地震對(duì)野生大熊貓影響的研究進(jìn)展

張晉東，李玉杰，黃金燕

(1.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川南充 637002;2.中國(guó)保護(hù)大熊貓研究中心，四川臥龍 623006)

地震及其引發(fā)的次生災(zāi)害，不但會(huì)破壞、甚至毀滅局部區(qū)域的人類系統(tǒng)，而且也深刻地影響自然系統(tǒng)［1］。在地震對(duì)自然系統(tǒng)的干擾中，對(duì)大熊貓及其棲息地的影響更具有代表性，不僅是因?yàn)榇笮茇?Ailuropoda melanoleuca)是我國(guó)特有且瀕危的珍稀物種，是全球野生動(dòng)物保護(hù)的旗艦物種，同時(shí)大熊貓的主要分布區(qū)也是地震高發(fā)區(qū)域，位于龍門山逆沖推覆構(gòu)造斷裂帶上岷山和邛崍山系是大熊貓最主要分布區(qū)域，其生境面積占全國(guó)大熊貓生境面積的67%，大熊貓種群占全國(guó)的70%以上［2］。自我國(guó)有地震記載以來(lái)至今，在大熊貓主要分布區(qū)域內(nèi)發(fā)生過9次7級(jí)以上地震［3］，其中1976年發(fā)生的松潘—平武大地震給該區(qū)域的大熊貓生境造成不同程度的破壞［4］。2008年5月12日發(fā)生在龍門山斷裂帶的8.0級(jí)汶川地震是我國(guó)大陸歷史上發(fā)生的破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣的地震災(zāi)害［3］。2013年4月20日，龍門山斷裂帶上再次發(fā)生7.0級(jí)蘆山地震，震中距汶川地震中心僅69千米［5］。地震及其引發(fā)的滑坡、泥石流等次生災(zāi)害導(dǎo)致邛崍山和岷山的森林生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)功能退化，給分布在該區(qū)域的大熊貓種群和棲息地造成嚴(yán)重影響［1，6］。汶川地震及蘆山地震發(fā)生后，國(guó)內(nèi)外的保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員針對(duì)地震干擾對(duì)大熊貓和其棲息地的影響，及森林生境的恢復(fù)過程開展了相應(yīng)的研究，為震后大熊貓的保護(hù)，棲息地管理提供了科學(xué)參考［1，5，6］。較之蘆山地震，汶川地震發(fā)生時(shí)間早，強(qiáng)度更大，破壞性更強(qiáng)，影響范圍更廣，目前研究更多針對(duì)汶川地震對(duì)大熊貓的影響開展的。本文針對(duì)地震對(duì)大熊貓生境與大熊貓行為模式的影響研究，大熊貓棲息地恢復(fù)過程研究進(jìn)行綜述與研究展望，以便更好地理解突發(fā)自然災(zāi)害對(duì)野生動(dòng)物及其生境的影響機(jī)制，為保護(hù)政策的制定提供理論依據(jù)。

