基于系统保护的苏州湿地保护格局与保护空缺分析
2023-11-04付元祥张冠湘冯育青张大才
付元祥 王 群 张冠湘 冯育青 张大才
(1 国家林业和草原局西南调查规划院,昆明 650031;2 苏州市湿地保护管理站,苏州 215100;3 西南林业大学,昆明 650224)
湿地提供了重要的生态系统服务功能,是生物多样性的摇篮,也是许多生物物种的重要栖息地(Gutzwiller, 2011),保护湿地及其生物多样性已成为当前国际社会备受关注的热点(http://www wetlands.org, 2010)。城镇化在我国是大势所向,快速的城镇化发展带来江苏南部地区建设用地无序蔓延及扩张,生物栖息地破碎化,生态土地被蚕食,生态廊道被阻断等(陈琪, 2015)。对于江苏南部水网地区而言,水是限制城镇建设发展的重要因素。在快速城镇化过程中,江苏南部湿地不断萎缩,湿地生态系统的生物多样性水平下降,湿地生态安全和可持续发展受到严重威胁。
苏州地处长江、太湖两大流域的下游,位于长江三角洲的地理中心,市域内河港交错,湖荡密布,河流与湖泊众多,有“水乡泽国”“鱼米之乡”之称,是全球候鸟最多的迁徙路线“东亚-澳大利西亚”候鸟迁飞路线的关键区域。苏州湿地在调节径流、改善水质、调节小气候方面具有重要的作用(庄惠钧,2020)。目前,苏州形成了以湿地公园、湿地保护小区、风景名胜区和水源地保护区等其他保护形式为一体的湿地分类保护系统,湿地保护率为60%。
本研究以苏州市为研究区,苏州是典型的水网城市,湿地占有率高,由于其处于高强度开发建设圈内,快速城镇化的冲击,致使苏州各类河网水系剧烈变化(朱颖等, 2020)。根据湿地面积、生态功能、生态区位和水鸟多样性等因素,制定湿地重要性评估指标体系。根据苏州市“国土三调”最新湿地相关数据、自然保护地整合优化后数据、未参与自然保护地整合优化的其他自然保护地以及多种来源的水鸟调查数据,在查清苏州市现有空缺湿地分布现状的基础上,分析湿地保护价值和自然保护地格局的空间匹配性,开展湿地保护空缺及其保护价值评估,提出针对性的湿地保护建议,为进一步完善苏州市湿地保护格局提供科学依据。
1 数据与方法
1.1 数据来源
湿地范畴以《中华人民共和国湿地保护法》为依据,湿地资源数据来源于苏州市自然资源和规划局,现有自然保护地、湿地保护小区、重要湿地等相关数据来源于苏州市园林和绿化管理局。
苏州市水系数据来源于苏州市第三次全国国土调查及最新年度国土变更调查成果(2021年)、中国高分辨率水域覆盖数据(https://doi.org/10.11922/sciencedb.00880) 和BIGEMAP 地图中的影像数据。
水鸟调查数据主要是利用国际和国内的鸟类开源数据库,主要来源于包括2000—2023 年中国观鸟记录中心(http://birdreport.cn/)、(http://ebird.org/home)以及长江中下游水鸟调查报告等。
根据苏州市第三次全国国土调查及最新年度国土变更调查成果(2021 年),苏州市湿地包括内陆滩涂、河流水面、湖泊水面、水库水面、坑塘水面、沟渠6 个分类,面积共331 970.39 hm2,占苏州国土面积的38.34%(表1)。在苏州各类湿地中,河流湖泊湿地的总体价值最高(程亚东, 2020)。
表1 苏州湿地基本概况Table 1 Basic overview of Suzhou wetland
1.2 数据预处理
苏州市自然保护地整合优化后范围、未参与自然保护地整合优化的其他自然保护地、重要湿地等矢量数据和“国土三调”最新变更成果的湿地相关数据在ArcGIS 中进行空间叠加分析,并设置面积阈值,筛选出大于面积阈值且未在以上受保护范围内的湿地,作为保护空缺湿地。
