北美黄石到育空（Y2Y）国家公园群生态完整性保护与管理

王梦桥 王忠君*

1 研究进展

1.1 生态完整性理论研究与实践进展

生态完整性理论立足于生态系统尺度和过程的完整性，是一种具有综合性、系统性、生物中心性的生态学理论，为自然保护提供了新的伦理视角。该理论是建立在生物完整性和生态健康等相关概念基础上的一个重要概念[1]，这一概念最早由Leopold于1949年提及：“当一个事物倾向于维护生物群落的完整性、稳定性和美丽时，它就是正确的”[2]。由于生态完整性的复杂特性，学术界至今未对生态完整性的概念达成共识，所以生态完整性的概念和内涵成为国内外学者研究的重要内容[3-9]。不同学者依据各自价值判断，从多种角度表达了对生态完整性的认识。例如，Karr和Dudley认为物理、化学和生物完整性的总和就是生态完整性，完整性也代表生态系统具有维持平衡、综合、适宜的状态的能力[10]；Westra认为，当一个环境系统在其时间或地点内保持最佳发展能力不变时，就实现了生态完整性[11]；成文连等将生态完整性定义为“生态系统结构和功能的完整性，是生态系统维持各生态因子相互关系并达到最佳状态的自然特性”[12]。总之，生态完整性不仅意味着生态系统结构与功能的完整，还包含生态过程的完整。

虽然未形成关于生态完整性广泛认同的概念，但是生态完整性理念为资源保护决策所提供的指导价值是无可厚非的。生态完整性也逐渐成为环境伦理和环境政策的重要价值取向。对自然保护地生态完整性的保护，是一个对象、目标、过程相结合的综合管理理念。以美国和加拿大为代表的国家在法律和政策方面不断突出生态完整性保护的重要性，例如，加拿大的《国家公园法》将生态完整性作为自然资源保护的第一要务，一些其他重要法律（《美国清洁水法》《2016年新南威尔士州生物多样性保护法》等）和政策文件（《美国林业局规划法则》《美国鱼类和野生动物管理局手册》等）也提出生态系统完整性的目标要求。实际管理行动中，美国和加拿大开展了诸多实践：建立国家公园生态完整性专家团队、实施生态完整性监测计划或国家公园生态完整性特征重点监测项目、扩建红杉国家公园以保护整个流域生态系统完整性、将狼引入黄石国家公园以保持当地生态链的平衡、实施国家公园的计划火烧以促进生态系统更新。对野火（图1）和森林病虫害（图2）少干预以保持生态过程的完整等。

1 班夫国家公园自然野火现象Untreated wildfires in Banff National Park

2 贾斯珀国家公园小蠹虫虫害现象Bark beetle pests in Jasper National Park

为衡量保护行动的效果和生态完整性的水平，人们尝试用多种指标对生态系统的关键生态属性（自然资源的关键或主要特征、关键的生物或生态过程和环境特征）进行描述和说明，并结合统计学方法将多种指标转化成生态完整性指数，实现生态完整性的评价[13-15]。在实践中，特定区域（国家公园、自然保护区等）、特定资源类型（湿地、森林、水生生态系统等）的完整性评估以及工程项目或保护行为等对生态完整性的影响评估也吸引了众多学者的目光[16-20]。

在保护生物学、生态经济学等学科背景下，生态完整性保护的主要方法包括保护标志物种（伞护种、基石物种、指示物种、旗舰物种等）、建立生态廊道、增加保护面积、恢复和改善核心栖息地环境等。近年来，越来越多的专家学者意识到，随着全球气候变化、物种迁移、食物链中断或改变等问题出现，现有的荒野地、国家公园、自然保护区等孤立的、（相对）小面积的保护地所代表的有限生境将阻碍生物多样性的保持，无法充分保证生态系统完整性；如果要使本地生物多样性得以保持和恢复，就需要面积更大、功能更完整的生态系统[21-22]。因此，在生态完整性理论支持下，国际上大尺度生态完整性保护的想法开始出现，如荒野项目（The Wildlands Project, TWP）、国际索诺兰沙漠联盟（International Sonoran Desert Alliance, ISDA）、黄石到育空保护倡议（Yellowstone to Yukon Conservation Initiative, Y2YCI）、澳 大 利 亚 的大东岭连通性保护走廊（Great Eastern Ranges Connectivity Conservation Corridor）等。其中，黄石到育空（Yellowstone to Yukon, Y2Y）是在地球陆地范围内建立相互连接的保护地网络中最大和最早的区域之一，被称为全球和北美大尺度自然景观（large-scale natural landscape）保护的先驱[22]。

