青藏高原國家公園群生態系統完整性與原真性評估框架

劉曉娜,劉春蘭,張叢林,魏 鈺,黃寶榮,*

1 北京市環境保護科學研究院,國家城市環境污染控制工程技術研究中心, 北京 100037 2 中國科學院科技戰略咨詢研究院, 北京 100190

青藏高原是一個相對完整、極其獨特的生態系統,國家代表性突出,全球生態安全功能顯著,在全人類社會發展和全球自然環境變化歷程中,保持著自然和人文生態系統的相對原真性[1]。在氣候變化和人類活動影響下,青藏高原生態系統的結構和功能以及重要物種的種群數量和結構均發生了深刻的變化[2],特別是近年來高強度、不合理的生產生活活動過程給區域自然-人文生態系統完整性和原真性造成較大沖擊[3-6]。國家公園承載了包括自然生態系統及其依附的珍稀物種、棲息地和特殊景觀的保護價值[7],主要目標是維持生態系統的完整性和原始狀態,在此前提下提供科研環境教育和公眾游憩服務[8-9]。在第二次青藏高原科學考察研究啟動之初,國家公園群的概念被提出,并在建構國家公園遴選指標體系并初步評估的基礎上,確定青藏高原國家公園群初步方案。青藏高原國家公園群是依托青藏高原獨特的自然和人文景觀,結合高原邊緣地區一系列國家公園所組成的全球集中度最高、覆蓋地域最廣、品質上乘、特色鮮明的公園群[1](圖1),具有重要、脆弱而又獨特的自然和人文生態系統特征,以及地域遼闊、高寒缺氧的自然地理環境。建立國家公園群,有助于優化青藏高原生態安全屏障體系,協調生態脆弱區域的生態、生產和生活空間結構,減弱人類活動對區域生態系統完整性和原真性破壞,支撐青藏高原綠色高質量發展[1, 10]。

圖1 青藏高原國家公園群潛在建設區空間分布Fig.1 Spatial distribution of the proposed area of the Qinghai-Tibet Plateau national park cluster

國家公園的概念和實踐均起源于美國,不同國家對國家公園的內涵界定不盡相同,但出發點基本是保護景觀和發展生態旅游。世界自然聯盟將國家公園定義為大面積的自然或接近自然的區域,用以保護大尺度生態過程以及這一區域的物種和生態系統特征,同時提供與其環境和文化相融的精神的、科學的、教育的、休閑的機會。我國特色的國家公園建設主要目的是保護重要自然生態系統的完整性與原真性,同時兼具科研、教育、游憩等綜合功能。生態系統完整性與原真性對于我國國家公園而言是一個新的目標要求,但國外學者及以美國和加拿大為代表的許多國家在這方面已經開展了較多探索[11]。科學界定國家公園生態系統完整性與原真性的內涵并建立評價指標體系,是實現國家公園管理目標的基礎與前提,對于維持生態系統平衡、生態系統健康和生物多樣性,以及保護敏感自然生態系統免受人類干擾影響具有重要意義[12]。目前,我國國家公園在生態完整性和原真性保護上依然存在自然生境的空間整合不夠、主要保護物種的棲息地覆蓋不夠、內部生境斑塊之間連通性不佳、過度的人類活動干擾生態過程等問題[13],主要問題還在于沒有嚴格把控國家公園的遴選標準。盡管世界各國尚無嚴格統一的國家公園遴選和準入標準,而實際上世界自然聯盟、美國、加拿大、俄羅斯等國家或組織設立國家公園的參考指標多為自然生態資源重要性、自然景觀、文化遺產等方面的原則性條件,并將生態系統完整性作為國家公園的重要遴選標準[14]。青藏高原國家公園群生態系統完整性與原真性評估框架構建,遵循“內涵界定-框架梳理-框架構建”的研究思路(圖2),通過綜述國內外相關研究進展,科學界定國家公園生態系統完整性和原真性內涵,梳理目前國家公園生態完整性評估的主要框架,包括基本生態系統特征評估框架(Essential Ecosystem Characteristics Assessment Framework, EECs)、生物完整性指數評估框架(Index of Biotic Integrity, IBI)、三層次評估框架(Three Level Approach, TLA)、生態系統完整性評估框架(Ecosystem Integrity Assessment Framework, EIAF)和加拿大國家公園生態系統完整性評估框架(Parks Canada′s Framework for Assessing Ecological Integrity, PCFAEI)。在充分了解自然和人文生態資源稟賦的基礎上,重點考慮該區域生態系統類型和物種資源的多樣性、自然地理特征的特殊性、生態環境的脆弱性、生態系統服務功能的重要性、人類活動的代表性、人文景觀的豐富性等特征,建立青藏高原國家公園群生態系統完整性和原真性評估框架,以期為未來國家公園生態系統完整性與原真性保護、管理與監測評估提供科學基礎。

