中国东北虎自然保护地生态廊道空间规划
2022-01-05张明海靳勇超姜广顺
张明海 靳勇超 姜广顺,2
(1. 东北林业大学野生动物与自然保护地学院, 哈尔滨 150040;2. 国家林业和草原局猫科动物研究中心,哈尔滨 150040)
国内外的自然保护实践证明,建立自然保护地是保护珍稀濒危物种和生物多样性最有效的手段之一[1]。对于大多数珍稀濒危野生动物来说,由于经历了长期自然演化和自然环境的变迁,形成了范围较大的连续或间断分布区,且其残存的栖息地往往是孤立而破碎化的。人类建立的自然保护地因受自然环境和社会经济等诸多因素所限,多数情形是在珍稀濒危物种的分布区内建立一处或若干处保护地,其划定保护地的面积不可能无限增大,也不可能完全涵盖珍稀濒危野生动物的分布区。因此,根据岛屿生物地理学和集合种群理论,通过构建保护地之间的生态廊道,连接孤立和分散的栖息地生态景观单元,防止种群隔离,促进物种迁移,增加种群间的基因交流[2],最大程度地发挥自然保护地在保护珍稀濒危物种和生物多样性方面的生态功能。
东北虎(Panthera tigrisssp.altaica)是东北地区森林生态系统中食物链的顶端消费者,属于典型的动物k-对策者。在长期的生物演变和进化过程中,东北虎适应于稳定的阔叶红松林生态环境,其世代周期长、寿命长;繁殖投资大,繁殖率低下[3]。自2016年建立了东北虎豹国家公园体制试点以来,东北虎野外种群及栖息地的保护受到了国内外各界的高度关注,保护地的分布区面积也逐年扩大,种群数量逐年回升,栖息地质量明显提升,东北虎自然保护地建设亦呈良性发展态势。然而,如何将东北虎完达山东部、老爷岭南部、张广才岭南部和小兴安岭东部4个孤岛状、破碎化的分布斑块,逐渐恢复为相对成片、面积较大的适宜栖息地,已成为是中国东北虎保护面临着的重大问题和挑战。因此,本文基于景观生态学的“斑块−廊道−基质”理论和生态廊道设计方法,提出了我国东北虎自然保护地生态廊道的规划及相关建议。
1 东北虎自然保护地及跨境迁移现状
虎作为全球生物多样性保护的旗舰种之一,引起虎分布国家及国际社会的高度重视,其野生种群的有效保护和可持续生存对中国乃至全球生态安全具有深远意义。虎被列入国家一级重点保护野生动物名录、CITES附录I、《IUCN红皮书》和《中国濒危动物红皮书》濒危(Endangered,EN)等级。中国政府一直非常重视东北虎的保护工作,习近平等党和国家领导人多次为东北虎保护做过专门批示,国家林业和草原局相继出台了一系列的虎保护规划和举措,建立以东北虎豹国家公园为主体的自然保护地体系,通过加强执法检查力度和扩大公众教育等保护管理措施,从而使东北虎野生种群数量呈现稳定增长的态势。
目前,东北虎主要分布在毗邻中俄边境地区的完达山、老爷岭、张广才岭和小兴安岭4个孤岛化的斑块,总面积为123 100 km2。我国在这些分布区及毗邻区域已经建立了83处各种类型的自然保护地,包括国家公园1处,面积为14 612 km2;国家级和省级自然保护区45处,总面积为23 136 km2;其他类型自然保护地37处,总面积为4 478.95 km2;自然保护地面积总共为42 226.95 km2,约占分布区总面积的34.30%。此外,俄罗斯的东北虎种群主要分布在滨海边疆州和犹太自治州,总面积为217 000 km2,其中保护地面积为38 338 km2,约占其分布区的17.67%[4]。
近年来,东北虎的相关研究监测表明,东北虎种群出现从中俄边境向中国扩散,且在中俄边境、黑龙江−吉林交界的东北虎分布区、黑龙江省、吉林省等国内分布区之间进行迁移。尽管中俄东北虎种群在边境交流频繁,但向中国扩散和定居的趋势不明显,且破碎化和孤岛化的栖息地是阻碍中国东北虎扩散的重要因素[5]。与此同时,我国吉林和黑龙江省、中俄边境地区仍保留有大面积的森林,在连续多年实施天然林保护工程和野生动物禁猎的措施下,这片森林已经为东北虎等野生动物创造了适宜栖息、繁衍与生存的自然条件;相邻的俄罗斯东北虎种群已处于基本饱和状态,并有明显向中国扩散的趋势,根据俄罗斯东北虎种群成功恢复的经验,其种群可作为中国东北虎早期恢复的来源。因此,尽快建设自然保护地生态廊道是有效连通东北虎栖息地的重要手段,也是我国东北虎种群恢复的必要前提[6]。虽然目前我国东北虎分布区生态廊道的建设尚未有实践,但已开展了东北虎潜在生态廊道的识别和规划等方面的初步研究[7−9]。通过生态廊道的建设,连通东北虎栖息地斑块,开展猎物种群和植被的生态恢复,推进东北虎种群数量持续、稳定的增长。
