海南岛生物多样性保护优先区评价与系统保护规划

海南岛生物多样性保护优先区评价与系统保护规划

*

欧阳志云

**

肖燚徐卫华郑华江波

(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085)

摘要选择海南岛140个濒危物种为指示物种,在物种栖息地评价的基础上,利用系统保

护规划工具MARXAN 模型进行迭代运算,提出了海南岛生物多样性保护优先区域,并对保护

优先区进行评价.结果表明:海南岛保护优先区面积5383.7km 2

,占海南岛陆地面积的15.6%,集中分布于鹦哥岭、尖峰岭、五指山等林区和北部湿地;在保护优先区中,11个I 级指示物种栖息地的保护比例均超过各自栖息地总面积的65%.通过对保护优先区与现有自然保护区的空缺分析,建议扩充尖峰岭保护区群、鹦哥岭-黎母山保护区群、五指山-吊罗山保护区群;新建抱龙林场-林鼻岭-福万岭保护体系;在海南岛北部建立以水源保护为主,同时兼顾

珍稀物种保护的水源地保护带.

关键词

海南岛生物多样性优先区系统保护规划MARXAN 模型

文章编号1001-9332(2011)08-2105-08中图分类号X36文献标识码A

Priority areas for biodiversity conservation in Hainan Island :Evaluation and systematic con-servation planning.ZHANG Lu ,OUYANG Zhi-yun ,XIAO Yi ,XU Wei-hua ,ZHENG Hua ,

JIANG Bo (State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology ,Research Center for Eco-Environ-mental Sciences ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100085,China ).-Chin.J.Appl.Ecol .,

2011,22(8):2015-2112.Abstract :A total of 140endangered species in Hainan Island were selected as indicator species ,and their spatial distribution patterns were analyzed by using mechanism habitat model.Based on the iterative operation with systematic conservation planning tool MARXAN ,the priority areas of these species were identified and evaluated.The priority areas had an area of 5383.7km 2,accounting for 15.6%of the total land area of the Island ,and mainly distributed in some forest regions (Yinggeling ,Jianfengling and Wuzhishan )and in northern part water source regions.In the

priority areas ,

the conservation proportion of 111st grade indicator species habitats occupied at least 65%of all the habitats.Through the gap analysis of priority areas and current nature reserves ,it was suggested that an expansion of Jianfengling ,Yinggeling-Limushan ,and Wuzhishan-Diaoluoshan

nature reserves and the establishment of Baolonglinchang-Linbiling-Fuwanling protection system

should be made ,and the protection areas for water source conservation and endangered species should be established in the northern part of the Island.

Key words :Hainan Island ;biodiversity ;priority area ;systematic conservation planning ;MARXAN model.

*国家自然科学基金重点项目(40901289)和海南省环境科学研究院“海南省主体功能区生物多样性及生态保护评估方法研究”项目资助.

**通讯作者.E-mail :zyouyang@rcees.ac.cn 2010-12-28收稿,2011-05-09接受.

海南岛主岛地处热带北缘及干湿热带气候的过渡带,岛内地形复杂、气候多样、水热充沛,保存了我国最大面积的热带雨林和丰富的生物多样性资源.这些资源不仅为人类提供大量产品,在调节人类生存环境、保留物种进化发展能力方面也发挥了巨大

作用

[1]

.因此,保护海南岛生物多样性在世界范围

具有重要意义.

为就地保护海南省丰富的生物多样性资源,自

1960年海南省筹建第一个自然保护区———尖峰岭热带森林自然保护区以来,在各级政府部门的大力支持以及广大自然保护区工作者的共同努力下,海南省初步形成了以生态系统保护、野生生物物种保护、自然遗迹保护、海岸线保护等为保护目标的较齐全的自然保护区体系

[2]

.至2010年,海南省共有50

应用生态学报2011年8月第22卷第8期

Chinese Journal of Applied Ecology ,Aug.2011,22(8):2105-2112

个自然保护区,总面积达273.36?104hm2.近年来,海南实施国际旅游岛发展战略,经济发展机会迅速增加,但经济发展与保护建设的冲突也日益凸显.这迫使研究人员开始对该地区的生物多样性进行重新评估,为新的保护体系建设累积资料.如2010年完成的海南省生物多样性评估报告[3]比较详细地分析了海南省现有物种的分布和生境特征,对于海南省生物多样性保护优先区评价具有重要的指导作用.