圖2 技術路線圖Fig.2 Research framework map

1 科學內涵界定

生態系統完整性最早是指保護生物群落完整性、穩定性和美感等[15],后來研究者普遍認為是支持和保持一個平衡的、綜合的、適宜的生物系統的能力,而這個生物系統與所處自然生境一樣,具有物種構成、多樣性和功能組織的特點。現有研究主要從兩個角度來理解生態系統完整性,一是從生態系統組成要素的完整性來闡述,認為它是生態系統在特定地理區域的最優化狀態下,具備區域自然生境所應包含的全部本土生物多樣性和生態學進程,其結構和功能沒有受到人類活動脅迫的損害,本地物種處在能夠持續繁衍的種群水平[16-17]；另一個是從生態系統的系統特性來闡述,認為生態系統健康、抵抗力及恢復力以及自組織能力是主要體現方面[18],包含了生態系統健康、生物多樣性、穩定性、可持續性、自然性和野生性以及美譽度,是物理的、化學的和生物的完整性的總和[19-20]。加拿大國家公園生態完整性小組(Panel on the Ecological Integrity of Canada′s National Parks)指出國家公園生態系統完整性是指種類組成、本地種以及生物群落的豐度、變化速率和支持過程在它所處的自然區域是典型的,它的結構和功能沒有遭到人為引起的脅迫,生態系統的生物多樣性和支持過程保持完好[21]。生態系統完整性評價是資源管理和生態環境保護中的一個重要概念,常用來評價國家公園、自然保護區、森林公園、濕地、流域等敏感自然生態系統維持自然狀況程度和受人類活動干擾程度的大小,目前主要有指示物種法、狀態和壓力指標法、結構-功能-組成指標法[19-20]。其中,指示物種法主要集中在對水生生態系統的評價上,早期主要采用魚類和底棲無脊椎動物作為指示指標,近年來主要采用植被、動物、鳥類和兩棲動物開展對陸生生態系統和半陸生生態系統的評價。狀態指標一般用來直接測量一些重要的生物特征或者最終狀態,反映了對環境擾動的生物響應,需選不同類群的指標來評價；壓力指標對于建立生物預期目標以及診斷遭受破壞的生物狀況的可能原因具有重要意義,如土地利用、人口密度等。結構-功能-組成指標從生態系統的結構、功能和演替過程等角度來衡量生態系統的完整性,如種群/物種、生態系統/群落等[19]。

關于生態系統的原真性內涵界定較為鮮見。原真性概念來源于文化遺產保護領域,原真性與完整性是遺產保護的兩個核心原則[22-24]。部分學者在恢復生態學中提出“自然原真性”與“歷史原真性”兩個概念[25],前者是指生態系統健康狀況,但不考慮生態系統是否精確地反映出它的歷史結構和組成；后者是指生態恢復需要讓恢復后的生態系統與一個歷史參考狀態相匹配[26]。也有學者認為生態系統原真性應包括文化景觀的原真性,主要體現在景觀保留情況、景觀修復情況、歷史文化、歷史事件、所依托的自然山水、與環境的交融等方面[27-29]。大多數學者認為生態系統的原真性是指保存原生態的自然區域,未經受過明顯的人為干擾,擁有大面積高質量荒野,生態系統和生態過程處于高質量的自然狀態[30-33]。目前關于生態系統原真性評估的研究較少,已有的研究大多將原真性評估與荒野度評價結合起來,主要是采用荒野度指數法、荒野度和自然度指標法、人類足跡指數法等[30-32]。荒野度由荒野未受人類控制和未受人類設施干擾進行評價,主要選擇距離居民點和道路的遙遠度、生物物理自然度以及外觀自然度等指標進行權重疊加進行評價[30,32],與人類足跡指數正好相反,人類足跡指數越小,表明自然生態越接近最自然原始狀態,原真性程度越高[31]。

