護成效評估技術導則 第2部分: 植被保護. 北京: 中國標準出版社, 2014.

[28] 國家林業局. LY/T 2244.3—2014 自然保護區保護成效評估技術導則 第3部分: 景觀保護. 北京: 中國標準出版社, 2014.

[29] 國家環境保護局, 國家技術監督局. GB/T 14529- 93 自然保護區類型與級別劃分原則. 北京: 中國標準出版社, 1993.

[30] 國家林業局. 2012中國林業發展報告. 北京: 中國林業出版社, 2012.

[31] 尹偉倫. 3651萬公頃森林資源增長全球最快. 人民日報, 2012-04- 12(10) [2016- 12- 30]. http://www.forestry.gov.cn/main/3679/content- 563709.html

[32] 賈曉娟, 常慶瑞, 薛阿亮, 蔚霖, 王德彩. 黃土高原丘陵溝壑區退耕還林生態效應評價. 水土保持通報, 2008, 28(3): 182- 185.

[33] 周文淵, 趙巖, 郭建英, 孫保平, 楊越. 安定區退耕還林工程的生態效益評價. 中國農學通報, 2009, 25(20): 115- 120.

[34] 喻永紅. 退耕還林可持續性研究——以重慶萬州為例[D]. 杭州: 浙江大學, 2014.

[35] 王翰林. 全國濕地保護工程正式啟動. 科技日報, 2006-02- 16(09).

[36] 徐網谷, 高軍, 夏欣, 周大慶, 李中林, 蔣明康. 中國自然保護區社區居民分布現狀及其影響. 生態與農村環境學報, 2016, 32(1): 19- 23.

[37] 張昊楠, 秦衛華, 周大慶, 范魯寧, 李中林, 蔣明康. 中國自然保護區生態旅游活動現狀. 生態與農村環境學報, 2016, 32(1): 24- 29.

Ecosystempatternvariationfrom2000to2010innationalnaturereservesofChina

ZHANG Jianliang, QIAN Zhedong, XU Wanggu, ZHANG Hui, WANG Zhi*

NanjingInstituteofEnvironmentalSciences,MinistryofEnvironmentalProtection,Nanjing210042,China

Nature reserves provide the cornerstone of most national strategies to conserve biodiversity, and establishing nature reserves is perhaps the most important of all conservation tools focused on the preservation of wildlife habitat. Human encroachments and threats are generally perceived to be very common in many nature reserves. Therefore, it is necessary to assess variation in the ecosystem patterns of national nature reserves. To reveal ecosystem composition structure and its variation in national nature reserves of China, based on the ecosystem transition types and extents, and considering the importance of different functional zones in the nature reserve, we developed an ecosystem pattern variation index to examine the dynamic change of the ecosystem pattern, using ecosystem distribution data collected in 2000 and 2010 for 319 national nature reserves. The results showed that the grassland ecosystem accounted for the largest area, comprising 57.88% and 57.74% of the total area of the ecosystem in national nature reserves in 2000 and 2010, respectively, followed by the desert ecosystem, accounting for about 17% both in 2000 and 2010, and then wetland, forest, shrub, field, glacier and permanent snow, marine and town ecosystems successively. From 2000 to 2010, the area of forest and wetland ecosystems showed obvious increases, and the town expanded to some extent, but the glacier and permanent snow ecosystem decreased appreciably in the national nature reserves. Overall, the ecosystem pattern of nature reserves essentially remained stable. There were 219 nature reserves that showed stability, accounting for 68.65% of the total. The number of nature reserves tending to improve was slightly higher than the number of those tending to degenerate. These results reflect the fact that ecosystem conservation in national nature reserves has been effective to a certain extent. The improved nature reserves were mostly distributed in Qin Mountain, Daba Mountain, Dalou Mountain and South Mountain, while the degenerated nature reserves were mostly distributed in the eastern provinces, Inner Mongolian Plateau and the northeast plain. The degenerated nature reserves were mainly desert ecosystems, inner wetland and aquatic ecosystems, reserves for the protection of wild animals, and natural monuments. Finally, we put forward three suggestions to improve the management level for national nature reserves.

nature reserve; ecosystem pattern; ten-years variation; remote sensing

國家公益性行業科研專項-自然保護區動態監管關鍵技術研究與示范(201509042)；全國生態環境十年變化遙感調查與評估(STSN- 7)；中央級公益性科研院所基本科研業務專項(2015)

2016- 10- 08; < class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期:2017- 08- 14

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wangzhi@nies.org

10.5846/stxb201610082018

張建亮,錢者東,徐網谷,張慧,王智.國家級自然保護區生態系統格局十年變化(2000—2010年)評估.生態學報,2017,37(23):8067- 8076.

Zhang J L, Qian Z D, Xu W G, Zhang H, Wang Z.Ecosystem pattern variation from 2000 to 2010 in national nature reserves of China.Acta Ecologica Sinica,2017,37(23):8067- 8076.