2 东北虎生态廊道规划的原理及方法
生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局,能够沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态景观单元的景观生态系统空间类型[2]。其基本特征为:1)线性的空间结构,形态具有连续性,能够形成完善的网络系统,是构建完整系统的特定空间战略之一;2)环境特质的差异性和连结性并存,具有较为统一的空间尺度;3)具有多功能性和可持续性,不同的廊道系统其主导功能存在差异,可平衡自然保护和经济发展。生态廊道既能为动物运动提供通道,使动物在不同栖息地之间交流,也能阻隔化学区、污染源等邻避设施,起到净化环境的效果[10]。Hanski等[11]认为,从集合种群理论角度,生态廊道可为因栖息地破碎化而产生隔离的物种提供最适宜的栖息地通道。
从景观生态学角度来看,自然保护地实际上是分布在自然环境(基质)之中的“斑块”。因此,在规划和构建东北虎自然保护地之间的生态廊道时,应以“斑块−廊道−基质”理论为基础,充分考虑生态廊道具有通道−阻隔二元性的特点以及宽度、连通性、曲度等结构特征,详细分析自然保护地空间格局与生态系统的关系,提升生态廊道在维系自然保护地生态过程、减轻景观破碎化、增加景观的美学价值、保护生物多样性、促进区域生态安全和经济发展的功能。东北虎生态廊道的选择应以种群扩散和繁殖为切入点,综合考虑自然保护地及其周边的社区发展和干扰情况,从而确定生态廊道的位置;生态廊道的规划和设计宜采用“节点−网络−模块−走廊”模式连接东北虎破碎栖息生境,以景观功能为主导,兼顾“以人为本”的廊道理念。即生态廊道空间规划和设计在充分考虑相邻自然保护地景观结构和东北虎及其猎物迁移通道连通性的前提下,应综合考虑东北虎保护的有效兼顾实施和当地的经济发展状况,寻求保护与发展双层的设计方案。此外,生态廊道是多个部门共同努力下的成果,需要积极开展廊道及其周边植被的恢复、廊道监测和管理等[12]。
目前,应用于东北虎生态廊道识别和设计的方法主要包括最小费用距离模型[13]、电流理论模型[14]和廊道设计模型[7]等。这些模型综合考虑了东北虎的分布、人为干扰和地形等环境因素,并且模型研究的结果对于开展东北虎生态廊道规划具有非常重要的参考价值。
3 东北虎自然保护地生态廊道规划布局
目前,中国境内东北虎野外种群主要分布在完达山东部、老爷岭南部、张广才岭南部和小兴安岭东部4个孤岛状、破碎化分布斑块。完达山西部、老爷岭北部、张广才岭北部林区曾经是一大片连续分布的森林,一度被认为是东北虎潜在的分布区,现在却被人为景观所分隔,导致斑块之间的东北虎无法相互迁移。此外,小兴安岭完全与其他的森林斑块隔离,其种群的维持主要依赖于俄罗斯尤太洲“普京虎”的跨境迁移。
根据俄罗斯收集的资料,每个成年雌性东北虎需要450 km2保护良好的领地,才能生存和成功繁育后代[15]。由此可知,野生东北虎只有在大面积的、连续的森林生态景观中才能生存,而中国东北虎豹国家公园及各类自然保护地相继建立,使得东北虎在每一分布斑块维系一个或数个领地成为可能。为贯通东北虎种群各个自然保护地以及分布斑块之间的自由扩散途径,本次东北虎生态廊道规划的依据为:1)2012−2020年,国家林业和草原局猫科动物中心在黑龙江和吉林两省东北虎主要分布区15处野外监测站点布设1 000余台红外相机,有效监测天数为523 511 d的数据资料;2)2015−2017年,中国国家林业和草原局猫科动物中心与俄罗斯研究机构合作开展东北虎跨境情况分析结果(475 km);3)2017−2020年,东北虎豹国家公园10个分局及东方红、珍宝岛、凤凰山、大佳河、三江、太平沟、茅兰沟等自然保护区监测数据,并采用“节点−网络−模块−走廊”模式规划了中俄之间的跨国生态廊道和国内跨区生态廊道(图1)。