圖3 國家公園生態系統完整性與原真性概念模型 Fig.3 Conceptual model of ecosystem integrity and authenticity of national park

綜上所述,本研究認為國家公園生態系統完整性與原真性是指國家公園內生態系統的組成(物理組成、化學組成、生物組成)、生態學進程(生態系統功能)完整性與自然文化遺產的原真性,呈現出未受人類干擾的自然狀態與原野狀態,自然生態系統與人文景觀高度契合的一種原真狀態,即物理完整性、化學完整性、生物完整性與人文景觀原真性的綜合(圖3)。生態系統的完整性與原真性是一個整體的概念,二者既各有特點又相互影響,其中完整性強調生態系統結構、過程和功能的非缺失性,原真性強調生態系統處于未受人類干擾的原始狀態。

2 生態系統完整性與原真性評估體系經驗梳理

自1872年設立世界上第一個國家公園以來,經過近150年的研究和發展,國家公園已經成為一項具有世界性和全人類性的自然文化保護運動,并逐漸上升到國家象征物的地位。美國是國家公園理念的起源國,在1972年的“清潔水行動”中提出了生態系統完整性的理念并將其寫入法律條文,加拿大是第一個設立專門管理國家公園政府機構的國家。以美國和加拿大為代表的北美國家公園在生態系統完整性保護方面的理念與我國提出的《建立國家公園體制總體方案》高度吻合,均將生態系統完整性作為國家公園管理目標,并已開展了大量國家公園生態系統完整性評價研究[34-35]。由于生態系統原真性的內涵和評價在國家公園監測與評估中仍屬較新領域,且部分原真性評價指標在完整性評價中已有所體現,因此目前的評價體系仍以生態系統完整性評價為主導。現有的國家公園生態系統完整性評估框架主要有IBI[36]、TLA[37-38]、EIAF[39]、EECs[40]和PCFAEI,評價指標主要從景觀條件、生物條件、理化性質、生態過程、水文地貌、自然干擾6個方面選擇[11],涉及到物理、化學、生物等多個領域。

IBI評估框架最早是以魚類作為指示生物構建的評估體系,廣泛應用于河流、湖泊、沼澤、水庫等濕地的生態健康評價[41-42]。由生態系統健康直接影響到生態系統的結構、功能以及過程的完整性,IBI評價體系被運用于國家公園生態系統完整性的評價,并且成為北美國家公園生態系統完整性評估常用的方法之一[36]。該框架基于高強度的野外調查和室內實驗分析,雖然花費大、耗時長以及生物鑒定專業性要求較高,但評價結果準確可靠,主要用于大尺度水生生態系統完整性評價,要求采樣范圍覆蓋整個流域,而國家公園邊界與流域邊界往往并不吻合,因此需對國家公園外流域范圍進行采樣以提高評價準確性[11]。

TLA評估框架廣泛應用于國家公園和野生動物保護區生態系統完整性評價,在評價獨立且較為復雜的生態系統完整性時具有極大的靈活性,分為遠程型、快速型和密集型3個評價級別,每個級別均中獨立完成[11, 43-44]。遠程型評價屬于成本比較低廉且適用于所有自然生態系統一種評價方式,通常用于實地考察難度較大的保護地中,主要通過地理信息系統和遙感數據來獲取生態系統類型空間分布信息并評估大尺度區域的生態系統完整性[44-45],適用于青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性初評。快速型評價主要基于實地考察來獲取定量或半定量化評價指標,能夠很好的識別區域中的脆弱生態系統和敏感區,是生態系統完整性主推的評價方法[11]。密集型評價對指標精度要求極高,需要通過實地取樣獲取定量化指標,相較其他方法成本最高,但由于其準確性較高適用于監測生態系統動態變化情況[46]。

