湖南省鼎城区生物多样性评价

王道立，刘敏婕，刘卫东*，吴际友，戴京宏

（1.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004；2.湖南汇智农林工程咨询设计有限公司,湖南 长沙 410004；3.湖南省林业科学院,湖南 长沙 410004）

随着快速的城镇化和人类活动频繁，导致生态环境遭到严重破坏、生物资源急剧减少。目前，全球正在经历第六次物种大灭绝［1］，全球生物多样性保护工作正遭受严酷考验。尽管各国对生物多样性保护工作已经取得了一些进展，但是生物多样性下降的总体趋势并未得到有效改善，生态系统功能仍在持续衰退，物种濒危程度仍在加剧，因此加强对生物多样性的保护与管理已成为当务之急［2-5］。

生物多样性评价研究源于20 世纪90 年代，自生物多样性评价研究的概念提出后，引起国外许多国家、组织和学者的关注。英国［6］、德国［7］等国家都制定了相应的生物多样性评价指标体系。相关组织和学者也提出了不同的生物多样性评价指标体系，例如欧盟、世界银行及Reid［8］等。进入21 世纪，我国开始重视生物多样性评价研究，研究内容主要包括生物多样性评价指标和方法。在评价指标方面，曾志新［9］、赵海军［10］、陈平［11］等探讨了不同的指标分类。在评价方法上主要有生物多样性综合评价法［12］、生物多样性评价E 指数法［13］、PSR 评价法［14］等。虽然对生物多样性评价研究较多，但我国仍未形成一套统一的指标评价体系和方法。当前国内对区域生物多样性评价研究集中于局域小尺度下的生物多样性评价，针对县域的生物多样性评价研究不多。县域作为我国生物保护和生态文明建设的微观主体和关键环节［15］，对县域生物多样性的准确评价具有重要意义。

本文以国家环保部出台的生物多样性评价指标体系为基准，采用生物多样性综合评价法，基于可获得可量化的原则，选取野生动物丰富度、野生维管束植物丰富度、生态系统类型丰富度、中国特有物种丰富度、外来物种入侵度、国家重点保护物种丰富度6 项指标，对鼎城区的生物多样性状况进行评价，为鼎城区的生物多样性保护提供重要的基础数据和参考依据。同时，能够对其他地区的生物多样性评价提供可行性参考。

1 研究区域地理概况

鼎城区位于湖南省西北部，洞庭湖西滨，地处东经111°27′10″—112°11′00″，北纬28°35′5″—29°23′37″，境内土壤分为水稻土、红壤土、紫色土、潮土4 类，以水稻土和红壤土为主。鼎城区属中亚热带湿润季风气候，以大陆性气候为主。具有冬冷夏热，四季分明；热量充足，雨水集中的特征。年均气温16.8 ℃，1 月平均气温6.7 ℃，7 月平均气温27 ℃，≥10 ℃的活动积温为5 400 ℃，境内气温垂直变化明显。年均日照时数为1 500 h，年均降雨量1 600 mm，6月份降雨量最多，达382 mm，12 月最少，仅67 mm，无霜期261 d［16］。

2 资料和研究方法

2.1 数据来源

以鼎城区自然保护地摸底调查和评估报告（2020 年）为本底数据，以鼎城区省级森林城市建设总体规划（2018 年）、鼎城区生物多样性保护总体规划（2019 年）和外业调查为补充数据。

2.2 植物资源调查

2019 年11 月—2020 年5 月，结合搜集历史研究资料，对鼎城区植物资源进行实地调查，对区域内不同植被生态类型建立典型性样地，其中自然保护地不在作重复调查。主要调查点包括双桥坪镇风景区、云峰竹海风景区、青山沟风景区、吉祥山风景区、冲天湖湿地、五里溪水库、许家桥回维乡五二三林场等，共设置60 个样方，详细调查其植物群落结构及组成，并对区域内典型的植物群落进行摄影。同时，利用GPS 进行定位，记录样方的经纬度、海拔、坡向、坡度、植被类型。植物群落样方设置为：森林样方（20 m×20 m）：记录种名、树高、胸径；灌丛样方（5 m×5 m）：记录种名、高度；草丛样方（2 m×2 m）：记录种名、高度；水生植物样方（0.5 m×0.5 m）：记录种名、高度［17］，按Braun-Blanquet多优度群聚度记分，对收集的植物标本、拍摄的植物照片进行科学鉴定，同时记录样方中的灌木、草本和藤本植物的物种、数量及其规格以及每个物种的经纬度和海拔等相关信息。

2.3 动物资源调查

2019 年11 月—2020 年5 月，对鼎城区野生动物资源进行调查。兼顾不同植被类型、不同生境类型及野生动物的生活习性的情况下，调查鸟类、鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类的种类和数量、分布以及特有种、保护种。

