四川大熊猫国家公园区域景观生态系统特征与国家公园适宜性研究

2022-09-22李悦姚杨鑫王纪杰

四川林业科技 2022年4期

李悦, 姚杨鑫, 王纪杰

1.四川省林业勘察设计研究院，四川成都 610081；

2.四川省林业和草原调查规划院，四川成都 610081

国家公园是确保重要自然生态系统、自然遗迹、自然景观和生物多样性得到系统性保护，是维护国家生态安全，为公众提供生态产品，彰显国家精神和文化，并为子孙后代留下的宝贵遗产的重要区域[1]，也是实践美丽中国的重要方式。截至目前，我国已设立三江源、东北虎豹、大熊猫、祁连山、湖北神农架、福建武夷山、浙江钱江源、湖南南山、海南热带雨林和云南普达措等10处国家公园体制试点区[2]。国家公园设立的重要评价内容就是公园的国家代表性、完整性、原真性和适宜性[3]，生态系统原真性、完整性和破碎化程度也是国家公园考核评价的重要指标[4]。四川省地处长江上游，地跨青藏高原、横断山脉、云贵高原、秦巴山地、四川盆地等几大地貌单元，是生物多样性热点地区“喜马拉雅——横断山区”的核心组成部分，是大熊猫国家公园试点区的重要区域。

四川大熊猫国家公园处于四川盆地向青藏高原过度的亚高山峡谷地带，是以岷山山系为中心向周边扩展，包括龙门山、邛崃山系、大小相岭山系部分区域，在全国生态安全区位中，属于生物多样性保护区[5]，涉及面积29 676.55 km2，该区域是以大熊猫为代表的珍稀濒危野生动植物天然集中分布区域，该区域62.58%的空间区域属于四川大熊猫国家公园试点区域，涉及成都、德阳、绵阳、广元、雅安、眉山、阿坝7个市（州）共计19个县（市、区）。地理区位属于岷山、邛崃山和大相岭山系，横断山东部四川盆地与青藏高原过渡地带[6]（见图1）。

该区气候跨越亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、冰冻带等类型，有龙门山—岷山等多条断裂带，地质灾害多发频发，是第四纪冰川影响下古生物群落主要避难所，许多珍稀濒危野生动植物在此得以保存，有脊椎动物近万余种，植物近万余种，是世界上古老生物物种保存最多最完好的地区之一，也是全球植物种类最丰富的区域之一，被列入全球25个生物多样性保护关键地区之一。通过对四川省大熊猫国家公园所在区域的自然资源禀赋及生态系统景观特征及完整性、原真性和管理可行性研究，为四川省依据省情[7]，制定大熊猫国家公园相关管理政策提供参考。

图1 研究区位置图Fig.1 Location map of the study area

1 数据来源及研究方法

1.1 数据来源及处理

研究区景观生态系统数据来源2020年林地变更数据库，结合《四川植被》，对数据库进行区划和处理，形成研究区景观生态系统数据。人口经济等数据来源于采用四川省2020年统计年鉴；四川省交通路网数据来源于天地图；保护地和动植物资源数据，来源于区域内保护地总体规划和科考报告。

1.2 研究方法

景观生态学是研究生态系统特征及完整性的重要方法。通过收集研究区相关研究和调查成果资料，基于景观生态系统学理论，首先对大熊猫国家公园所在的岷山中高山区域的生态系统景观格局指数进行了研究。再根据建设国家公园的4个自然资源评判指标“国家代表性、生态系统完整性、生态系统原真性、管理可行性”对研究区的适宜性进行了分析。

（1）区域代表性：通过收集研究区相关研究和调查成果资料获得研究区生物多样性情况，自然资源、自然景观的国家代表性。

（2）生态系统完整性：采用指示物种法判定和生态系统景观结构指数法判定。通过研究区域指示物种的群落的面积和类型，结合区域景观生态系统结构和特征指数，研究区域生态系统功能和结构完整性[8,9]。其中：