EECs評估框架的總體思路是體現時間和空間尺度特征、具有組織層級結構、可反映不同生態系統類型特征,它提供了評估管理決策有效性的重要思路和方法,服務于提升生態系統完整性評估與管理水平。EECs評估框架自上而下由生態完整性的社會目標所驅動,自下而上由生態系統基本特征的詳細科學測量所驅動[40](表1)。EECs評估框架提供了反映生態系統完整性基本特征指標,相較其他評估框架,評估指標范圍更全面,更強調于生態系統的生物、物理、化學組分的完整性。

EIAF是以TLA評估框架為導向建立的指標體系,是目前最為成熟的國家公園生態系統完整性評價方法之一,廣泛應用于國家公園和野生動植物保護區的生態系統完整性監測和評價。EIAF評估框架吸取了IBI和TLA評估框架的優點,在指標選取方面不僅考慮了影響當前生態系統完整性的指標,還考慮了影響未來生態系統完整性的指標[11],利用生態系統完整性指標計分矩陣優化了生態系統完整性評價計分統計法,相比其他評估框架更為靈活,可通過調整指標組合實現對不同生態系統的完整性評估。

加拿大國家公園管理局(Parks Canada Agency)高度重視國家公園的生態系統完整性,2008年全面實施“生態完整性監測”項目,在參考EIAF和EECs評估框架的基礎上,建立了加拿大國家公園生態系統完整性評估框架(PCFAEI)(表2),從保護生物多樣性(說明物種生存能力)、保護生態系統過程(評估生態系統的功能)、適應并減輕壓力和威脅(監測并減少負面影響)3個部分來評價生態系統完整性[16]。考慮到國家公園地域廣闊且往往位于偏遠地區,加拿大國家公園管理局建立了生態系統完整性遙感監測體系,包括凈初級生產力、生態系統的演替與退化、本地物種的空間分布以及相鄰更大的公園生態系統的狀況[47-48]。

加拿大擁有森林、草原、凍原、沼澤等多種陸地生態系統類型,在國家公園報告中指出不同生態系統生態完整性需要構建不同的評估指標[49](表3),根據評估結果將國家公園生態完整性劃分為好、中、差3個等級和變好、不變、變差3種變化趨勢,掌握基本情況并分析變化驅動因素為國家公園的動態管理與措施制定提供重要參考[50]。

3 生態系統完整性與原真性評估體系構建

3.1 基本概述

青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性與原真性評價指標涉及多學科、多領域,指標的選取需要從當前實際出發,對比過去并能預測未來,具備生態學意義并與重要的生態系統結構、功能以及過程密切相關的指標[51, 11]。基于對現有生態系統完整性評估框架的梳理,結合考慮到青藏高原生態系統發育的特性,國家公園群生態系統完整性與原真性指標的選取著重考慮下述幾個特點[52-53]：

表2 加拿大國家公園生態完整性評估指標體系

表3 加拿大國家公園不同生態系統生態完整性評估指標體系

(1)現勢性：能夠代表生態系統的現狀特征,在生態系統里具有一定意義,并且與一些重要的環境過程和生態系統概念密切相關；

(2)預期性：對生態環境變化的響應能提供早期的預警；

(3)典型性：著重考慮草地、森林、荒漠、濕地和冰川生態系統及其動態變化；

(4)可比性：能評估生態系統動態變化和區域差異；

(5)可量化：盡可能獲得有生態模型研究基礎、定量關系明確的指標；

(6)空間性：能覆蓋全部或部分區域,并具有空間分異的特點；

(7)可獲取性：在當前的社會經濟及科學發展水平下可以獲取,并能夠有效地節省成本；考慮到特殊的地理環境特征,盡量使用現代化技術如大數據、在線監測、RS、GIS等技術獲取的指標。

此外,評估框架中的基本指標主要是參考已有評估框架中共有的指標類型,反映生態系統完整性的基本特征；特殊性指標主要是在考慮上述7個原則的基礎上,結合區域自身的自然-人文生態系統特征進行篩選。

