跨界保护区网络构建研究进展

2014-04-09李俊生

生态学报 2014年6期

王伟，田瑜，常明，李俊生

(中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室，北京 100012)

生物多样性正在以前所未有的速度遭到破坏［1］。为减缓生物多样性的丧失，许多国家均通过建设保护区，以期实现自然资源包括濒危野生动植物物种的有效保护［2-4］。近年来的研究表明，国家或地区的边界线附近往往分布着关键的生态系统以及较高的生物多样性，因此在这些区域通常建立有大量的跨界保护区［5-7］。按照世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature and Natural Resources，IUCN)的定义，跨界保护区是指跨越国家、国内行政区和/或国家主权或管辖权范围之间的一条或多条边界的区域(陆地或海洋)，这些区域的各组成部分主要用于生物多样性及自然和相关文化资源的保护和维持，并通过法律或其他有效手段进行合作管理［8］。随着世界各国之间友好合作的呼声日益高涨，人们已意识到在边境地区建立跨界保护区的重要性，并将“建立跨界保护区网络”列为了《生物多样性公约》框架下“保护区工作组”的一项战略任务［9］。

跨界保护区网络是生物多样性保护网络的一种特殊形式，不仅要从生态系统的完整性方面考虑，同时还涉及环境、政治、经济、社会等多个领域［10］。尽管全世界跨界保护区的数量和范围正不断增加［11］，然而对于跨界保护区网络在全球、洲际、国家及地区等不同尺度下的构建模式尚缺少系统总结。此外，如何识别和构建跨界保护节点和跨界保护廊道，也是目前跨界保护区网络构建中的一个关键问题。

目前我国对跨界保护区网络的研究尚处于起步阶段。本文在分析了不同尺度的跨界保护区网络相关研究的基础上，综述了国内外基于“节点”-“廊道”模式的跨界保护区网络构建的研究进展，并结合我国跨界保护区网络建设的实际情况，探讨了我国未来跨界保护区网络构建的研究方向。

1 跨界保护尺度

1.1 全球/生态区尺度

在全球尺度开展跨界保护最为典型的案例是在《野生动物迁徙物种保护公约》(Convention on the Conservation of Migratory Species of Wild Animals)框架下，针对白鹤(Grus leucogeranus)、细嘴杓鹬(Numenius tenuirostris)等170种迁徙性水鸟而构建的全球性跨界保护区网络，通过“核心区域”和“廊道”两部分重要元素来实现这些物种潜在繁殖地、迁徙和越冬地的全球保护［12］。该公约最早签署于1979年，截至2013年1月已有包含了欧洲、亚洲、非洲、美洲和大洋洲在内的118个成员国，是目前唯一的针对迁徙物种、生境及其迁徙路线进行保护的全球性公约［13］。

为在全球尺度开展生物多样性保护行动，世界自然基金会(World Wide Fund For Nature，WWF)在1998年提出了“全球200”(The global 200)的概念，以生态区为单元来作为大尺度优先实施保护行动的区域［14］。生态区是具有较高同质性的地理单元，拥有相近的生态系统或生物群落［15］，以生态区为单位进行保护规划是跨界保护区网络建设的重要尺度之一［16］。例如 Basnet［17］在尼泊尔境内的喜马拉雅山脉东部区域，通过研究尼泊尔当前的保护区网络分布格局，提出了在高山灌丛和草甸(Alpine Shrubs and Meadows)生态区建立4处尼泊尔-中国跨界保护区，以及在达赖热带稀树草原和草原(Tarai Savannas and Grassland)生态区建立5处尼泊尔-印度跨界保护区的建议。Rainer等［18］在乌干达、卢旺达和刚果三国交界的维龙加-比温蒂(Virunga-Bwindi)生态区，提出了针对山地大猩猩(Gorilla beringei beringei)建立跨界保护区网络的建议。