当前的保护优先区选址研究主要有4种方法:基于珍稀物种丰富程度进行分布格局指数计算的热点区分析方法[4-5];基于保护目标因素与人类干扰、管理因素空间叠加分析的空缺分析法[6-7];基于数学算法以选择保护地在最小经济成本下“最小集”的选址迭代运算法[8];基于珍稀生态系统分布的生态区划法[9-10].另外,通过景观连通性模型来评价保护网络也可以在一定程度上识别保护优先区.我国学者对上述研究方法都进行过尝试,极大促进了我国保护网络设计理念的发展.保护体系的规划过程需要考虑操作可行性,即需要对投入保护建设的土地、资金、人力等限制因素进行充分评估.保护体系的根本作用在于就地限制威胁生物多样性的因素,而快速增长的人口需要活动空间、生活资料和垃圾排放空间[11],这也就造成了人类活动与生物多样性保护之间的冲突.面对这种冲突,保护体系需要考虑更多因素以获得更好的保护效益.较完善的保护体系要达到2个目标:1)保护体系是否能在各个层次囊括生物多样性分布重要区,这需要对生物多样性格局的准确识别[12];2)保护体系是否能满足生物多样性的保护需求,健康有效地保护体系应当通过维持生态过程完整性、种群可持续性,并排除威胁因素,使生物多样性得到长期维护和发展[13].为此,Margules和Pressey[14]提出了系统保护规划(system-atic conservation planning,SCP)的概念,认为保护规划不仅应当考虑自然性质和生物学范式,还应系统地考虑保护区大小、连通性、边界长度以及建立保护区所需的经济和社会成本.系统保护规划是一种基于数学模拟算法的规划方法,规划过程需要对保护目标、保护成本和边界紧密度进行量化,其关键是系统累积数据,通过迭代模拟算法评估现有保护体系的有效性,最终建立新的保护区完善保护体系.近年来,该方法发展迅速,目前已广泛应用于一些保护优先区的规划实践[15-17].

我国土地为国有制,新建保护网络不需要大量购置成本,这使得以往的研究更关注保护目标,对保护成本关注不足.但在国家和政府层面,保护体系建设仍然付出了大量机会成本,保护区的建立意味着该区域丧失了开展其他经济活动的权利.随着海南建设国际旅游岛战略的出台,经济活动与保护工作之间的冲突愈加凸显,这种冲突集中于如何合理配置有限的土地资源.保护区面积大小以及空间布局研究成为保护体系规划中最关键的问题之一.为此,本研究基于系统保护规划的理念,利用空间模拟退火法海洋保护区设计(marine reserve design using spatially explicit annealing,MARXAN)模型的“最小集”运算功能,探讨了海南岛珍稀物种的空间分布和生物多样性保护体系在满足一定比例保护目标时的空间分布模式,旨在为海南生物多样性保护体系的修编提供一些建议.

1研究地区与研究方法

1.1研究区概况

海南岛(18?10'—20?10'N,108?37'—111?3'E)位于中国最南端,北以琼州海峡与广东省划界,西临北部湾与越南民主共和国相对,东濒南海与台湾省相望,东南和南面在南海中与菲律宾、文莱和马来西亚为邻,与我国大陆之间最短距离仅10 30km.研究区下辖2个地级市、6个县级市、4个县、6个民族自治县和1个经济开发区.该区地形地貌结构复杂多样,中部为高山,向四周递降,山地集中于中部偏南,占全岛面积的25.4%.野生维管束植物约3900种,野生高等动物约650种[3],森林昆虫约6183种[18].本研究仅考虑海南岛主岛的陆地动植物,对周边小岛不予考虑,研究区总面积约33934.2km2.1.2目标物种的选择