1 地震及次生災(zāi)害對(duì)大熊貓生境的影響研究

與松潘—平武大地震后僅通過地震遺跡進(jìn)行零星的研究相比，科研人員針對(duì)汶川地震及其引發(fā)的次生災(zāi)害對(duì)大熊貓生境的影響從不同角度進(jìn)行了更加深入的研究［4］。地震發(fā)生 1個(gè)月后，Wang等(2008)以到震中的距離為標(biāo)準(zhǔn)，將大熊貓保護(hù)區(qū)劃分為重度、中度和輕微干擾區(qū)域，其中29%的大熊貓棲息地，44%的大熊貓種群，35%的大熊貓自然保護(hù)區(qū)距震中不到50km，屬重度干擾區(qū)域［6］。采用3S技術(shù)(RS，GPS，GIS)，研究人員對(duì)大熊貓生境損失進(jìn)行了評(píng)估，由于不同研究的研究區(qū)域、范圍及數(shù)據(jù)及分析手段存在差異，導(dǎo)致結(jié)果并不完全一致［1，7，8］。歐陽(yáng)志云等(2008)全面評(píng)估了地震對(duì)大熊貓棲息地的影響，結(jié)果表明汶川地震導(dǎo)致656 km2大熊貓生境喪失，損失比例5.9%［1］，也有研究表明地震導(dǎo)致更大面積的大熊貓生境喪失，損失比例達(dá)8.3%［7］。分析大熊貓自然遺產(chǎn)地內(nèi)的地震破壞區(qū)域的分布特征，發(fā)現(xiàn)僅有1.75%的大熊貓適宜棲息地被地震破壞，Yu等(2011)認(rèn)為地震未對(duì)大熊貓自然遺產(chǎn)地造成顯著地影響［9］。王學(xué)志等(2008)評(píng)估了都江堰地區(qū)受損大熊貓棲息地在海拔、坡度、坡位等因子分布特征，發(fā)現(xiàn)地震導(dǎo)致21.63%大熊貓生境喪失，地震破壞區(qū)主要分布在海拔1 400 m～2 400 m，坡度 20°～55°的山坡上［10］。徐新良等(2008)運(yùn)用多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)計(jì)算臥龍自然保護(hù)區(qū)滑坡、泥石流等次生災(zāi)害體面積為1.44 km2，受損森林比例為 0.28%［11］。Xu 等(2009)利用遙感數(shù)據(jù)分析了岷山南部受地震影響的大熊貓生境損失面積、破碎化程度及受損生境的空間特征，結(jié)果表明，汶川地震及次生災(zāi)害增加了大熊貓生境的異質(zhì)性、復(fù)雜性，導(dǎo)致大熊貓生境破碎化，大熊貓個(gè)體交流途徑被阻斷，形成了多個(gè)孤立的生境斑塊［12，13］。有學(xué)者建議汶川地震后，需在被隔離生境斑塊之間建立滿足大熊貓移動(dòng)、擴(kuò)散和生殖交流的廊道，并給出了具體的廊道建設(shè)方案［12，14］。Vi?a等(2011)利用遙感數(shù)據(jù)評(píng)估了“天保工程”和“退耕還林工程”在地震中對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)作用，結(jié)果表明，實(shí)施保護(hù)工程區(qū)域受地震破壞程度低于其他區(qū)域，說明我國(guó)實(shí)施的兩項(xiàng)生態(tài)保護(hù)工程對(duì)人類和自然干擾都有重要意義［15］?？梢?，迅速發(fā)展的3S技術(shù)，為地震后生態(tài)環(huán)境宏觀調(diào)查研究提供了有效的手段，分析受災(zāi)區(qū)域的空間特征，進(jìn)一步評(píng)估地震及其次生災(zāi)害對(duì)關(guān)鍵物種(如大熊貓)棲息地造成的影響，為次生災(zāi)害治理與災(zāi)后大熊貓的保護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。

在利用遙感影像數(shù)據(jù)評(píng)估地震對(duì)大熊貓棲息地影響的同時(shí)，科研人員也結(jié)合大熊貓的生物學(xué)特征、野外樣方監(jiān)測(cè)與地震干擾的原理分析地震對(duì)大熊貓生存可能產(chǎn)生的威脅。有研究指出地震引發(fā)的次生災(zāi)害毀壞了大熊貓賴以生存的主食竹，污染水源，導(dǎo)致老年大熊貓因缺乏食物而生病死亡;而且地震有可能誘發(fā)主食竹開花，威脅大熊貓的健康和生存［7，8，16，17］。然而，在地震后的野外調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)因地震而導(dǎo)致死亡或受傷的動(dòng)物個(gè)體，這可能是因?yàn)榇笮茇堊鳛橐粋€(gè)生活在地震頻發(fā)區(qū)域古老的物種，對(duì)地震的反應(yīng)比較機(jī)敏［18～20］;此外大熊貓通常喜歡選擇在坡度緩和的區(qū)域活動(dòng)，而滑坡、崩塌等次生災(zāi)害頻發(fā)在坡度陡的區(qū)域，兩者之間的空間重疊比例較低［19，21，22］。有研究人員在龍溪 - 虹口自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，在不同受損程度的大熊貓棲息地上，設(shè)置樣方監(jiān)測(cè)地震對(duì)大熊貓主食竹-拐棍竹(Fargesia robusta Yi)竹筍生長(zhǎng)發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度干擾導(dǎo)致大熊貓主食竹的質(zhì)量變差(主要質(zhì)量指標(biāo)為基徑與株高)，但是有利于竹子發(fā)筍與當(dāng)年生幼竹數(shù)量的更新［23］。而在臥龍自然保護(hù)區(qū)，類似的監(jiān)測(cè)表明地震影響拐棍竹筍的發(fā)育生長(zhǎng)，但沒發(fā)現(xiàn)地震對(duì)竹子發(fā)筍量的影響［24］。相似的研究獲得不同的結(jié)果，可能與不同的研究地點(diǎn)有關(guān)，也可能因樣本含量不足產(chǎn)生誤差，所以有必要設(shè)置足夠的固定樣方，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)地震對(duì)大熊貓主食竹生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