1.2 洲际尺度

在洲际尺度进行跨界保护区网络建设最为成功的案例之一，是目前几乎覆盖整个欧洲大陆的Natura 2000跨界保护网络［19］。Natura 2000的核心是基于1979年发布的“鸟类指令(Birds Directive)”［20］以及 1992 年发布的“栖息地指令(The Habitats Directive)”［21］而构建的［22］。据2009年的统计，Natura 2000覆盖的面积约占欧盟成员国总领土面积的 18%(共计约25000个保护区)，保护了超过1000种动植物和200多个栖息地类型［23］。通过在所有27个欧盟成员国之间开展相应的区域合作，以保护重要野生动植物物种、受威胁的栖息地以及物种迁徙的关键通道［24］。另一个案例是由55个欧洲国家共同参与的泛欧生态网络(Pan-European Ecological Network，PEEN)，以生态廊道连结各自孤立的重要生境，使之在空间上成为一个整体，从而有利于物种的扩散与迁徙［25］。其他在洲际尺度的跨界保护区网络范例，还包括全球环境基金(Global Environment Facility，GEF)、德国国际合作机构(Die Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit，GIZ)以及欧盟支持的中美洲跨界保护区网络，涉及了8个国家和37个保护区的跨界合作，不仅有效地保护了自然环境，也在一定程度上促进了地区合作［8］。

1.3 两个或多个国家(或省、市、县等行政区)之间的尺度

两个或两个以上的国家或保护区之间通过直接签署相关协议，从而建立跨界保护区的情况也很常见［26］。1932年，美国和加拿大在边境建立了沃特顿-冰川(Waterton-Glacier)国际和平公园，是世界公认的第一个跨界保护区［27］。在东南亚，泰国、老挝和柬埔寨边境地区建立了拍登跨界保护区网络(Pha Taem Protected Forest Complex)，为更好地解决该区域的生态问题，各国政府将保护区周边的大面积地区均纳入跨界保护区网络中，并分为核心区、缓冲区、廊道和斑块四大部分，这些廊道和斑块将破碎的生境连接起来重建了完整的生态系统景观［28］。其他案例还包括1979年哥斯达黎加和巴拿马共同签署建立拉阿米斯塔德(La Amistad)国际公园的联合声明［8］，1991年波兰、乌克兰和斯洛伐克共同签署建立别致(Bieszczady)国家公园的协议［29］，2000年博茨瓦那和南非两国总统提出共同建立卡拉盖地(Kgalagadi)跨境公园的计划［30］等。

在国内不同行政区域(如省、市、县)之间开展跨界保护区网络建设，相对于国家之间要简单一些［31］。例如严旬［32］通过对四川、陕西和甘肃 3个省的大熊猫自然保护区进行分析，建议将“大熊猫自然保护区群”和“大熊猫走廊带”相结合，从而形成不同省份之间的跨界保护区网络。肖燚等［33］通过分析岷山生物多样性保护优先区10种重要保护植物和15种重要保护动物的生境保护现状，确定了6个岷山生物多样性保护优先区，结合居民点和主要交通道路的分布和土地利用现状，提出区域尺度的不同县界之间的跨界保护区网络。对于我国来说，由于各地区之间保护区管理机构的建设多存在一定的差异［34］，加强我国内部跨界保护区网络建设和跨界自然资源的管理研究则显得尤为必要［11］。

2 跨界保护区网络构建研究进展

跨界保护区网络通常由跨界保护的重要节点与连接这些节点的廊道等元素组成［35］。节点是指具有高保护价值、高物种多样性、高濒危性或者包括关键资源的地区;由于单纯的节点难以有足够大的面积来维持和保护所有的生物多样性，所以需要通过合适的廊道将这些节点连接成为大的网络，以允许物种、基因、能量、物质通过廊道流动。

2.1 跨界保护节点

跨界保护节点通常包括如下特点:(1)经纬度最好沿南北呈梯度分布;(2)包括从低到高的海拔梯度;(3)包括大的景观斑块和原始未受干扰的生态系统;(4)包括生态系统及物种分布的边缘区域，以促进这些生态系统和物种的扩展;(5)包括关键物种，如生产者、媒介昆虫、种子传播者、捕食者以及寄生者等，以确保自然过程的持续性［36］。可以看出，当确定适合的跨界保护尺度后，跨界保护节点通常是该尺度内生物多样性保护的优先区域;而筛选和识别优先区域的各种理论和方法，目前已广泛应用于跨界保护区网络构建及跨界保护节点的确定中。