①生态系统结构完整性采用景观生态学的指标[10]。

由于区域内景观基质的类型和群落特点对区域生态系统的完整性起决定作用。因此，基于景观生态学理论，运用arcgis和Fragstats4.2软件，在景观格局水平选用斑块类型数量（NP）、斑块密度（PD）、最大景观指数（LPI）、平均斑块面积（AREA_MN）、面积-周长分维数（PAFRAC）、景观分割指数（DIVISION）、景观多样性（SHDI）、斑块聚合度（AI）8个指标来研究区域总体情况。在景观类型水平选择景观类型面积比（PLAND）、斑块类型数量（NP）、斑块密度（PD）、最大景观指数（LPI）、平均斑块面积（AREA_MN）和斑块聚合度（AI）6个指标[11]。各景观指数生态学意义见表1。

②指示物种：即该环境下的顶级物种、群落。顶级群落，即在特定该地理区域内的最优化状态，其生态系统结构、功能、过程不受外界干扰影响，并在自然变化范围内保持良性循环，本地物种可以处于可以持续繁衍水平[12]。区域内指示物种类型多，分布地面积大，则客观表明区域内生态系统功能完整，相反，缺少指示物种，则表明区域生态系统不能够支持顶级动植物群体（落）繁衍和存活，生态系统功能完整性低。

表1 景观指数及其意义Tab.1 Landscape index and its significance

（3）原真性研究

①自然性指数：未受人为干扰活动区域占区域总面积的比例，正面指标。

②受人为干扰活动的压力：人口密度、交通路网密度，反映生态系统原真性的负面指标。

（4）管理可行性研究

①自然资源产权

通过区域内国有土地的面积和比例高低[13]来判定区域内可管理强度的高低。

②现有管理基础

根据区域国有土地比例、所在主体功能区、区域内保护地面积比例和人为直接干扰活动区域比例来判定区域管理可行性。

2 研究结果

2.1 景观生态体系特征

根据岷山中高山区域土地利用和植被类型，研究区各生态系统类型及面积比例可以看出，该区域生态系统环境特点是以森林生态系统为主，各类型森林面积达到了52.18%，灌丛、草甸、流失滩为辅的特征。其中，针叶林森林生态系统面积最大，占比达到了30.76%，阔叶林森林生态系统占比19.94%，排第三位，各类灌丛生态系统面积占比达到了22.41%，是除针叶林森林生态系统外的第二大类型。区域人工生态系统面积比例为2.21%，包括城镇交通、农耕地（含园地），其中农耕地的面积（66 154.47 km2）和比例（1.79%）较大（见表2）。

从景观生态系统类型尺度景观指数来看，研究区域包括32个生态系统类型，除农田和城镇交通外，依据生态系统环境划分，包括有30个自然生态系统。其中，亚高山常绿针叶林面积最大，达到了26.21%，景观斑块数量最多4 177个，其他地带的景观面积比例均低于10%，且景观类型丰富。所有景观类型中，高山流石滩的平均景观面积最大，为587.76 hm2，景观聚集度也最高，说明该区域内高海拔裸岩荒漠生态系统面积较为连片。从区域内最大景观指数来看，区域内最大一个景观斑块属于亚高山草甸（见表3）。

表2 岷山中山高山区生态系统类型和面积统计Tab.2 Statistics on ecosystem types and areas in high mountain areas of Minshan Mountain

2.2 国家公园适宜性

（1）国家代表性

该区域是具有国家代表性的物种大熊猫和川金丝猴的集中分布区，据相关保护地资料，区域内有脊椎高等动物近1 000种，属国家重点保护的野生动物146种，以大熊猫、川金丝猴、牛羚等为旗舰代表，伴生的珍稀物种有牛羚、林麝、马麝、白唇鹿、四川梅花鹿、马鹿、雉鹑、血雉、绿尾虹雉、雪豹等，区域内野生植物资源数量在1 500~3 100种之间，是四川省野生动植物资源丰富度最高的区域。该区域内与大熊猫栖息地密切相关的植被类型面积达14168.57 km2，占研究区域的比例为47.74%（见表4）。