2 地震對(duì)大熊貓行為模式的影響研究

作為自然干擾，地震能影響甚至改變野生動(dòng)物正常的行為模式。例如大多數(shù)靈長(zhǎng)類動(dòng)物，在地震發(fā)生時(shí)，表現(xiàn)出反常的行為，如發(fā)出各種吼叫聲，坐立不安等緊張的情緒［25］。蘆山地震發(fā)生時(shí)，雅安碧峰峽大熊貓基地的圈養(yǎng)大熊貓表現(xiàn)出焦慮、緊張的情緒并迅速爬到樹上［5］。汶川地震后，一些科研人員基于野外大熊貓活動(dòng)痕跡數(shù)據(jù)，分析了地震后大熊貓的行為響應(yīng)機(jī)制和空間利用模式。在震后短時(shí)間內(nèi)，大熊貓?jiān)诳臻g利用上表現(xiàn)出一定的響應(yīng)特征，例如，根據(jù)地震后幾個(gè)月臥龍自然保護(hù)區(qū)大熊貓活動(dòng)痕跡調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)地震后在一定距離范圍內(nèi)，大熊貓存在主動(dòng)回避地震災(zāi)害體的行為［22］。而在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上，發(fā)現(xiàn)大熊貓對(duì)棲息地的利用格局并未發(fā)生顯著地改變，如有研究人員通過比較岷山南部部分大熊貓保護(hù)區(qū)(如龍溪-虹口和唐家河自然保護(hù)區(qū))地震前后7年的大熊貓的活動(dòng)痕跡數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)地震前后，大熊貓對(duì)生境利用格局未發(fā)生顯著地改變，大熊貓對(duì)棲息地的利用頻率與災(zāi)害體面積大小不存在顯著的相關(guān)性［19，26］。張晉東等(2012)利用GPS項(xiàng)圈跟蹤技術(shù)研究了臥龍自然保護(hù)區(qū)地震后大熊貓的活動(dòng)模式，發(fā)現(xiàn)大熊貓的季節(jié)活動(dòng)模式與日活動(dòng)節(jié)律與先前利用無(wú)線電遙測(cè)技術(shù)獲得的研究結(jié)果基本一致，并未發(fā)生明顯地變化［21，27～29］。