图1 中俄东北虎生态廊道分布示意Fig. 1 A diagram of Amur tiger ecological corridor distributions across the Sino-Russian border
由图1可以看出,目前中国主要分布有8条东北虎生态廊道,其中4条为中俄跨国生态廊道(绿色箭头),另外4条为中国国内跨区生态廊道(红色箭头)。
3.1 俄罗斯豹地公园−中国老爷岭跨国生态廊道
该廊道位于中俄边境的老爷岭南部的珲春−东宁区域,即东北虎豹国家公园及其毗邻区域。主要区域包括:珲春、汪清、天桥岭、老爷岭、穆棱东北红豆杉等12处自然保护地。该跨国廊道是维持我国东北虎豹国家公园虎种群的主要来源,是目前东北虎活动最频繁、监测数据最多的区域,也是东北虎跨境迁移于俄罗斯豹地公园−中国东北虎豹国家公园的重要生态廊道。随着东北虎跨境迁移日趋增多,近年来,在我国国家公园珲春片区内,已经监测到数个定居繁殖的东北虎家族。然而,由于俄罗斯豹地公园处于俄罗斯滨海边区西南部东北虎小种群分布区,且该小种群已与锡霍特山地区的大种群隔离多年,种群数量仅为40~50只,其生态廊道的东北虎种群“源”的潜力不甚乐观。
3.2 中国凤凰山−俄罗斯−中国鸟青山跨国生态廊道
该廊道位于中俄边境的老爷岭北部的黑龙江凤凰山国家级自然保护区和鸟青山省级自然保护区及其毗邻区域,是中俄界湖兴凯湖西北部林区东北虎跨境迁移的主要通道。由于该区域俄方分布的虎数量较少,跨国迁移的监测数据不多,故仅有零星报道。
3.3 俄罗斯锡霍特山−中国完达山跨国生态廊道
该廊道位于中俄边境乌苏里江沿岸的完达山东部虎林−饶河及其毗邻区域,主要区域包括:东方红、珍宝岛、挠力河、东北黑锋、大佳河等13处自然保护地。这是俄罗斯锡霍特山山脉东北虎大种群(约500只)与我国完达山林区跨境迁移的唯一生态廊道,也是维持我国完达山东北虎分布区的主要虎源,由俄地罗斯哈巴罗夫省的比金国家公园的东北虎跨江与我国完达山种群之间进行迁移交流。完达山东部林区是我国最早发现东北虎分布的地区,虽然监测数据较多,但监测到的东北虎数量远低于珲春−东宁区域,主要原因是比金地区位于锡霍特山东北虎“漏斗型”分布区的最底部,分布的数量有限,亟需中俄联合开展跨境生态廊道建设。
3.4 俄罗斯尤太洲−中国小兴安岭跨国生态廊道
该廊道位于中俄边境小兴安岭东部的嘉荫−萝北−抚远及其毗邻区域,是俄罗斯尤太洲野外释放的东北虎跨境迁移到我国小兴安岭林区的主要通道。主要区域包括:太平沟、茅兰沟、黑瞎子岛、新青、红星等11处自然保护地。从2015年的“库贾”首次跨境迁移到该地区以来,已有7只东北虎先后来到我国境内,占俄方近年释放东北虎总数(16只)的44%,尤其是2021年跨境迁移的“拉佐夫卡”雌虎,携带了3只幼虎长时间驻留于我国太平沟国家级自然保护区。
3.5 老爷岭南部-张广才岭南部跨区生态廊道
该廊道东起珲春−东宁中俄边境,经由东北虎豹国家公园,在镜泊湖南岸附近,跨越鹤大高速公路;西至张广才岭南部的黄泥河、东京城(西部)与大海林、山河屯林区交汇处的大盔锅山周边。主要区域包括:黄泥河、大峡谷、凤凰山森林公园、海浪河、尔站、镜泊湖等9处自然保护地,该廊道通过与东北虎豹国家公园衔接,形成了老爷岭南部−张广才岭南部东北虎自由迁移的廊道,有效疏导了中俄边境挤压的东北虎个体向我国腹地扩散,缓解了东北虎豹公园内的东北虎、豹种群拥挤竞争的问题。
3.6 小兴安岭−张广才岭北部跨区生态廊道
该廊道主要是衔接松花江南北两岸的张广才岭北部和小兴安岭南部2大林区之间的东北虎潜在生态廊道,为张广才岭南部扩散的东北虎与小兴安岭北部中俄边境地区迁移的东北虎构建起相互迁移交流的通道。主要区域包括:北岸小兴安岭南中部的清河、兴隆、绥棱、双丰、金山屯等林区,南岸张广才岭北部的方正、柴河、八面通、林口等林区,以及这些森工林区所辖的12处自然保护地。