3.2 指標體系構建

青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統類型多樣,包括森林、灌叢、草地、濕地、農田、城鎮、荒漠和冰雪8種生態系統。生態系統類型以高寒高原為主,面積比例達到57.9%,其次是荒漠生態系統為21.3%,濕地為第三大生態系統類型,森林和灌叢生態系統面積比例和為9.7%,農田、城鎮等生態系統類型面積比例總和不足1%(圖4)。青藏高原草地生態環境敏感而脆弱,高寒草地生態系統的變化對整個青藏高原生物多樣性維持乃至生態系統服務具有重大影響[54]。近年來隨著氣候變化、過度放牧、旅游發展等,草地生態系統退化嚴重,植物種群發生變化,生物多樣性下降,優良牧草數量減少,有毒、有害草種群數量增加,草地植物變矮、變劣、變稀等問題不斷顯現[55-56]。荒漠生態系統主要分布在水上雅丹、海西鹽湖等國家公園潛在建設區內,在防風固沙、水文調控、土壤保持及生物多樣性保育等方面提供著重要的生態服務,同時在固碳和生物地球化學循環方面也發揮著不可替代的作用[57];受氣候變化,以及挖藥、樵采等不合理的人類活動影響,出現荒漠植被破壞嚴重、生物資源遭受破壞、生物多樣性急劇減少[58]。森林生態系統面積比例為5.3%,主要分布于青藏高原東南部以高山峽谷為主體的區域,其中雅魯藏布大峽谷具有世界最完整的山地生態系統垂直帶譜,是世界上山地生物多樣性最豐富的地區之一[59]。青藏高原被譽為“亞洲水塔”,對眾多江河的水源涵養、河流水文調節發揮著重要作用[60]。在近50年快速升溫的背景下,“亞洲水塔”表現為冰川加速退縮、湖泊顯著擴張、冰川徑流增加、水循環加強等整體失衡的特征[61]。青藏高原國家公園群潛在建設區中冰雪、濕地等的面積比例達到10.4%,主要集中分布在青海的三江源、西藏那曲以及西部邊境等區域的國家公園,未來“亞洲水塔”變化對國家公園建設的影響不可忽視。

圖4 青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統空間分布Fig.4 Spatial distribution of ecosystems in the proposed area of the Qinghai-Tibet Plateau national park cluster

青藏高原具有海拔高、氣溫低、降水少、生態系統結構簡單、抗干擾能力弱和易受全球環境變化影響的特點,主要脆弱生態環境問題包括凍融侵蝕、水力侵蝕、土地沙漠化、鹽漬化、水資源匱乏、生物多樣性減少等[4,62-63]。青藏高原國家公園群潛在建設區生態環境脆弱敏感,但在調節氣候、涵養水源、防風固沙、生物多樣性維護等方面發揮重要作用[64]。此外,生境質量的能量流指標主要體現生態系統功能與生態系統的演替與退化過程,反映當前生態系統的狀態或趨勢,表征生態系統活力與生物多樣性水平,包括凈初級生產力、植被覆蓋度、生物量等指標,主要是通過衛星遙感監測與反演,從大尺度上評價生態系統的健康狀況與完整性特征[65]。因此,針對不同的生態系統類型的特征、主要生態環境問題和主導生態系統服務類型,結合5種國家公園生態系統完整性評估框架相應的指標,以及青藏高原的自然生態系統的特殊性,篩選反映青藏高原國家公園群潛在建設區的生境質量指標。

青藏高原是全球生物多樣性最豐富的地區之一和珍稀野生動物的天然棲息地和高原物種基因庫。青藏高原國家公園群潛在建設區中絕大多數與生物多樣性保護優先區以及國家級自然保護區相重疊,是青藏高原特有與珍稀瀕危的動植物的分布區。生物群落指標中指示物種和本地物種的選擇,要充分考慮青藏高原國家公園群潛在建設區生物物種的代表性和特有性。在陸地生態系統中,可采用植被、哺乳動物、鳥類等來反映生態系統完整性。近幾年來青藏高原黑頸鶴、藏羚羊、普氏原羚、野牦牛、馬鹿、滇金絲猴等的個體數量正在穩步增加[66],而珍稀瀕危物種種群的恢復與擴大是生物多樣性保護成效的明顯標志,其中頂級肉食動物的存在及變化情況是生態系統是否健康或完整的重要標志[67]。在水生生態系統中,青藏高原裸鯉已經形成適應高原寒冷干旱生境的生存特征[68],是判斷“水-魚-鳥”生態系統質量的指示物種,其數量及其變化對生態系統完整性有良好的指示作用[69]。黑頸鶴在色林錯-普若崗日和雅魯藏布大峽谷國家公園潛在建設區中均可作為濕地生態系統健康與否的重要的指示物種[66]。