除此外，区域内还有大熊猫遗产地、九寨黄龙遗产地和青城山遗产地等世界自然和文化遗产地，涉及到涪江水系、白龙江水系、青衣江水系、岷江水系、沱江水系等。区内最低海拔688 m，最高海拔6 132 m，海拔众值3 560 m，区域内地形坡度多介于20°至30°之间，地形地貌复杂，该区域因其物种、景观的代表性和典型性，是四川省国家公园的首选区域。

表3 景观类型指数Tab.3 Landscape type index of Minshan Mountain

表4 与大熊猫栖息地相关植被群系及面积统计表Tab.4 Statistics of vegetation groups and areas related to giant panda habitat

（2）生态系统完整性

该区域内生活有大熊猫、川金丝猴、雪豹等区域典型旗舰物种，其栖息地环境主要包括偏湿性常绿阔叶林、山地偏干性常绿阔叶林、川西高山峡谷针叶林等该区域的典型森林植被类型，也包括高山流石滩、亚高山灌丛、草甸等是特定自然地理条件下区域的顶级群落，说明这些区域生态系统功能具有相对完整性，具有支持区域典型物种生存的自然生态系统环境。初步统计，不同海拔地带的顶级植被群落的面积比例85.32%，为区域内近千种野生动物提供了良好的栖息地环境。说明该区域景观类型多，区域内具有重要地位的生态系统结构链和过程具有一定的稳定性。

（3）原真性研究

①自然性指数

该区域内自然性指数为0.949 3，人为干扰仍然以农耕地为主。区域内人为干扰活动面积及比例见表5和表6。

②人口和交通路网

县域人口密度超过100人·km-2的有8个市县，人口密度在20~100人·km-2的县域有9个，人口密度低于20人·km-2的县域有7个，人口密度最高的为崇州市，最低的为若尔盖县。路网密度超过1.0 km·km-2的有7个市县，介于0.5~1.0 km·km-2之间的有4个市县，低于0.5 km·km-2的13个市县，路网密度最低的为松潘县，最高的为崇州市（见表7）。

表5 岷山中山高山区自然性指数Tab.5 Natural index of high mountain areas in Minshan Mountaina

表6 岷山中山高山区人为活动干扰因子分析Tab.6 Analysis on human activities interference factors in high mountain areas of Minshan Mountain

（4）管理可行性研究

研究区管理可行性指标数据表明，该区域国有土地比例较高，人为干扰活动区域比例较低，符合国家主体功能区，已纳入各类保护地的面积大于80.3%（见表8），涉及保护地个数50处以上，其中世界自然或文化遗产地3处，国家级保护地21处，类型涵盖大熊猫国家公园试点区、自然保护区、各类自然公园，从管理上来看具有可行性。

3 结论与建议

研究区域岷山中高山区域是四川省大熊猫国家公园试点地带，研究区域空间范围大于四川省大熊猫国家公园的试点区域，主要基于生态系统的连贯性。该区域不仅有能够代表国家形象的野生动物大熊猫及其栖息地的集中分布区，又有九寨沟黄龙世界自然遗产地，青城山-都江堰文化遗产等区域，是四川省国家代表性最强的区域。研究区域内，国有土地比例接近80%，保护地面积大，区域人为活动干扰区域比例5.10%，相对较低，具有建设国家公园的管理可行性。从研究区域的生态系统类型和格局看，区域内生态系统类型丰富，大熊猫国家公园旗舰物种的主要栖息地类型亚高山常绿针叶林,虽然面积比例较高，达到了26.21%，但斑块数量较多，平均斑块面积不高，斑块密度是所有生态系统类型中最高的。因此，后期建议加强该类型栖息地的连通性建设，农耕活动是区域内最主要的人为干扰活动，要重点做好对耕地开垦活动的管理。