3.7 完达山西部−老爷岭北部−张广才岭北部跨区生态廊道
该廊道主要是衔接国内完达山、老爷岭和张广才岭3个东北虎主要分布斑块之间的潜在生态廊道,打通了东北虎完达山东部种群和老爷岭南部种群之间的迁移交流通道。主要区域包括:完达山西部的桦南、双鸭山、勃利等林区,老爷岭北部的密山、鸡东林区,张广才岭北部的林口、八面通和柴河等林区,以及这些森工林区所辖的13处自然保护地。
3.8 完达山东部−完达山西部跨区生态廊道
该生态廊道东起虎林−饶河县中俄乌苏里江左岸,经由完达山东部东方红、迎春林区;跨越建虎高速公路;穿越完达山西部的桦南−双鸭山林区−勃利县林区,西至完达山西南部与老爷岭北部林区交界处。主要区域包括月牙湖、七虎林、蛤蟆通、七星砬子、倭肯河等11处自然保护地。通过俄罗斯锡霍特山−中国完达山与中国凤凰山−俄罗斯−中国鸟青山跨国生态廊道对接,在中国国内形成完达山东部−完达山西部−老爷岭北部东北虎自由迁徙廊道。这是目前国内跨区生态廊道中最具有生态功能的生态廊道。
从上述东北虎生态廊道的总体布局来看,本文提出的8条跨境、跨区生态廊道,基本遵循了“斑块−廊道−基质”景观生态学理论和“节点−网络−模块−走廊”模式的生态廊道设计理念。尤其是俄罗斯豹地公园−中国老爷岭和俄罗斯锡霍特山−中国完达山2条跨国生态廊道,确保了东北虎豹国家公园和完达山2大国内现有分布区与俄罗斯锡霍特山和滨海边区西南部东北虎种群的跨境迁移交流,从而稳定了我国东北虎野外种群的源;完达山东部−完达山西部跨区生态廊道的建成,极有可能将俄罗斯境内锡霍特阿林大种群与滨海边疆西南小种群,同中国连接在一起,从而实现全球东北虎各个种群的遗传基因交流,这将极具国际意义。此外,完达山西部−老爷岭北部−张广才岭北部和小兴安岭−张广才岭北部2条潜在跨区生态廊道的规划设计,将为目前东北老爷岭、张广才岭、完达山以及小兴安岭4个分布斑块,在未来连成完整的东北虎分布区,并恢复成适宜栖息地奠定坚实的基础。
4 东北虎自然保护地生态廊道建设的建议
为了积极开展中俄东北虎生态廊道的建设,全面推进东北虎栖息地生态修复,满足东北虎栖息、迁移和繁衍的生态需求,本文提出如下建议:
在珲春−东宁区域、乌苏里江或黑龙江流域的中俄边境地区,选择5~10处关键自然保护地,作为东北虎国际生态廊道建设的窗口,创建生物多样性保护国际自然保护地示范区,推进东北虎等珍稀濒危野生动物动植物跨境保护。
以东北虎国内跨区生态廊道建设为主,畅通中俄边境生态廊道为辅,优化整合东北虎栖息地内的各类自然保护地,创新自然保护地建设与管理机制,构建完善的东北虎自然保护地网络体系。有计划、按步骤、分期地开展东北虎生态廊道的建设工程。
优先开展完达山东部−完达山西部和老爷岭南部−张广才岭南部2条跨区生态廊道设计与建设,探索路子、积累经验、打造模式。重点开展:1)东北虎友好型人工林近自然改造及生态修复;2)退耕还林;3)建设跨越“建虎”“鹤大”等高速公路东北虎迁移廊道;4)东北虎猎物及栖息地恢复工程;5)定期开展东北虎巡护、监测与反盗猎活动等。
建立东北虎野外种群及栖息地监测和生态廊道建设成效信息平台,对生态廊道开展常态化的监测和管理。
建立中俄跨境东北虎自然保护地专家委员会,开展中俄东北虎尤其是边境地区的东北虎种群的联合监测和科学研究。
5 东北虎自然保护地生态廊道建设愿景
东北虎作为森林中的大型伞护种,不仅在自然生态系统中起着关键性作用,而且对生存环境的变化非常敏感,是生态环境的重要指示物种。保护野生东北虎,也就是保护了自然环境,保护了大片的森林和草地,保护了人类的生存环境。我国政府在“十四五”的相关规划中已明确提出,要通过改善东北虎栖息地质量,建设生态廊道,促进东北虎种群数量的恢复[16−17]。因此,本文提出中国东北虎自然保护地生态廊道建设愿景:以东北虎分布区自然保护地建设为基础,以东北虎跨境、跨区迁移轨迹为建设基点,以廊道内生态景观修复和猎物资源恢复为重点,将完达山、老爷岭、张广才岭和小兴安岭东北虎分布斑块连接成片,使东北虎自由迁移和繁衍于中国国内和中俄分布区,使东北虎栖息地质量显著提升,野外种群稳定增长,才能实现虎与人类的友好、和谐共处。