根据《濒危物种红色名录》[19]、《国家重点保护野生动物名录》[20]、《国家重点保护野生植物名录(第一批)》[21]、《中国物种红色名录》[22],结合专家意见制定物种选择准则并划分保护级别:Ⅰ级为国家一级且濒危、极危[19-21],Ⅱ级为国家二级且濒危、极危[19-21],Ⅲ级为其他濒危、极危物种和海南特有动物物种[22].

1.3栖息地评价

本文以《海南省生物多样性评价报告》[3]中的调查数据为主,结合海南省环境研究院提供的海南省自然保护区内部科考资料、2004年以来的保护区监测数据、文献[23-30]、中国生物多样性信息系统(CBIS)[31]等多源信息确定目标物种主要分布区

6012应用生态学报22卷

和生境变量

[32-37]

.本研究于2010年5月对海南岛(除三亚以外)各县级行政单位有关保护的主管部门负责人进行当面询问,以控制数据质量.

栖息地评价过程中,根据物种分布的市(县、自

治县)进行栖息地初步提取.若某目标物种在某市(县、自治县)有分布,则使用ArcGIS 9.3软件Spa-tial Analysis 模块中的Mask 工具将该行政单位及其内部河网、高程、生态系统分布等要素提取出来,栅格分辨率为30m ,空间分析操作范围以高程数据为准.在已提取出的行政单位中,利用物种生境机理模型识别该物种栖息地.查询每一目标物种分布的海拔、生态系统类型、距水源距离和土壤类型,叠加计算栖息地分布区.依此结果使用ArcGIS 9.3软件Spatial Analysis 模块中的Reclassify 提取每一目标物

种的栖息地,

有分布区赋值为1,无分布区赋值为0.使用Raster Calculator 工具对上述4个栖息地要素

分布图进行乘法运算,取值为1的区域作为该物种栖息地分布区,

0为非栖息地分布区.根据该物种的相关研究结果做适当修正,最终输出栖息地分布数据.1.4

优先区评价

MARXAN 模型是一种基于模拟退火法的系统

保护规划模型,用于选择保护体系中一定经济限制

条件下的最小成本区,

最早用于海洋保护体系规划,随着模型的不断完善,目前已广泛应用于陆地保护

体系规划

[38-39]

.其总体框架[40]为:设保护体系中规划单元总数为m ,

保护目标物种总数(或其他保护目标因素,如植被型)为n ,根据物种信息构建物种分布矩阵A ,则矩阵中数值(a ij )如下:

a ij =

1,若物种j 在规划单元i 中出现

0,

若物种j 未在规划单元i {中出现

式中:i =1、

2、3、…、m ;j =1、2、3、…、n.设m 维向量X 表示规划单元是否被选入保护体系,则元素x i 可表示如下:

x i =

1,若规划单元i 被选入保护体系0,若规划单元i {

未被选入保护体系

运算需满足如下条件:目标函数为最小规划单

元集合[

min (∑m i =1x i )],且∑m

i =1

a ij x i ≥1,其中,j =1、

2、3、…、n (每个物种至少出现一次),x i 、a ij ∈[0,

1].该优先区选址过程属整型线性规划.

迭代运算使用集水区作为规划单元,原因是集水区内部因小气候相似而成就了单元内相似的生态因子,使各集水区内部比传统的正多边形规划单元

具有更大的自然相似性,

这也是为适应海洋保护体系规划方法用于陆地的一种改进尝试[38]