基于珍稀物种丰富程度的热点地区分析方法是确定跨界保护节点的常用技术和方法。生物多样性热点地区被认为是本地物种多样性最丰富的地区或是特有物种集中分布的地区，其中最早由 Myers等［37］提出的全球25个生物多样性热点区域则可看做是全球尺度的跨界保护节点。类似的跨界保护节点还包括Kier等［38］基于全球维管束植物丰富度提出的63个丰富度最高的生态区。此外，Drohan［39］在韩国和朝鲜的无人区确定了大量珍稀的植物和鱼类物种的热点分布区域，并建议在该地区建立野生动植物保护网络，以跨界保护区的形式，加强区域间交流，缓解地区的紧张局势，同时进一步保护环境。

空缺分析法通过确定相应的保护目标以评估现有保护区网络的不足［40］，可用于确定那些在现有跨界保护区网络中尚未受到充分保护的物种或生态系统类型，从而确定需要增补的跨界保护节点。例如基于《生物多样性公约》“在全球尺度至少有效保护各生态区面积 10%”的目标［41］，IUCN［9］在全球尺度开展了空缺分析，结果发现到2009年全球821个生态区中仅有54%达到了上述目标。Jantke等［42］以空缺分析法，分析了Natura 2000保护体系对濒危湿地鸟类的保护状况，结果表明，目前仍有5个物种未纳入当前的保护体系中;根据分析结果，建议进一步扩展跨界保护区网络，特别是在欧洲东北部的国家。Rubio-Salcedo等［43］亦发现 Natura 2000跨界保护区网络对于苔藓类等非旗舰物种的保护存在明显不足。Reyes［44］分析了南非卡拉盖地跨界保护区网络的生物多样性，发现当前的保护区已包括了该区域74%的鸟类，不过植被类型并没有因保护区面积的增加而显著增加。

近年来由Margules等［2］提出的系统保护规划法，由于综合考虑了区域的自然属性、生物学属性以及保护目标即成本等因素，逐渐在跨界保护区网络构建中得到了广泛应用和推广。例如，Carwardine等［45］针对哺乳动物的全球保护区网络设计中，综合考虑了生物多样性重要性、农业成本、国际资金支持以及威胁程度等因素。Gaston等［46］对欧洲保护区网络构建的研究进行了综述，并提出了系统保护规划法的主要过程:(1)生物多样性本底数据的获取;(2)保护目标的确立;(3)当前已有保护体系评估;(4)选择潜在的保护区;(5)执行保护规划;(6)维持保护区的价值。Maiorano等［47］在地中海基于系统保护规划，针对10个指示物种分别使用了20%和40%的保护目标，计算了区域的不可替代系数;并进一步将相应结果与地中海渔船分布进行了叠加分析，确定了在地中海区域开展跨界保护的重要节点。我国近年来也逐渐利用系统保护规划法进行区域层面生物多样性保护网络的规划，亦涉及到跨省界的保护区网络构建和设计。例如，栾晓峰等［48］利用系统保护规划方法对我国东北地区的生物多样性保护情况进行了分析，并提出在长白山西北部林区、大兴安岭北段山区和大兴安岭南段森林草原过渡区3个区域新建和扩建自然保护区的建议。其他类似研究还包括张路等［49］基于系统保护规划理念的长江流域两栖爬行动物多样性保护优先区评价、曲艺等［50］基于不可替代性的青海省三江源地区保护区功能区划研究等。

2.2 跨界保护廊道

廊道的概念来自于景观生态学的斑块-廊道-基底理论，通常指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构［51］。通过廊道的连接构建跨界保护区网络，能够在一定程度上减少生境破碎化对边境地区生物多样性的影响，提高生态系统的稳定性和抗干扰能力，增强保护区之间物种的扩散和迁移，从而有效地保护野生动植物和自然生态系统［52］。根据组成不同，廊道通常分为景观廊道、线性廊道以及踏脚石等［7］。