1.2 Y2Y生态完整性保护主要研究进展

为推动Y2Y生态完整性保护的科学开展，学术界和Y2YCI组织以标志物种、生态完整性理念为重点，分析了该区域的生态完整性的概况与价值、现状与挑战、未来发展等内容。以标志物种为重点的研究，多利用新兴技术处理研究对象活动的真实数据得出结论[23-25]，例如，Jennie等综合Y2Y鸟类的种类及其栖息地的分布数据，总结了该区域21种鸟类的高质量生态栖息地和分布热点[26]；Aengst通过绘制Y2Y食肉动物活动和栖息地范围图，分析了野生动物对该地区资源的使用情况并发现该地区许多关键和指示物种的迁徙距离远大于以往[22]；也有较多研究通过定性研究分析人类线性活动空间（公路、铁路、林业运输道路等）、大坝等对标志物种的影响[27-29]，发现它们影响了动物活动和栖息地连通性，阻碍了种群之间的基因交流[30-31]。在关于Y2Y地区的生态完整性面临挑战的研究中，气候变化问题是一个关键议题，众多学者对气候变化背景下Y2Y生态完整性遭遇的困难、气候适应策略等展开了研究[32-37]；此外，栖息地破碎化（连通性）问题也得到了广泛关注，例如，Proctor等提出通过战略性收购和管理重点地区的小块土地以解决栖息地破碎化问题[38]，Shelley等利用GIS手段分析加拿大班夫地区的连通性，确定需要加强保护和管理的区域[39]。总体而言，Y2Y作为“先锋者”和“模范生”，在规模化生态完整性保护方面所做的研究和实践，为国际大尺度生态区域的自然保护和资源管理开拓了新的路径。

2 Y2Y生态与自然资源保护概况

2.1 区域概况

Y2Y纵跨美国、加拿大两国边境，其南端为美国大黄石生态系统，北端是加拿大育空区域，直线距离长达约3 200 km。Y2Y边界不是硬性的边界，类似于中国“一带一路”地区，沿途国家或地区随时可以加入和退出该倡议；也可以说Y2Y是一个“软”边界，其范围限于Y2YCI组织及其合作伙伴所合作项目的活动领域[40]。该区域以落基山脉为核心，绵延至美国大黄石生态系统的山脉和高原、加拿大不列颠哥伦比亚省东部山脉、加拿大西北地区和育空地区的麦肯齐山脉，包含多种生态系统——高山、森林和草地，是陆地现存面积最大的山地野生动物栖息地，为北美地区的许多濒危和敏感物种（如灰熊、狼、狼獾、猞猁和本地鱼类等）提供了最佳栖息地，也是世界上为数不多的具有地理多样性和生物多样性的地域之一[41]。该地区现有约700个保护区和11个国家公园（图3）。

3 Y2Y辖域与国家公园群分布Y2Y boundary and distribution of group of national parks

2.2 Y2YCI组织工作

Y2Y涉及多类利益相关团体。这些利益相关团体有各自的目标和规划，导致该区域保护工作的有序开展成为一项挑战。Y2YCI组织为加拿大和美国的自然保护联盟，是非政府、非营利组织，也是目前唯一致力于Y2Y长期生态完整性保护的组织。Y2YCI设置了私人土地、保护区和公共土地、政策、交通、共存、合理开发、栖息地修复、理念传播共8项议题。Y2YCI组织在各成员现有的保护实践基础上通过担任项目负责人、召集当地利益相关方、帮助制定战略、与本地项目组一起执行活动、向当地团体提供支持（资金、人员、物资等）、参与政府关系等行为，对特定区域实行因地制宜的保护和管理，不但综合考虑并协助实现各团体的目标，还从区域发展层面共同服务生态完整性，实现广泛协调，推动大尺度生态完整性的构建。但由于Y2YCI是一项自主发起的倡议，Y2YCI组织不具有强制执行力，更多的是在共识和协议的基础上协同开展项目和活动。