.使用ArcGIS 9.3软件Spatial Analysis 模块Hydrology 子

模块下River Basin 工具划分海南岛集水盆地,根据水系提取结果的最低级水系,

结合1?25万海南水系图对提取结果进行修正.共得到11011个集水盆地作为规划单元,将保护优先区在满足物种保护目标条件下的总面积最小作为规划约束条件.使用Spatial Analysis 模块Zonal 子模块下Zonal Statistics as Table 工具统计每个目标物种在每个规划单元中的栖息地分布面积,构建物种分布矩阵.保护目标要求规划后保护优先区面积约占海南岛总面积的15%,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的物种保护目标分别占各自栖息地总面积的60%、

40%、30%.使用PANDA 软件计算每个规划单元与相邻单元的临边长度.模型迭代运算100次,

得到规划单元不可替代性和规划单元组合的最优解,前者是每个规划单元在100次运算中被选择到的次数,后者是从100个解集中选出的最优解;前者的分布在0 100,即每个单元都有1个0 100的数值表示它在整个运算过程中被选入最优解集的次数,选入次数越多的单元的保护效益越高,后者是为每个规划单元赋0或1两个数值,表示在100次运算中能够最好满足约束条件的那一次运算结果,取值为1表示入选,取值为0表示不入选,即为整数规划的解.可见,不可替代性可以得到所有规划单元的保护优先性序列,便于划分每个单元的保护级别,因此本文主要选用不可替代性结果作为提出规划建议的依据.

选址迭代计算后,需要调整结果单元的空间紧密度,如果过度密集,可能使一些位于连接区,但保护效用不高的规划单元入选;若过度分散,则不便于规划新的保护区.调整过程靠模型边界修正值(BLM )控制,通过对BLM 的不断修改可以分析结果的边界总长与总面积的关系,找到能够权衡二者的BLM ,从而反复计算得到更合理的保护优先区空间分布模式.2结果与分析

2.1

海南岛目标物种分析与栖息地评价

海南岛符合物种选择标准的物种共208种,其

中动物36种、植物172种.由于部分数据空缺造成68个物种的栖息地无法识别,这些空缺物种的野生种群研究较少,但与识别栖息地的物种分布重叠度较高.因此,小部分物种数据缺失不会对结果造成较

7

0128期张路等:海南岛生物多样性保护优先区评价与系统保护规划

表1不同类别和级别的目标物种数量

Table1Numbers of indicator species at different grades and classes

级别Grade

类别Class

A B C D E F G H

Ⅰ30030320

Ⅱ100030230

Ⅲ6038212521

A:双子叶植物纲Dicotyledoneae;B:单子叶植物纲Monocotyledone-ae;C:松柏纲Coniferopsida;D:哺乳纲Mammalia;E:两栖纲Am-phibia;F:爬行纲Reptilia;G:鸟纲Aves;H:硬骨鱼纲Osteichthyes.大影响,但在规划运行过程中应对此类物种的实际分布状况予以关注.研究区能够识别栖息地的物种共140种,包括27种动物和113种植物.动物物种中,I、II和III级分别为8、8和11种;植物物种中,I、II和III级分别为3、10和100种(表1).

目标物种集中分布于海南岛中部山区,北部河流水库有少量两栖类和硬骨鱼类分布,沿海红树林内有一些目标物种分布.以30m?30m的栅格为单元,单元内最多包含43个指示物种的栖息地(图1).

2.2海南岛生物多样性保护优先区评价

从BLM调试结果可以看出,当BLM=1000时,保护体系边界总长度下降趋势基本平稳,而保护体系总面积的上升趋势加快(图2).由此可以认为1000为本研究中BLM近似最优值,此时保护体系平均边界总长3201km、平均规划单元总数2048个、平均总面积5131.7km2.