目前国际上对于跨界保护廊道的规划和建设已具备了一定的实践与理论基础［53］。例如保护国际(Conservation International，CI)［54］提出了生物多样性保护廊道建设和实施的基本原则，为跨界保护廊道的构建提供了指导和借鉴，并在物种、景观以及社会经济3个层面提出了建设跨界保护廊道的关键问题:首先，廊道的建设应尽可能包含特有种、濒危物种及其适宜生境;其次，廊道的建设应尽可能包括关键生态系统，例如连续的大面积原始森林;此外，廊道的建设还应考虑到当前面临的主要压力及潜在威胁，已有的保护措施等，从而以最小的成本来实现保护的目标。Laverty等［55］介绍了在非洲南部建立Futi跨界保护廊道的过程和经验:为减缓国家之间的物理阻隔对非洲象(Loxodonta africana)种群迁移的影响，2000年6月由莫桑比克、斯威士兰和南非政府共同签署了“卢邦博”三方协议(Lubombo Transfrontier Trilateral Protocol)，并提出了拆除边境地区围网阻隔以促进动物迁徙交流的建议;随后，Van Aarde等［56］在莫桑比克和南非两国的边界处开展了3a的连续监测，并提出了移除位于南非的滕贝公园(Tembe Elephant Park)和莫桑比克的马普托保护区(Maputo Elephant Reserve)之间的围网，建设跨界保护廊道以形成跨界保护区网络的建议;经过多年的努力，2011年莫桑比克将Futi跨界保护廊道进一步升级成为了保护区［57］。洲际尺度的跨界保护廊道构建案例，还包括连接墨西哥、危地马拉、伯利兹、洪都拉斯、萨尔瓦多、尼加拉瓜、哥斯达黎加、以及巴拿马共8个国家之间的生物多样性及其生境的中美洲地区跨界保护廊道［58-60］。以及 Jongman［61］提出的建设包括有灌木篱笆、小的森林景观、隧道、河流、海岸线、河道等在内的欧洲“绿道”。Biondi［35］根据植物群落的分布以及农业景观的扩展等方面进行了欧洲跨界廊道的设计，以期望能够实现Natura 2000保护区网络和泛欧生态网络的整合。

近年来，我国学者对廊道的规划和建设也给予了密切的关注。例如朱强等［62］从景观的结构与功能分析出发，基于相关研究成果的综述，从生物保护廊道和河流廊道两方面对生态廊道的宽度及其影响因素进行了分析，并提出了以上两种类型生态廊道的适宜宽度值范围。甘宏协和胡华斌［63］在西双版纳州境内，以野牛(Bos gaurus)为对象探讨了生物多样性保护廊道的设计。同样在西双版纳，林柳等［64］以亚洲象(Elephus maximus)作为目标保护物种，基于遥感影像结合野外GPS数据，初步探讨了建立生态走廊带的规划区域。相对来说，目前国内学者在跨国界保护廊道方面的研究则相对较少。Fan等［65］针对东黑冠长臂猿(Nomascus nasutus)的中国-越南跨界保护廊道研究是其中一个案例，通过高精度卫星影像对该物种的分布范围及潜在生境进行分析，发现在当前分布区的附近有2个潜在的适宜生境，这些生境之间目前仅以非常狭窄的森林廊道连接，因此建议在这些区域建立跨界保护廊道，以形成东黑冠长臂猿的跨界保护区网络。

3 我国跨界保护区网络建设进展

我国的国境线超过20000km，在边界线上有很多亟需保护的生态系统和珍稀物种，因此，通过建设跨界保护区网络能够有效地保护这些区域的生物多样性［11］。为此，在2010年国务院常务会议审议通过的《中国生物多样性保护战略与行动计划》(2011—2030年)中，提出了“在乌苏里江、内蒙古达赉湖、内蒙古乌拉特、新疆阿尔泰、新疆夏尔希里、新疆红其拉甫山口、西藏珠峰、图们江下游等地区研究建立跨国界保护区”的优先行动［66］。