水鸟是湿地生态系统中主要生物类群之一,因其具有种类丰富、便于观察等特点,常被作为湿地健康状况的重要指示物种(Brandis, 2018)。考虑水鸟的移动性,将水鸟调查点记录的经度、纬度坐标按照5 km 为半径生成水鸟调查点位缓冲区与保护空缺湿地斑块进行空间匹配,对于匹配多个水鸟调查记录的空缺区,提取其水鸟调查数量及种类的最大值。全市共收集水鸟调查记录31 579 条,调查点位467 个,其中26 个保护空缺湿地匹配水鸟调查点位155 个。根据匹配的水鸟调查数据,确定保护空缺地块水鸟种群数量的信息。
对保护空缺湿地矢量边界进行缓冲区分析(10 km 缓冲区),并与自然保护地分布区叠加,确定是否与保护地毗邻;将保护空缺湿地矢量边界与苏州高分辨率水域覆盖数据进行叠加分析,判别不同保护空缺湿地斑块的连通性,综合上述步骤分析,确定其生态区位信息。
1.3 评估指标体系与赋值
参照中国科学院《高生态价值湿地保护空缺分析与保护路径建议研究报告》(中国科学院,2022),结合本研究的可行性,最终确定湿地面积、水鸟数量、生态区位重要性3 个指标,同时兼顾苏州实际情况进行赋值(表2)。1)湿地面积。湿地面积是衡量湿地生态价值高低的一个关键指标,根据《苏州市级重要湿地、一般湿地认定条件》,苏州市湿地保护空缺面积阈值设置为50 hm2。2)水鸟种群数量。某一种或多种水鸟数量占估计种群数量的比例,以1%为阈值。具体为单一水鸟数量超过全球或迁飞路线种群数量的1%(使用单次调查中每种水鸟数量的最大值,根据湿地国际发布的“第五次全球水鸟种群数量估计”,WPE5,http://wpe.wetlands.org)。湿地定期栖息的水鸟数量,设定100 只为阈值,水鸟数量的权重设置为0.25。3)生态区位。湿地是否为现有自然保护地之间的重要生态廊道、是否位于其他自然保护地10 km 之内,采用空间叠加方式进行打分,对保护空缺湿地地理区位和生态功能进行评定。地理区位和生态功能的权重设置为0.2。
表2 湿地保护空缺快速评估指标体系Table 2 Rapid evaluation index system of wetland protection gaps
1.4 评估方法
湿地保护空缺赋值总分计算公式如下:
式中:Q为湿地生态状况赋值总分;Xi为湿地保护空缺状况权重赋值;Pi湿地保护空缺快速评估每项指标赋值;W为系数,本研究中设定为30。
湿地保护空缺赋值总分范围为0 ~100 之间,评估结果判定如下:Q≥75 分,湿地保护空缺评估为“优先保护”;50 ≤Q<75 分,湿地保护空缺评估为“中等保护”;Q<50 分,湿地保护空缺评估为“一般保护”。
2 结果与分析
2.1 保护空缺湿地概况
利用自然保护地整合优化后矢量范围、未参与自然保护地整合优化的其他自然保护地(水源地保护区、水产种质资源保护区、湿地保护小区等)、省重要湿地、市级重要湿地等和第三次全国国土调查及最新年度国土变更调查成果中的湿地有关数据,进行空间叠加分析,并根据面积阈值,筛选出各县(市、区)未在自然保护地范围内的湿地。苏州市辖10 个县(市、区)(姑苏区、工业园区、相城区、高新区、吴中区、吴江区、昆山市、张家港市、常熟市、太仓市),共有保护空缺湿地斑块28 块,湿地面积为6 462.06 hm2。
2.2 保护空缺湿地类型
在保护空缺湿地斑块个数中,湖泊水面占比最高,占50.00%,其次是河流水面(占25%)和内陆滩涂(占21.43%),上述3 种类型占比96.43%。占比最小的为水库水面,仅占3.57%。
保护空缺湿地斑块总面积为6 462.06 hm2,其中,河流水面类型面积最大,为2 905.48h m2,占空缺湿地总面积的44.96%,其次是内陆滩涂、湖泊水面,面积分别为2 201.30 hm2、1 057.90 hm2,分别占保护空缺湿地总面积的34.07%、16.37%。此外,坑塘水面面积为222.66 hm2、水库水面面积74.71 hm2,二者仅占保护空缺面积的4.61%。