3 震后大熊貓生境恢復(fù)過程研究

棲息地的恢復(fù)是地震后大熊貓保護(hù)的首要任務(wù)，保護(hù)管理部門與科研人員都給予特別的關(guān)注。地震后，在不同時(shí)空尺度上，研究人員利用遙感影像數(shù)據(jù)評(píng)測(cè)了受災(zāi)區(qū)域的植被恢復(fù)過程［30～32］。由于評(píng)估的區(qū)域與評(píng)估時(shí)間不同，所得的結(jié)果也存在差異，例如，基于氣候波動(dòng)校正后的植被生產(chǎn)能力指數(shù)，Liu等(2012)分析認(rèn)為地震發(fā)生3個(gè)月后，地震重災(zāi)區(qū)的總植被初級(jí)生產(chǎn)力基本恢復(fù)到正常水平［30］。Lu等(2012)通過提取并比較不同時(shí)期受損區(qū)域的歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)，評(píng)估了茂縣干旱河谷的植被恢復(fù)過程，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的植被恢復(fù)較慢，在震后自然恢復(fù)1年后，36%的受損區(qū)域的NDVI開始下降［32］。Jiao等(2014)通過提取并比較不同時(shí)期受損區(qū)域的歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)，分析整個(gè)地震受損區(qū)域的植被恢復(fù)率，發(fā)現(xiàn)到2011年，地震災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的平均植被恢復(fù)率為68.5%［31］。

在利用遙感數(shù)據(jù)評(píng)估的同時(shí)，一些科研人員也通過長(zhǎng)期的野外監(jiān)測(cè)，評(píng)估受損大熊貓生境的植被恢復(fù)特征，如新生植被生物多樣性指數(shù)和高度、蓋度等生長(zhǎng)指標(biāo)［33］。Zhang等(2014)在臥龍自然保護(hù)區(qū)野外的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:自然條件下，經(jīng)過4年的恢復(fù)，地震災(zāi)害體上的植被覆蓋率達(dá)到70%，恢復(fù)速度較快［33］。無(wú)論是利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀尺度評(píng)估，還是野外微觀尺度的樣地監(jiān)測(cè)，研究人員認(rèn)為土壤、氣候和水熱條件及地貌條件(如海拔和坡度)是影響地震災(zāi)區(qū)植被恢復(fù)的主要因素［32，33］。

地震屬大型、低頻的自然干擾，破壞強(qiáng)度大、影響范圍廣，震后的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、系統(tǒng)而復(fù)雜的工作。世界上地震頻發(fā)的國(guó)家開展了大量的災(zāi)后生態(tài)環(huán)境人工修復(fù)的研究與實(shí)踐［34，35］。在我國(guó)，以往發(fā)生地震災(zāi)害(如1976年松潘—平武大地震)后，受經(jīng)濟(jì)、科技水平及生態(tài)環(huán)境意識(shí)的限制，政府部門很少開展地震后生態(tài)環(huán)境的修復(fù)工作［4］。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科技實(shí)力的大幅提升，生態(tài)環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，2008年汶川地震與2013年的蘆山地震后，我國(guó)政府相關(guān)部門、NGO組織和廣大科研工作人員不但關(guān)注到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，也極為重視以大熊貓為代表的生態(tài)環(huán)境安全與修復(fù)。汶川地震發(fā)生5個(gè)月后，中國(guó)國(guó)家林業(yè)局就制定了臥龍、白水江等大熊貓自然保護(hù)區(qū)的恢復(fù)重建規(guī)劃，恢復(fù)大熊貓等珍稀瀕危野生動(dòng)物棲息地，具體上，通過人工造林，建立走廊帶，災(zāi)后恢復(fù)以大熊貓為主的棲息地的目標(biāo)為12萬(wàn)hm2［36］。汶川地震發(fā)生的3年后，災(zāi)區(qū)重建工作已基本完成，且災(zāi)區(qū)群眾的生活已超過災(zāi)前水平［37］，同時(shí)在大熊貓分布的重點(diǎn)區(qū)域，如臥龍自然保護(hù)區(qū)，針對(duì)受損的大熊貓生境采取低質(zhì)低效林改造、人工植苗造林、封山育林、人工點(diǎn)撒播進(jìn)等方式進(jìn)行的人工修復(fù)也取得了顯著成效，長(zhǎng)期的野外監(jiān)測(cè)表明，人工修復(fù)工程有利于促進(jìn)植被恢復(fù)的速率［33，38］。同時(shí)有研究指出，在制定災(zāi)后大熊貓等珍稀野生動(dòng)物棲息地恢復(fù)的規(guī)劃方案時(shí)，應(yīng)結(jié)合關(guān)鍵保護(hù)物種的生境適宜性的空間分布特征，以實(shí)現(xiàn)更好的恢復(fù)效果［33］。