目前，我国在东北地区黑龙江流域跨界保护区网络建设方面已取得了一定的成果。中、俄、蒙政府及相关部门先后签署了《中俄环境保护合作协定》、《中、蒙、俄共同自然保护区的协定》、《中俄关于兴凯湖自然保护区协定》等政府间协定;一些自然地理条件相似的自然保护区之间也签署了合作协议，如《俄罗斯大赫黑契尔国家自然保护区与中国黑龙江三江国家级自然保护区合作协定》、《中华人民共和国黑龙江八岔岛国家级自然保护区与俄罗斯巴斯达克国家自然保护区共同联合保护自然环境合作协议》、《俄罗斯兴安斯基自然保护区和中华人民共和国洪河国家级自然保护区合作协议》等。目前，在黑龙江流域已经建成了兴凯湖-汉卡斯基(Khankaiskii)、中蒙俄达乌尔国际保护区(CMRDauria International Protected Area)、三江-大赫黑契尔(Bolshehekhtsirsky)、八岔岛-巴斯达克(Bastak)、洪河-兴安斯基 (Khinganskii)、三江-博隆斯基(Bolonskii)等跨界保护区。不过，由于在跨界保护廊道方面的研究较少，珍稀濒危物种的保护状况仍有待查明，黑龙江流域跨界保护区网络还需要进一步完善和优化。

近年来，我国西南地区与东盟各国之间的跨界保护合作亦不断加强。早在1998年，戴聪等［67］通过实地调查以及与中国和老挝政府官员的讨论，就提出了在中国勐腊县南部与老挝南塔省北部边界建立跨国界保护区的建议。曾广权等［68］对中国的滇西和藏东南地区、缅甸的西北部(克饮邦的全部、实皆省的大部)以及印度东北部的3个邦(阿萨姆邦、那加兰邦、曼尼普尔邦)进行了研究，在遥感资料判读的基础上对本区域地面景观进行了初步分析，并提出了建立中、缅、印国际自然保护区的初步设想。2005年，在亚行、芬兰、瑞典、荷兰等多方资助下，中、老、缅、泰、柬、越湄公河次区域六国共同实施了“大湄公河次区域核心环境规划与生物多样性保护走廊计划项目”，根据生物物种的重要程度和脆弱程度，选定了包括云南省西双版纳和香格里拉德钦地区、广西靖西等9个重点区域建立跨界保护廊道示范研究，旨在恢复和维持已有国家公园和野生生物避难所间的联系［69］。然而，由于缺少对生物多样性保护走廊建设的法律、政策以及专门的管理部门和监管、运行机构，导致了该区域跨界保护廊道建设过程缓慢，成效不够明显［70］。

此外，地处我国西北地区的阿尔泰区域属于中、俄、哈、蒙四国的边境结合部，包括中国新疆维吾尔自治区的阿勒泰地区、俄罗斯联邦的阿尔泰共和国和阿尔泰边疆区、哈萨克斯坦共和国的东哈萨克斯坦州以及蒙古的巴彦乌列该省和科布多省。近年来部分学者也提出了在此开展跨界保护的设想。例如，刘旭玲等［71］通过对我国喀纳斯自然保护区与俄罗斯“金山阿尔泰(the Golden Mountain Altay)”世界自然遗产地在地质地貌成因、水文、垂直自然带以及生物多样性特征等方面的对比分析，提出了创建中俄阿尔泰山跨国界遗产地的建议。联合国开发计划署也提出了在哈萨克斯坦马尔卡科尔湖(Markakol Lake)西南和东南部、中国的喀纳斯自然保护区、以及俄罗斯的卡通(Katon)自然保护区共同建立跨界保护区网络的建议。相较于我国东北和西南地区，阿尔泰区域的跨界保护工作仍处于起步阶段。

对于我国内部的自然保护区来说，跨越两个及两个以上行政区的现象非常普遍［11］。由于我国自然保护区的申报和建立多通过“自下而上”的模式，由自然保护区所在的省、自治区、直辖市以及市、县、自治县、自治州等各级人民政府提出申请，并逐级审批。这样，就会产生位于不同省、市、县的同一个山脉、湖泊等分别建立自然保护区的情况。例如，分别建于江西省和福建省的两个武夷山自然保护区，分别位于北京和河北省的两个雾灵山自然保护区，分别位于江苏省泗洪县、洪泽县和盱眙县的两个洪泽湖自然保护区、分别位于四川省美姑县和马边县的两个大风顶自然保护区等。这些自然保护区在建立之初没有考虑跨边界的情况，往往会在后期的保护和管理过程中存在着一定的障碍，因此，将跨界保护区网络构建的理论与技术与我国的实际情况结合，统筹实施和完善全国自然保护区规划十分必要。