不可替代性值越高,表示该单元在生物多样性保护体系中的保护价值越高.本研究中不可替代性为0的规划单元为5004个,占规划单元总数的45.4%,占研究区总面积的54.3%,可以认为无重要的生物多样性保护价值;不可替代性在(0,10]、(10,20]区间的规划单元分别为1734和818个,分别占规划单元总数的15.7%和7.4%,分别占研究区总面积的17.0%和6.3%,保护价值较低;不可替代性在(20,30]、(30,40]区间的规划单元分别为583和451个,分别占规划单元总数的5.3%和4.1%,分别占研究区总面积的3.9%和3%,该类区域具有一定的保护价值;不可替代性在(40,100]区间的规划单元有2421个,占规划单元总数的22%,占研究区总面积的15.6%,这些区域具有较高的保护价值,且与最优解中保护体系总面积相符(图3).根据规划不可替代性值,本文中0 40为非保护优先区、41 60为三级保护优先区、61 80为二级保护优先区、81 100为一级保护优先区.海南岛保护优先区共59个乡(镇、农场).其中,

一级保护

图1研究区目标物种的分布

Fig.1Distribution of indicator species in the study

area.

图2边界修正参数(BLM)的校正

Fig.2Revising for the boundary length modifier(BLM)

图3研究区规划单元的不可替代性分析

Fig.3Analysis of the irreplacability of planning units in the study area.

8012应用生态学报22卷

表2保护优先区内的行政单位

Table 2Administration units in priority areas (PAs )

优先区级别PA grade 乡级行政单位

Administration units in village level

一级保护优先区The 1st grade PA

灵山、府城、福山、南丰、黎母山、牙叉、七差、博鳌、

朝阳、会山、南开、中平、王下、广坝、江边、中沙、港北、尖峰岭林业局七场、祖关、本号、新梅、高峰、大田

Lingshan ,Fucheng ,Fushan ,Nanfeng ,Limush-an ,Yacha ,Qicha ,Boao ,Chaoyang ,Huishan ,Nan-kai ,Zhongping ,Wangxia ,Guangba ,Jiangbian ,Zhongsha ,Gangbei ,The 7th forestry centre of Jian-fengling forestry bureau ,Zuguan ,Benhao ,Xinmei ,Gaofeng ,Datian 二级保护优先区

The 2nd grade PA

锦山、冯坡、湖山、龙塘、东山、潭牛、宝芳、加乐、邦溪、番家、石禄、细水、红毛、毛阳、番阳、五指山、永明、吊罗、畅好、千家、新政、福报、感城Jinshan ,Fengpo ,Hushan ,Longtang ,Dongshan ,Tanniu ,Baofang ,Jiale ,Bangxi ,Panjia ,Shilu ,Xishui ,Hongmao ,Maoyang ,Fanyang ,Wuzhishan ,Yong-ming ,Diaoluo ,Changhao ,Qianjia ,Xinzheng ,Fubao ,Gancheng 三级保护优先区The 3rd grade PA

龙坡、长坡、潭门、福田、元门、公爱、禄马、北大、红山、八村、兴隆农场、南桥、冲坡、毛感Longpo ,Changpo ,Tanmen ,Futian ,Yuanmen ,Gong ’ai ,Lu-ma ,Beida ,Hongshan ,Bacun ,Xinglong Farm ,Nan-qiao ,Chongpo ,Maogan

优先区面积2078km 2

,占海南岛陆地总面积的6.1%,涉及23个乡(镇、农场);二级保护优先区面

积1565.6km 2

,占海南岛陆地总面积的4.6%,涉及

23个乡(镇、农场);三级保护优先区面积1640.1

km 2,占海南岛陆地总面积的4.8%,涉及14个乡(镇、农场)(图4,表2).

在保护优先区内,所有目标物种均达到既定保护目标.其中,

11个I 级目标物种栖息地的保护比例均超过65%(表3).2.3

海南岛生物多样性保护体系的规划建议

通过生物多样性保护关键区评价结果与研究区

图4研究区各级别保护优先区的分布

Fig.4Distribution of different priority areas (PAs )in the study area.

Ⅰ:三级保护优先区The 3rd grade PA ;Ⅱ:二级保护优先区The 2nd grade PA ;Ⅲ:一级保护优先区The 1st grade PA.