4 研究展望

綜上所述，汶川地震發(fā)生后，科研人員采用3S技術(shù)與野外調(diào)查的方法，評(píng)估了大熊貓生境損失情況，具體包括受損生境的空間分布格局特征，生境破碎化程度及廊道建設(shè)規(guī)劃，我國(guó)生態(tài)保護(hù)工程在地震干擾中所起的作用等研究;分析地震對(duì)大熊貓個(gè)體生存及主食竹的發(fā)育影響;研究了地震及次生災(zāi)害對(duì)大熊貓空間利用與活動(dòng)模式的影響;對(duì)比分析地震干擾后，受損區(qū)域的植被自然恢復(fù)與人工恢復(fù)過程特征。這些研究為大熊貓種群的保護(hù)與大熊貓生境恢復(fù)政策制定提供了科學(xué)參考。

總的來(lái)看，先前的研究更多是在宏觀尺度上，利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析與評(píng)價(jià)。針對(duì)自然災(zāi)害后大熊貓棲息地恢復(fù)過程的研究則相對(duì)缺乏，尤其缺少震后森林植被恢復(fù)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作［19，26］。而長(zhǎng)期的野外監(jiān)測(cè)是了解更新植被動(dòng)態(tài)變化、大熊貓生境景觀格局演變及生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)功能的重要手段，因此，有必要在利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)速度評(píng)估的同時(shí)，設(shè)置野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)樣地來(lái)研究恢復(fù)群落物種數(shù)量、組成及空間分布格局，大熊貓生境利用特征，為地震后制定森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)政策和大熊貓種群的保護(hù)提供更為直接的科學(xué)依據(jù)，也為其他自然災(zāi)害后關(guān)鍵物種的保護(hù)方案制定提供理論參考。

地震對(duì)社區(qū)居民與大熊貓之間的相互作用，即人類與大熊貓耦合系統(tǒng)(指人類社會(huì)與大熊貓為代表的自然系統(tǒng)相互作用的系統(tǒng))［39，40］也產(chǎn)生了顯著的影響。如震后一些大熊貓保護(hù)區(qū)內(nèi)的居民從高山區(qū)域下遷到河邊對(duì)大熊貓潛在棲息地恢復(fù)有積極的作用［41］;在臥龍自然保護(hù)區(qū)，由于地震破壞了保護(hù)區(qū)通往區(qū)外城市的主要道路，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)收入降低，當(dāng)?shù)鼐用耖_始擴(kuò)大畜牧業(yè)的規(guī)模，而畜牧業(yè)對(duì)大熊貓存在顯著的負(fù)面影響［42～44］。然而，目前的研究中，生態(tài)學(xué)家主要側(cè)重于地震對(duì)大熊貓及棲息地的影響評(píng)估及恢復(fù)過程研究，社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)家主要側(cè)重于地震對(duì)人類社會(huì)影響的研究，而忽略了震后恢復(fù)過程中，人類與大熊貓耦合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化特征研究。為了填充上述這一關(guān)鍵的知識(shí)空白，本文建議在將來(lái)的工作中開展地震干擾對(duì)人與大熊貓耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征分析研究。具體上，應(yīng)開展以下幾方面研究:地震干擾后，大熊貓分布區(qū)域周邊社區(qū)居民的人口統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特征、行為活動(dòng)特征、環(huán)境保護(hù)態(tài)度在不同時(shí)空尺度上的動(dòng)態(tài)變化特征;地震干擾后，人類社會(huì)系統(tǒng)特征與大熊貓相互作用研究，即人與大熊貓耦合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化研究;地震前后不同水平(國(guó)家層面、省級(jí)層面和當(dāng)?shù)卣?的政策對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦闹苯佑绊懞蛯?duì)大熊貓的間接影響。而上述有待深入研究的內(nèi)容，對(duì)于建立有效的生態(tài)(大熊貓)保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)政策具有重要的意義，亟需相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和管理部門特別關(guān)注。

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