2.3.1 鱼类

采用野外采集和市场访问调查相结合的方法。野外采集：选取鼎城区境内的河流、水库区域进行捕捞，调查记录鱼类的种类和数量，并进行采样。市场访问调查：访问当地的渔民、交易市场以及当地水产管理部门的工作人员等，以了解相关情况。

2.3.2 两栖类和爬行类

调查方法主要采用样线法进行调查。样线单侧宽度为10 m。仔细搜寻样线两侧的两栖和爬行动物信息，包括动物实体、痕迹（洞穴、卵），同时记录其物种名称、数量、发现时间、生境类型等信息，爬行类和两栖类可同时进行。

2.3.3 鸟类

采用样线踏查法、定点观察、鸣声辨识、拍照取证和访问群众等方法，对该地区鸟类资源进行调查。样线长度3 km，单侧宽度25 m，记录动物名称、数量、距离样线中线的垂直距离、地理位置和影像等信息，同时记录样线调查的行进轨迹。

2.3.4 哺乳类

采用红外触发相机技术调查法、样线法、访问与资料收集法，对鼎城区的哺乳动物进行调查研究。根据地形、植被等选择有代表性的路线作为调查样线，在样线的每侧平均10 m 以内观察哺乳动物的足迹、洞穴、粪便和取食等活动痕迹，对观察到的活动痕迹根据形状、大小、排列方式等特征进行种类的鉴别。并访问护林员、林业工作人员、狩猎队员和居民，记录兽类的种类、分布及捕获情况等。

2.4 评价方法

2.4.1 评价指标

根据原国家环保部发布的《区域生物多样性评价标准》（HJ 623—2011）［18］为基准，结合鼎城区物种资源特点，选取6 项指标评价鼎城区生物多样性现状：野生维管束植物丰富度Ai；野生动物丰富度Bi；生态系统类型丰富度Ci。本文参照《中国植被》［19］，以群系作为划分生态系统类型单元；

外来物种入侵度，计算公式如下：

式中：Di是外来物种入侵度；Ni是区域内外来入侵物种数；Ai是区域内野生动物总数；Bi是区域内野生维管束植物总数。

中国特有物种丰富度［18］，计算公式如下：

式中：Ei是中国特有物种丰富度；Nt是区域内中国特有动物种数；Nv是区域内中国特有植物种数；635是一个区域野生动物种数的参考最大值；3 662是一个区域野生维管束植物种数的参考最大值［18］。

国家重点保护物种丰富度［18］，计算公式如下：

式中：Fi是国家重点保护物种丰富度；Ntv是区域内国家重点保护植物种数；Nte是区域内国家重点保护动物种数。

2.4.2 数据分析

评价指标的归一化处理方法为：归一化前的评价指标×归一化系数；

表1 评价指标最大参考值和权重Table 1 Maximum reference value and weight of evaluation index

2.4.3 生物多样性指数计算方法

生物多样性指数（BI）是野生维管束植物丰富度、野生动物丰富度、生态系统类型丰富度、中国特有物种丰富度、外来物种入侵度、国家重点保护物种丰富度6 个评价指标的加权求和。其中外来物种入侵度是成本型指标，指标属性值越小越好，应对其做适当变换。

2.4.4 生物多样性状况的分级

生物多样性状况分级标准参照原国家环保部的方法，分为高、中、一般和低四个等级（见表2）。

表2 生物多样性状况分级标准Table 2 Biodiversity classification standards

3 结果与分析

3.1 鼎城区植物资源多样性

鼎城区境内共有野生维管束植物179科、644属、1 174 种，分别占湖南省总科、属、种的69.92%、47.11%、21.90%。其中，蕨类植物有28 科、52 属、138 种，分别占总科、属、种的15.64%、8.07%、11.75%；裸子植物6科、12属、16种，分别占总科、属、种的3.35%、1.86%、1.36%；被子植物145 科、580 属、1 020 种，分别占总科、属、种的81.01%、90.06%、86.88%。由此可见，被子植物是鼎城区野生维管束植物的主要组成部分，符合当代植物类群中被子植物占绝对优势的基本规律。

（1）蕨类植物可划分为单种科、寡种科、中等科。其中，单种科7 个、寡种科16 个、中等科5 个，寡种科占蕨类植物总科数的57.14%。

（2）裸子植物可划分为单种科、寡种科。其中，单种科3 个、寡种科3 个。松科和柏科的植物最多，分别为4 种。

（3）被子植物可划分为单种科、寡种科、中等科、大科。其中，单种科28 个、寡种科86 个、中等科24 个、大科7 个，寡种科占被子植物总科数的59.31%。

按植被区系划分，鼎城区自然植被属华中偏东亚系，共有6 个植被型组、9 个植被型、40 个群系，植物群系以湿地植被群系为主，湿地植被群系占群系类型的45.00%。其中，常绿阔叶林6 种，落叶阔叶林3 种、常绿落叶阔叶混交林4 种、竹林1 种、暖性针叶林6 种、灌丛1 种、莎草型湿地植被2 种、禾草型湿地植被5 种、杂草型湿地植被11 种，人工林1 种。