3 基于生态完整性目标的Y2Y生态保护措施

从1993年Y2YCI提出至今，Y2YCI组织通过关注生态系统内物种的健康、维护生态系统的完整和健康，提高生物多样性和生态系统可持续性，逐渐证实大尺度自然景观规模化保护的可行性和有效性。通过增加核心栖息地面积、恢复关键栖息地生境、建立安全通道和生态廊道等保护和管理措施（表1），Y2YCI组织在广泛空间尺度上与467个合作伙伴开展了合作，使区域内受保护区域的面积从11%增加至21%；重点保护区域的面积比例提高至50%以上；30%的土地的生态完整性得到改善；灰熊、狼等关键物种在Y2Y的活动范围也得到扩大，例如，在自1946年再无灰熊踪迹的比特根（Bitterroot）生态系统，Y2YCI组 织 于2007、2009年 分 别 发 现 来 自其他区域的雄性灰熊；Y2Y中的北美驯鹿从2014年的16只增长到100多只；人工恢复的斯克米普（Snk’mip）沼泽保护区重现多种野生动植物[43]。

表1 Y2YCI组织及其合作伙伴在Y2Y的保护和管理措施[42]Tab. 1 Protection and management measures of Y2YCI organization and its partners in Y2Y[42]

4 国家公园群在Y2Y生态完整性保护运动中的地位与保护经验

Y2Y涉及土地所有者、原住民社区、政府机构、保护组织、研究团体等多方利益相关者[44]，涵盖国家公园、省级公园、自然保护地、保留区、荒野区等多种保护模式（图4）。

4 Y2YCI合作网络Y2YCI cooperation network

国家公园作为单体体量最大、生态系统最典型的保护地类型，其保护措施在Y2Y生态完整性保护工作中对其他类型保护地起到示范作用，引导和带动其他保护机构和组织实施科学的生态保护措施。Y2Y国家公园群的生态完整性保护经验可总结为以下4点。

4.1 确定并遵循基本共识

保护生物学的3个核心原则——连通性、生态过程、伞护种，在很大程度上决定了自然保护地保护工作的哲学[24,45]，这也是Y2Y国家公园群保护和管理工作的核心内容。Y2Y各个国家公园率先组织学者和专家对区域的各类问题进行深入研究，利用科学而丰富的研究内容为保护和管理的实践工作提供行动依据[46]，也为气候变化、生物多样性降低和栖息地丧失等紧迫挑战提供细致有效的解决思路[27]。

4.2 配合优先区域建设，强化生态连通性

Y2YCI组织基于科学研究识别关键物种的地理位置和移动范围，将Y2Y划分为11个优先保护区（11个国家公园均位于优先区域内），这些区域或是作为核心栖息地，或是作为连接一个核心栖息地与另一个核心栖息地的连接带存在。随着更多可供参考的科学研究成果出现，这些区域的边界也会不同程度地有所变化。通过优先区域保护能力的评估结果，Y2YCI组织制定合作保护计划，国家公园群积极参与和配合相关优先区域的保护工作，如Y2Y的国家公园集群率先在区域内构建生态廊道，并将之作为国家公园生态完整性保护和管理的重要内容之一，与其他保护项目共同作用，使区域内生态系统更具包容性、保护成果更加显著。

4.3 注重标志物种保护

伞护种是生态系统中的关键物种，通过保护伞护种的栖息地，该栖息地内的其他物种和生态功能也将受益[29,47]。国家公园群遵循以大型食肉动物为重点的保护伞原则，国家公园群根据伞护种所需的关键栖息地，保护Y2Y核心栖息地、修复受破坏区域，对具有重要价值的区域建立保护，帮助伞护种和其他物种在Y2Y自由地迁徙，例如大提顿国家公园的驼鹿—威尔森走廊综合管理计划（Moose-Wilson Corridor Comprehensive Management Plan）、黄石国家公园参与的大黄石生态系统灰熊保护战略（Great Yellowstone Ecosystem Grizzly Bear Conservation Strategy）等。同时，在人兽冲突地域，国家公园积极与Y2YCI组织合作，建设多种生物廊道（图5），加强对人类行为的管控和提升动物迁徙通道的安全性，降低因冲突产生的动物死亡率。

但是，仅以伞护种保护动植物种群存在局限性，国家公园群也将敏感物种纳入保护规划工作。如对当地的水文保护过程中，国家公园群基于敏感物种多样性热点区域、关键栖息地、完整性评估等研究，优先考虑重要栖息地生态环境的维持和恢复[36]，通过人工传粉、播种等方法恢复河岸和高地植被，为当地敏感物种营造适宜生存的环境，努力解决敏感物种重要栖息地中存在的水坝与泥沙阻隔、水质污染、外来物种入侵、过度捕捞和采集等问题。