人類活動擾動改變了生態系統的穩定狀態,加劇了高原局部的和短期的變化,成為青藏高原生態退化的主要原因[70]。超載過牧是人類活動中引起草地退化的首要原因,礦產資源開采和生物、旅游資源開發等也給草原生態帶來嚴重的破壞,使得局部地區出現草地退化、濕地消失、土地沙化等現象[71]。人類活動干擾主要選擇影響生態系統完整性與原真性的主要壓力源。根據2017—2020年第二次青藏高原科學考察國家公園分隊實地考察,青藏高原國家公園群潛在建設區主要人為干擾為放牧、旅游開發、路網建設、礦產開采、生活垃圾和污水排放等。因此,選擇道路密度(反映自然生境破碎化程度)、土地利用強度(反映生態系統的人為干擾強度)、自然資源利用強度(草地載畜量、水資源利用強度、水電開發強度、礦產資源開采強度等)、旅游強度(游客進入頻度和旅游區賓館床位總數、自駕車進入頻度)、垃圾產生與處理(垃圾無害化處理率)、捕獵(非法捕獵發生的次數與涉及動物數量)、生態環境污染與破壞(土壤壓實與車痕、各種生態環境破壞事件發生的頻次與強度)指標反映人類活動干擾情況。

青藏高原國家公園群潛在建設區自然景觀和文化遺產豐富,是不同于其他國家高度聚焦自然生態系統完整性的特殊特征。青藏高原孕育了稀有的人文景觀資源,生動有趣的各種社會民俗,古老的信仰習慣以及涵蓋舞蹈、音樂、繪畫、曲藝等多種形式的藝術活動,此外還有大量的歷史文物遺跡,如象雄王國遺址、古老而神圣的宗教文化[72]。札達土林不僅具有世界上最典型、分布面積最大的第三系地層風化形成的土林自然景觀,又有最為著名的古格王國都城遺址,具有極高的自然和人文遺產保護價值。“神山圣湖”長期以來是西藏阿里地區旅游形象的代表,主要原因在于岡仁波齊和瑪旁雍錯在多個教派中都擁有極高的宗教地位,宗教文化信仰和宗教建筑藝術等人文遺產價值極大。色林錯-普若崗日國家公園潛在建設區典型的高寒高原特征及典型的高原人地關系決定了該區域人文生態在青藏高原上的代表性,不僅最具西藏象雄文化代表性,也在高寒區游牧文化方面具有代表性。因此,文化景觀指標的選取需從景觀審美與文化遺產兩個角度[22, 28],充分考慮本地的文化遺產資源現狀以及與自然景觀的匹配程度。景觀審美主要從建筑特色(建筑色彩、建筑結構、建筑材料)[73]、景觀環境原真性(所依托的自然山水、與環境的融匯)[27]兩個方面來評價。文化遺產主要從遺產的分布范圍、保護級別以及保護強度三個指標來評價,其中文化遺產的保護強度是指單位遺產地面積內開展某一項目的投資額度[74]。

基于對國家公園生態系統完整性和原真性內涵的理解,在借鑒PCFAEI、EIAF、TLA、IBI、EECs評估框架基礎上,結合研究區域自然生態和社會人文系統特征,從生境質量、生物群落、生態系統服務、自然條件與災害、人類活動、人文景觀6個方面構建青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性與原真性評估框架(表4)。此外,不同類型的國家公園可根據保護對象的不同,在評價指標選擇上各有側重。以生態系統為主要保護對象的,根據生態系統類型適當增加相應的評價指標；以物種為主要保護對象的,適當增加對保護物種、食物鏈和棲息地的評價指標。如主要保護對象涉及多個方面,可考慮在相關方面分別增加評價指標。此外,青藏高原國家公園群作為一個整體,這與單個國家公園具有明顯差異,在開展生態系統完整性與原真性評估時,需充分考慮“群”的概念,在評價指標選擇更多的考慮不同國家公園間的連通性、系統性、整體性,在指標權重設定時有所側重,從單個國家公園對“群”整體的貢獻、各自的獨特性以及相互作用形成的整體性的角度。