3.2 鼎城区动物资源多样性

鼎城区野生动物区系属华中区东部丘陵平原亚区，野生脊椎动物共计32 目99 科323 种，占湖南省野生脊椎动物种数的36.17%。鼎城区野生脊椎动物以鸟类为主，多达202 种，超鼎城区野生脊椎动物总数的一半，占湖南省鸟类总数的46.44%。

（1）鱼类4 目11 科48 种。其中：鲤形目2 科33种；鲇形目3 科5 种；合鳃鱼目1 科1 种；鲈形目5 科9种。鱼类动物中洞庭湖经济鱼类偏多，共14种，占鱼类种数的29.16%，常见的有鳜Siniperca chuatsi、大眼鱖Siniperca kneri、乌鳢Ophiocephalus argus、黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco等。

（2）两栖类2 目12 科21 种。其中：有尾目2 科3 种；无尾目10 科18 种，占两栖类种数的85.71%。列入湖南省地方重点保护物种15 种，占湖南省两栖类重点保护动物的26.79%。常见的有东方蝾螈Cynops orientalis、大树蛙Rhacophorus dennysii、棘胸蛙Quasipaa spinosa；列入《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录》的保护物种有15 种。

（3）爬行类2 目7 科22 种。其中，龟鳖目2 科2种；有鳞目5科20种。列入《中国濒危动物红皮书》的5 种，如中华鳖Pelodiscus sinensis、尖吻蝮Deinagkistrodon acutus、银环蛇Bungarus multicinctus等；列入湖南省地方重点保护的物种有21 种，占湖南省爬行类重点保护动物的27.63%。

（4）鸟类18 目55 科202 种。从物种的居留类型上看，鼎城区有留鸟81 种，夏候鸟38 种，冬候鸟66种，旅鸟15种。在此地越冬的鸟类至少有147种，占鸟类种数的72.77%，远远高于在北纬30°—40°之间湿地越冬鸟类大于34 种的标准［20］；列入《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录》保护动物144 种；列入湖南省地方重点保护物种103 种，占湖南省鸟类重点保护动物的71.53%。

（5）哺乳类6 目14 科30 种。列入《中国濒危动物红皮书》的有1 种，即水獭Lutra lutra；列入湖南省地方重点保护物种21 种，占湖南省哺乳类重点保护动物的43.75%。

3.3 鼎城区物种稀有性和特有性

3.3.1 物种稀有性

根据国务院发布的《国家重点保护野生植物》名录（第一批、第二批），鼎城区境内有国家重点保护植物24 种，其中，国家Ⅰ级重点保护植物有银杏Ginkgo biloba、南方红豆杉、水杉Metasequoia glyptostroboides、伯乐树Bretschneidera sinensis、野莲Nelumbo nucifera等5 种，占湖南省分布的国家Ⅰ级重点保护植物的33.33%；国家Ⅱ级重点保护植物有鹅掌楸Liriodendron chinense、闽楠、花榈木Ormosia henryi、香果树Emmenopterys henryi、金钱松Pseudolarix amabilis、篦子三尖杉等19 种，占湖南省分布的国家Ⅱ级重点保护植物的38.00%。

根据国务院公布的国家重点保护野生动物Ⅰ、Ⅱ级名单，鼎城区境内有国家重点保护动物40 种。其中，国家Ⅰ级重点保护动物5种，即白鹤Grus leucogeranus、黑鹳Ciconia nigra、白颈长尾雉Syrmaticus ellioti、穿山甲Manis pentadactyla、黑麂Muntiacus crinifrons，占湖南省分布的国家Ⅰ级重点保护动物的27.77%；国家Ⅱ级重点保护物种35种，两栖类2种、爬行类2 种、鸟类28 种、哺乳类3 种，以鸟类居多，占湖南省分布的国家Ⅱ级重点保护动物的44.87%。

3.3.2 物种特有性

鼎城区中国特有维管束植物种类84种，占湖南省分布的中国特有维管束植物的3.03%。其中，蕨类植物中有中国特有种2 种，分别是异穗卷柏Selaginella heterostachy、翠云草Selaginella uncinata；裸子植物中有中国特有种9 种，分别是粗榧Cephalotaxus sinensis、银杏Ginkgo biloba、金钱松Pseudolarix amabilis、华南五针松Pinus kwangtungensis、水杉Metasequoia glyptostroboides、柏木Cupressus funebris、篦子三尖杉、南方红豆杉；被子植物中有中国特有种74种，如鹅掌楸Liriodendron chinense、闽楠、伯乐树Bretschneidera sinensis、中华萍蓬草Nuphar pumilasubsp.sinensis、掌裂叶秋海棠Begonia pedatifida等；