现有保护体系的对照,根据生态重要性分析结果认

为,凡是生物多样性保护重要性为I 级的地理单元且当前无自然保护区的地区均应建立自然保护区(图5).从保护体系空间布局的角度出发,对现有保护体系提出以下3点扩充建议.2.3.1现有保护区群的完善

1)尖峰岭保护区群.尖峰岭保护区群由尖峰岭保护区和彩桥红树林自然保护区构成,包括望楼河中下游流域和白沙溪中游流域,与石门水库、长茅水库、千家水流域、彩桥红树林自然保护区相互连通.

表3研究区I 级目标物种在各级优先区内的分布

Table 3Distribution of the 1st grade indication species in the different priority areas (PAs )in the study area

I 级目标物种The 1st grade indication species

优先区内物种分布面积

Distribution area of species in PAs (km 2)

三级优先区The 3rd grade PA

二级优先区The 2nd grade PA

一级优先区The 1st grade PA 优先区总和All PAs 优先区内生境占总生境的比例Proportion of habitat protected in PAs (%)

坡鹿Ruservus eldii 6.513.151.270.765.6云豹Neofelis nebulosa 29.532.585.9147.975.4圆鼻巨蜥Varanus salvator 24.726.284.4135.369.2海南孔雀雉Polyplectron katsumatae 35.137.1106.1178.369.3海南山鹧鸪Arborophila ardens 162.7147.2363.2673.169.8海南长臂猿Nomascus hainanus 46.455.4121.4223.373.7蟒蛇Python molurus 81.376.7167.0325.077.6鼋Pelochelys cantorii 0.3 1.9 3.7 5.870.4海南坡垒Hopea hainanensis 193.3219.0496.5908.971.3望天树Parashorea chinensis 401.9449.1959.61810.670.2狭叶坡垒Hopea chinensis

10.0

16.7

67.5

94.2

72.5

9

0128期张路等:海南岛生物多样性保护优先区评价与系统保护规划

图5海南岛生物多样性保护体系的修订

Fig.5Revising for biodiversity conservation system in Hainan Island.

Ⅰ:现有保护区Current nature reserve;Ⅱ:补充区域Enlarge area;Ⅲ:保护优先区Priority area.A:鹦哥岭-黎母山保护区群Yinggeling-Li-mushan nature reserve group;B:水源地保护带Protect areas for water conservation;C:尖峰岭保护区群Jianfengling nature reserve group;D:抱龙林场-林鼻岭-福万岭保护体系Baolonglinchang-Linbiling-Fuwan-ling protect system;E:五指山-吊罗山保护区群Wuzhishan-Diaoluoshan nature reserve group.

该保护区群的保护对象包括多种类型的热带森林(尤其是热带季雨林)和野生动物生境.扩建或新建区域涉及林业局七场、尖峰镇、冲坡镇、中沙乡、千家镇、福报乡.

2)鹦哥岭-黎母山保护区群.鹦哥岭-黎母山保护区群由现有的番加自然保护区、黎母山自然保护区、鹦哥岭自然保护区、猕猴岭自然保护区、佳西自然保护区、霸王岭保护区构成.其中,需扩建的区域包括霸王岭保护区西北七差水流域、南部南饶河流域,规划中应尽量使霸王岭保护区与猕猴岭、佳西、鹦哥岭保护区相互连通.东部南湾河、南春河、松涛水库应纳入保护区范围,形成鹦哥岭-黎母山的连通区域.该保护区群主要保护对象为具有特殊生物多样性保护价值的沟谷雨林、山地雨林、热带季雨林、热带针叶林、黑冠长臂猿生境以及松涛水库周边水源林.扩建或新建区域涉及细水乡、王下乡、七差乡、南丰镇、牙叉镇.

3)五指山-吊罗山保护区群.五指山-吊罗山保护区群包括五指山保护区、吊罗山保护区、尖岭保护区、会山自然保护区、加新自然保护区和南林自然保护区.应对长兴河中上游进行调整,使上溪保护区和南林保护区相连;应扩建上溪保护区西北部和中平溪流域.该保护区群主要保护对象为各种类型的热带森林生态系统和野生动物生境.新建或扩建区域涉及兴隆农场、南桥乡、中平镇.