4 問題與討論

青藏高原國家公園群具有全球獨特的自然生態和人文生態系統,整體性保護重要生態系統完整性與原真性是建設國家公園群的主要目標。本研究在界定國家公園的生態系統完整性與原真性內涵基礎上,借鑒已有的國家公園生態系統完整性和原真性評估框架和指標體系,在對國家公園潛在建設區自然生態和社會人文系統綜合科學考察的基礎上,從生境質量、生物群落、生態系統服務、自然條件與災害、人類活動、人文景觀6個方面構建了青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性與原真性評估指標體系,以期為未來國家公園群生態系統完整性與原真性評估、監測和管理提供支撐。

由于國家公園涉及的生態系統本身的復雜性,加之生態系統完整性和原真性內涵的不斷豐富,使得國家公園生態完整性和原真性體系無論是在理論上還是方法上都需要進一步研究。生態系統原真性與完整性本是相互統一的整體的概念,完整性較之原真性在生態學中得到更為廣泛討論。現有的評估框架更多考慮生態系統完整性,對生態系統原真性考慮不足,未來應進一步加強生態系統完整性與原真性一體化評估框架的研究。國家公園生態系統完整性與原真性評價可以把原始的、未受人類干擾的或者少受人類干擾的生態系統作為參考標準,通過測量生態系統偏離這個標準的程度來判斷其變化情況[52],一般設定原始狀態(沒有人文活動的狀態)和自然狀態(如在一個區域生態系統中最接近自然生境的狀態)兩種基準。目前發展環境下未受到人類干擾的生態系統很少,因而往往以偏離參照系的程度來衡量[75]。確定合理的參考狀態是關鍵,干擾程度最小系統法和極少干擾系統法是參考狀態確定的常用方法[76]。青藏高原國家公園群潛在建設區人為干擾相對較少,因此在選定參考模型進行評估時主要以歷史調查數據和文獻數據確定物理完整性參數和大部分化學、生物完整性參數的期望值,再結合國家標準和統計方法綜合確定其他參數的期望值。

本研究將國家公園視為“生物-物理-化學-人文”復合生態系統,將人文景觀因子納入評估框架,不同于其他國家國家公園聚焦自然生態系統,從“原真性”來源與自然生態系統結合角度,強調人文景觀與自然景觀的契合度與貢獻度。本研究僅構建了青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性與原真性評估框架,而在未來開展具體評估應用時,如何根據不同國家公園類型組合評價指標及確定權重,如何將定量化指標與定性

表4 青藏高原國家公園群潛在建設區生態系統完整性與原真性評估框架

指標相融合,如何滿足評價精度要求又不過度依賴實地調查結果,如何將人文景觀因子更好的定量化空間化表達,如何根據不同管理需求獲取評價結果并應用于國家公園的常態化管理,均成為主要的研究焦點。青藏高原國家公園群不同于單個國家公園,在開展綜合生態系統完整性與原真性評價時,需要突出“群”的整體性,在反映單個國家公園獨特性的同時也要體現其對“群”的貢獻性。此外，國家公園生態系統完整性與原真性的評估,依賴于評估指標的獲取精度和強度,需要系統的監測數據作為基礎,是切實能應用于日常管理的重要技術手段。《建立國家公園體制總體方案》中明確要求“完善監測指標體系和技術體系,定期對國家公園開展監測”。目前,我國已經建立了較為完備的青藏高原的生態環境變化監測體系,包括中國生態系統研究網絡、高寒區地表過程與環境監測研究網絡,以及環境質量、自然資源、農業、林業、水利、氣象等專業觀測網絡,現已基本形成了天地空一體化的監測體系。而在國家公園群內生態環境監測體系尚未建立,已有研究地面監測站點嚴重不足,特別是對于人類活動、生物多樣性、氣候變化、環境質量等監測能力亟待提升。因此,未來需在建立的評估框架基礎上,結合區域內已有的監測體系,建立國家公園群生態系統完整性與原真性監測體系,從而更全面服務于青藏高原國家公園群生態系統完整性與原真性保護與管理。