鼎城区中国特有动物种类25 种，占湖南省分布的中国特有动物的11.42%。其中，鱼类12 种，如黄尾鲴Xenocypris davidi、中华鳑鲏Rhodeus sinensis、圆口铜鱼Coreius guichenoti等；两栖类7种，如大树蛙Rhacophorus dennysii、镇海林蛙Rana zhenhaiensis、寒露林蛙Rana hanluica、东方蝾螈Cynops orientalis等；鸟类4 种，如红腹锦鸡Chrysolophus pictus、黄腹山雀Parus venustulus等；兽类2 种，分别是小麂Muntiacus reevesi、獐Hydropotes inermis。

3.4 鼎城区外来入侵物种

根据国务院环保部公布的3批外来入侵物种名单和中国外来物种数据库，鼎城区境内共有外来入侵物种29 种，外来入侵植物17 种，占鼎城区野生维管束植物总数的1.45%；外来入侵动物12 种，占鼎城区野生动物总数的3.72%。分布范围较广的有凤眼蓝Eichhornia crassipes、 空 心 莲 子 草Alternanthera philoxeroides、加拿大一枝黄花Solidago canadensis、松材线虫North American pinewood nematode、口孵非鲫Oreochromisspp.等。

3.5 鼎城区生物多样性评价结果

鼎城区境内有野生脊椎动物323 种；野生维管束植物1 174 种；生态系统类型40 种；中国特有种109种，其中野生维管束植物84种，野生脊椎动物25种；外来入侵物种29 种，其中外来入侵动物12 种，外来入侵植物17 种；国家重点保护物种64 种，其中国家重点保护植物24 种，国家重点保护动物40 种。根据生物多样性综合评价方法对数据进行计算（见表3）。

表3 鼎城区生物多样性指数评价指标值及评价结果Table 3 Evaluation Indexes and Results of Biodiversity Index in Dingcheng District

4 讨论

1）鼎城区生物多样评分为39.954 分，生物多样性等级为一般，与李倦生等［21］对湖南省生物多样性评价结果一致。其他研究结果，如安徽省蒙城县生物多样性评分为26.141［22］，甘肃酒泉市生物多样性评分为29.96分［23］，由于各研究所采取评价体系不同，所以评价结果不具有比较价值。但从整体上看，低纬度地区往往具有较高的得分。

2）根据查阅相关资料和文献［21］，选取与鼎城区相近的安乡县和桃源县进行比较。安乡县有野生维管束植物454 种、野生动物268 种、中国特有种106种、外来入侵物种33 种、37 个植物群系；桃源县有野生维管束植物1 452 种、野生动物366 种、中国特有种571 种、外来入侵物种50 种、57 个植物群系。因此，通过比较三个区县的生物资源，体现出鼎城区物种资源较丰富，中国特有种和外来入侵物种分布较少。

3）在评价指标的选取上，大部分学者都采用物种丰富度、生态系统类型多样性、物种特有性、外来物种入侵度及物种受威胁程度等指标进行评定。然而，物种特有性和生态系统类型多样性含义不明确。物种特有性是指中国特有种还是区域特有种，生态系统类型多样性是定性指标还是定量指标。因此，本文用中国特有物种丰富度、生态系统类型丰富度代替物种特有性和生态系统类型多样性。另外，本文用国家重点保护物种丰富度代替受威胁物种丰富度，原因是物种受威胁等级是确定物种保护等级的最重要因素，国家重点保护物种不仅指受威胁物种，还包括数量极少、分布范围较窄的物种，所以保护物种比受威胁物种内涵更广［24］。在研究内容上本文存在一些不足，如评价指标的选取存在主观性，没有选取植被垂直层谱完整性，生境稀有性等指标，在今后的研究中，应当注重构建更为合理的指标体系，提高评价结果的科学性。

5 结论

本文基于原国家环保部发布的区域生物多样性评价标准为基准，采用生物多样性综合评价法，制定针对鼎城区的生物多样性评价指标体系。研究结果表明，鼎城区生物多样性BI值为39.954 分，生物多样性状况为一般，即区域内物种较少，特有属、种不多，局部地区生物多样性较丰富。从总体得分水平来看，鼎城区生物多样性状况接近中等水平。从各指标得分值来看，国家重点保护物种丰富度和外来物种入侵度得分值较高，中国特有种丰富度得分值最低，说明区域内国家重点保护物种较多、外来入侵物种和中国特有物种分布均较少。因此，鼎城区要加强对珍稀和特有物种的保护工作，建立珍稀物种的重点保护区域，继续加强对外来入侵物种的防治工作，控制危害范围，建立外来入侵物种防控区。