4.4 维护生态系统健康

生态系统的健康不仅在于动物种群的健康，水文、气候、植被、生态进程等的健康也是生态系统重要的组成部分。以水文保护和气候应对为例，Y2Y国家公园群为维护Y2Y生态系统健康做出多种努力。

Y2Y所有国家公园均非常重视水源保护，对区域内的众多河流及其所在区域开展保护行动，以维持其完整和健康。例如，班夫国家公园通过每年监测鱼群种类与健康状态、水质、水域连通性等内容，有效保障河流系统健康；大提顿国家公园将水文、冰川作为国家公园科学研究的重要主题，为公园内丰富的冰川、湿地、沼泽的保护和利用提供科学依据；黄石国家公园通过保持水源的清洁和流通性、恢复和保护重要河流和湖泊、补充野生本地鱼类种群等措施维护区域内水生态系统的健康。

气候变化为Y2Y多种野生动物的生存带来挑战。Y2Y国家公园群率先通过自身行动激励区域的其他团体采取行动来共同应对气候变化，如通过增加连通性、恢复区域水文功能、修复自然生境（增加池塘、收集并播种本地植物种子、植树等）等措施加强Y2Y生态系统对气候变化的适应力。

5 Y2Y生态完整性保护对大尺度自然景观区域生态保护的启示

大尺度生态完整性保护模式以景观生态区（相对较大的陆地或水体单元，该区域具有相对一致的生态特征，如相似的地质景观、相近的森林群落或野生动物种群等）为单元，通过保护核心栖息地、增强栖息地连通性、恢复退化甚至丧失的生态系统功能，维护区域的生态完整性。Y2Y通过29年（1993—2021年）的实践证明了大尺度生态完整性保护模式的可行性和优势。

当前，世界范围内绝大多数保护地呈“散点状”分布，这种保护模式仅涵盖生态系统的关键部分，导致严重的生境碎片化[48]。对于自然界中的生物而言，这种保护模式并不具有长效性，亦难以抵御外界如气候变化等持续性环境压力。Y2Y国家公园群在大尺度范围内的生态完整性保护经验，对于优化当前保护地体系能够起到积极启示作用。

1）提供充分的地域以维持广泛的生物种群和持久的自然进程。世界大多数地区的自然保护区域往往过于孤立、面积太小，没有从宏观视角充分保护生态系统完整性，不足以维系大型食肉动物的种群健康，保持生物多样性，恢复受威胁物种和维持生态进程[30]。保护地也受到越来越大的外部影响和内部压力[31]：外部环境影响包括长期的空气污染和土地利用模式的区域变化等[32]，这种影响规模可能是跨国界的，涉及全球、区域和地方各级；内部压力源于生境破碎、外来物种入侵、人为干扰等。通过大尺度生态完整性保护模式，Y2YCI组织成员合作建立生态廊道将孤立的小块保护地重新连通，在更广阔的地域中建立完整的生态系统，加强生态系统联系和生态进程秩序维护，从而维系广泛、持久的生物种群和自然进程，提高生态系统弹性以应对内外压力。

2）打破政治边界和管辖权限制，支持生态系统完整性的实现。现实的行政边界和土地与资源管辖权通常与野生动物种群分布和其所必需的生态过程的规模不一致。无论是国际、省或州或地方一级，其保护措施易与大尺度自然景观区域生态保护相抵触。在中国，尽管划分了35个跨越多个省级地域的生态保护优先区，但在推动以国家公园为主体的自然保护地体系建设中，仍以省级为主要管理主体，不足以打破当前生态保护面临的困境。针对国家公园和自然保护地集聚区域，可借鉴Y2Y大尺度生态完整性的保护模式，在国家公园和自然保护地集聚地区构建大尺度生态完整性保护联盟，创造跨界治理的契机，协调各级区域任务和目标，弱化行政边界和资源管辖权所产生的限制，打破各自为政的弊端，恢复和重新连接碎片化的栖息地，确保生态过程在时空的连通性和完整性，促进生态系统健康和生态进程稳定。

图表来源(Sources of Figures and Table)：

图1、2、5由通信作者于2020年8月实地考察所摄；图3底图来源于谷歌地图（2021-06-10），边界来源于Y2Y官方网站（https://databasin.org/datasets/ccecf40569fe494e 9a7d5d71c70cf127/）；图4由作者绘制；表1改绘自参考文献[42]。