4 展望

目前国内外跨界保护区网络构建研究已积累了大量的经验和教训。针对国际上跨界保护区的研究趋势，近年来石龙宇等［11］和王献溥等［31］均提出了包括确定跨界保护区建设的理论和原理、签订发展协议、制定管理方案、开展跨界保护区管理绩效评价等方面的建议。由于我国自然保护区建设起步较晚，自然保护区还普遍面临着法规体系不够完善、资金投入不足、保护与开发矛盾日益尖锐、管理薄弱、本底不清等问题［34］，对我国跨界保护区网络建设和管理所面临的理论和技术问题提出了更多的要求。为此，本文对我国跨界保护区网络未来的研究提出了如下展望:

4.1 加强我国大尺度跨界保护区网络构建研究

在全球或洲际尺度构建跨界保护区网络是国际研究的热点。我国由于缺乏完整的物种分布数据，以往的研究主要针对两个或多个国家之间的边界线开展小尺度跨界保护区网络的规划和建设。作为世界上生物多样性最为丰富的12个国家之一，我国分布有许多世界意义的关键生态系统和珍稀濒危物种［72］，应进一步加强我国在全球或洲际尺度的跨界保护区网络构建研究，以实现那些具有长途迁徙特性的鸟类如丹顶鹤(Grus japonensis)以及那些具有全球意义的生态系统如东西伯利亚针叶林等的跨界保护。

4.2 研究制定适应于中国国情的跨界保护区网络建设方式和管理模式

构建和管理跨界保护区网络，使不同国家、不同语言、不同政治体制和文化背景的合作者参与进来进行有效合作是一项巨大的挑战［11］。这就需要科学家、管理者和决策者根据我国的具体情况，研究制定适宜的跨界保护区网络建设方式;并在管理的过程中，总结经验教训，不断改进，摸索出适应自身条件的跨国界保护区网络管理模式。同时，尝试开展内部不同行政区(如省、市、县)之间的跨界保护研究，综合考虑成本和效益，对完善我国自然保护区的发展规划、优化现有自然保护区体系具有重要意义。

4.3 开展跨界保护区网络的有效性评估

开展跨界保护区网络的有效性评估对检验跨界保护的成效具有重要意义［73］。目前国内外已有从管理有效性方面，针对保护区的基础设施建设、法制体系建设、资金投入以及社区参与等方面开展的有效性评价;以及从生态有效性方面，客观评价自然保护区设立以来其主要保护对象是否得到了有效保护［74］。例如针对欧洲 Natura 2000的有效性评价［24，75］、针对中美洲地区跨界保护区网络的评价［60］、以及针对非洲象的跨界保护评价［76］等。因此，进一步针对我国的跨界保护区网络在环境、经济、社会、政治等各个方面开展评估，对推动跨界保护区网络的有效管理和合作具有重要意义［44］。

4.4 研究跨界保护区网络可能面临的新问题

近年来，随着我国转基因、外来入侵物种、气候变化等热点问题的出现，跨界保护区网络研究也需要发展新的研究领域。作为生物多样性保护网络的一种特殊形式，跨界保护区网络的研究一方面可以借鉴保护区网络构建的技术与方法，同时亦存在其特殊性。例如保护区网络构建时往往建议经纬度最好沿南北呈梯度分布，便于物种和自然群落能够随气候变化而进行迁移［36］，然而实际的行政边界往往与理论状态不一致。此外，在跨界保护区网络的构建过程中，如何避免同时带来的生物安全等科学问题仍有待进一步研究。

4.5 研究建立完善的跨界保护政策和机构

目前关于跨界保护区的理念和热情正在与日俱增，然而多数跨界保护区还缺乏完善的政策和机构，制约了跨界保护区网络的发展［26］。从跨界保护区的定义就可以看出，通过法律或其他行政手段进行合作管理是其能否成功的核心内容和先决条件［31］。为此，有必要进一步在我国研究建立完善的跨界保护法规、政策以及专门的管理部门和监管、运行机构。其中，由于主权、资源拥有权和管理权是最为敏感的问题，应当在相应法规政策中予以特别重视，在合作计划中明确指定严格的规定和管理办法。

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