2.3 评估结果
采用上述评估指标,对10 个县(市、区)的28块湿地斑块进行了快速评估(表3、图1)。根据评估结果,确定为优先保护的空缺湿地4 块,优先保护的湿地主要位于吴中区、吴江区、昆山市和常熟市4 个(市、区),湿地类型为内陆滩涂(2 块)、湖泊水面(1 块)、河流水面(1 块)、湿地面积为3 220.83 hm2,占空缺湿地总面积的49.84%。其中,2 块优先保护的空缺湿地与现有保护地相邻。
图1 苏州市湿地保护空缺分布图Fig.1 Distribution map of wetland protection gaps in Suzhou City
表3 湿地保护空缺赋值结果Table 3 Wetland protetion gaps assignment results
中等保护的空缺湿地为10 块,中等保护的湿地主要位于张家港市(2 块)、太仓市(1 块)、相城区(1 块)、高新区(1 块)、昆山市(2 块)、吴江区(3 块)。湿地类型为湖泊水面(4 块)、内陆滩涂(3 块)、河流水面(3 块)。中等保护的空缺湿地面积为2 043.69 hm2,占空缺湿地总面积的32.63%,其中,6块中等保护的空缺湿地与保护地相邻。
一般保护空缺区为14 块,面积为1 197.53 hm2,占空缺湿地总面积的18.53%。
3 结论和建议
3.1 结论
本研究基于湿地面积、水鸟种群数量、湿地区位等指标,建立了湿地保护空缺快速评估指标体系,系统开展了10 个县(市、区)湿地保护空缺分析和保护价值评估。结果表明:1)优先和中等保护湿地斑块数量约占湿地保护空缺斑块数的50%,面积占空缺湿地总面积的82.47%。优先保护地为4 块,中等保护地为10 块,一般保护地为14 块。其中,优先保护湿地面积为3 220.83 hm2,以内陆滩涂、湖泊和河流水面为主,占空缺湿地总面积的49.84%。中等保护地面积为2 043.69 hm2,以湖泊河面、河流水面和内陆滩涂为主,占空缺湿地总面积的32.63%。从空间分布上,优先保护的湿地主要位于长江和太湖附近,其中吴淞江作为江苏省的骨干河道(江苏省人民政府, 2018),是太湖重要的出水河流。2)优先和中等保护湿地对维持水鸟种群数量稳定性和水源涵养功能具有重要作用。优先和中等保护湿地大多是水鸟重要的越冬地、迁徙停歇地和繁殖地,50%以上的优先和中等保护湿地水鸟种群数量超过1 000 只,超过全球1%的水鸟为普通鸬鹚(Phalacrocorax carbo)、罗纹鸭(Anas falcata)等。3)优先和中等保护湿地纳入保护的条件成熟。57%以上的优先和中等保护湿地与现有自然保护地毗邻,具备保护地优化整合归并的条件,建议通过扩大原有保护地范围,并入保护地体系,加强保护。
3.2 建议
以贯彻落实《中华人民共和国湿地保护法》和《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》为契机,加强湿地资源管理确权和保护激励,确立湿地保护和管理中地方政府的主导作用(雷光春等, 2017)。湿地是苏州重要的城市名片,2022年4 月,苏州市正式启动国际湿地城市创建工作。目前,苏州市还缺少影响力较大的国家重要湿地(国际重要湿地),建议通过目前已有的省级重要湿地归并相邻的保护空缺湿地,升级为国家重要湿地,提出以下建议:1)对于优先保护的空缺湿地,建议通过以下一种或几种方式加强保护:归并入现有自然保护地或新建自然保护地;认定为重要湿地。2)对于中等保护的空缺湿地,建议通过一种或几种方式加强保护:归并入现有自然保护地或新建自然保护地;认定为重要湿地;新建湿地保护小区。3)对于一般保护的空缺湿地,建议通过以下一种或几种方式加强保护:归并入现有自然保护地或新建自然保护地;认定为重要湿地;新建湿地保护小区;加强巡护管护或采取其他保护形式。