2.3.2新建抱龙林场-林鼻岭-福万岭保护体系抱龙林场以南的部分地区目前暂无保护区,构建完整的保护区群难度很大.该区域为乐中水、毛苗田水、宁远河、藤桥河、响水河、三亚河等多条河流的水源区,且有大面积热带雨林和热带雨林型喀斯特剑状、针状石林等罕见地貌.可考虑在该区的核心区域新建保护区,并在周围修建森林公园以构成完整的保护体系.建设集中区域涉及高峰乡、新政镇、毛感乡、畅好乡.

2.3.3建立水源地保护带在海南岛北部水库周边建立水源林保护带.作为保护体系的一部分,全面建立保护区可能性不大,可建立一定范围的水源林保护带,以完善海南岛陆地保护体系,其管理方式虽与生态系统或野生动植物类型自然保护区不同,但在以保护水源地为主的同时,应加大对珍稀动植物监测和保护的力度.

3讨论

截至2009年底,海南岛保护区陆地总面积占全省陆地面积的7.1%,占本研究所选优先区总面积的50.9%,这与部分水源保护地未被划入保护区范畴有关.以往关于海南自然保护体系的研究较侧重于保护区威胁的分析并从政策角度提出保护生物多样性的建议[41-43],有些从森林生态系统保护角度提出保护体系建设的建议[44],有些则通过对岛内生态系统脆弱性的评价提出脆弱区的保护对策[45],这些研究成果对海南省保护体系建设起到指导作用.本研究更侧重于保护体系的空间布局分析,计算出了陆地保护体系的明确边界和位置,这无疑对保护体系的修编更具实际意义.本研究结果由模型计算而来,难免与现实有所差别,但最终目的是提供保护体系建设的总体布局和建议,开展实际规划工作还需要更多的调研和分析.

量化的保护目标是系统保护规划所必需的,这为选址运算提供了明确的计算条件.保护目标的等值设置被大多数选址算法所接受[46-47],但该方法过于绝对,没有考虑具有特殊意义的保护目标的保护优先性.可以根据保护物种栖息地适宜性等级[39]或保护物种濒危等级划分不同目标[48],也可先将保护目标设置为100%,在成本固定情况下计算单位成本的保护贡献[49].还有研究使用植被覆盖期望模型

0112应用生态学报22卷

确定应保护的植被面积[50].最合理的方式是综合分析各层次的动态和静态因素,建立等级化的保护目标.目标确立后并非一成不变,还需要根据数据的不断改善和研究的不断深入重新审订保护目标,以确保其合理性.Pressey等[51]在南非Cape Floristic地区的系统保护规划中要求项目组每隔5年对保护目标重新审核一次.受海南岛保护总面积15%的限制,本研究中的保护目标经过重要性分级划定目标,再经过目标值反复调整,存在一定主观性,应根据物种栖息地监测动态定期重新评估.

保护规划成本是系统保护规划研究的重要内容,有研究进行了量化成本空间分布的尝试[52-54].保护成本包括土地购置成本、保护管理成本、经济交易成本、对已有人造景观的损坏或限制成本和机会成本5部分.由于社会经济系统复杂,且动态性极强,需要大量数学模型进行预测,这可能造成较大的累积误差而影响规划结果.本文未量化保护体系规划建设与运行所需的成本,故采用土地面积模拟保护成本来构建约束条件,可以体现规划单元间的基本差异,并且能够平衡单元内栖息地与单元面积的比例,具有合理性.然而,在海南打造国际旅游岛的大环境下,利用专题数据模拟旅游机会成本很有意义,这需要构建适用于我国国情的规划成本模型,值得进一步探讨.

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作者简介张路,男,1984年生.主要从事生物多样性格局和人类干扰机制研究,发表论文5篇.E-mail:zhanglu_cas @yahoo.cn

责任编辑杨弘

2112应用生态学报22卷

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