四川大熊貓國家公園區(qū)域景觀生態(tài)系統(tǒng)特征與國家公園適宜性研究

李悅, 姚楊鑫, 王紀杰

1.四川省林業(yè)勘察設計研究院，四川 成都 610081；

2.四川省林業(yè)和草原調查規(guī)劃院，四川 成都 610081

國家公園是確保重要自然生態(tài)系統(tǒng)、自然遺跡、自然景觀和生物多樣性得到系統(tǒng)性保護，是維護國家生態(tài)安全，為公眾提供生態(tài)產(chǎn)品，彰顯國家精神和文化，并為子孫后代留下的寶貴遺產(chǎn)的重要區(qū)域[1]，也是實踐美麗中國的重要方式。截至目前，我國已設立三江源、東北虎豹、大熊貓、祁連山、湖北神農(nóng)架、福建武夷山、浙江錢江源、湖南南山、海南熱帶雨林和云南普達措等10處國家公園體制試點區(qū)[2]。國家公園設立的重要評價內(nèi)容就是公園的國家代表性、完整性、原真性和適宜性[3]，生態(tài)系統(tǒng)原真性、完整性和破碎化程度也是國家公園考核評價的重要指標[4]。四川省地處長江上游，地跨青藏高原、橫斷山脈、云貴高原、秦巴山地、四川盆地等幾大地貌單元，是生物多樣性熱點地區(qū)“喜馬拉雅——橫斷山區(qū)”的核心組成部分，是大熊貓國家公園試點區(qū)的重要區(qū)域。

四川大熊貓國家公園處于四川盆地向青藏高原過度的亞高山峽谷地帶，是以岷山山系為中心向周邊擴展，包括龍門山、邛崍山系、大小相嶺山系部分區(qū)域，在全國生態(tài)安全區(qū)位中，屬于生物多樣性保護區(qū)[5]，涉及面積29 676.55 km2，該區(qū)域是以大熊貓為代表的珍稀瀕危野生動植物天然集中分布區(qū)域，該區(qū)域62.58%的空間區(qū)域屬于四川大熊貓國家公園試點區(qū)域，涉及成都、德陽、綿陽、廣元、雅安、眉山、阿壩7個市（州）共計19個縣（市、區(qū)）。地理區(qū)位屬于岷山、邛崍山和大相嶺山系，橫斷山東部四川盆地與青藏高原過渡地帶[6]（見圖1）。

該區(qū)氣候跨越亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶、冰凍帶等類型，有龍門山—岷山等多條斷裂帶，地質災害多發(fā)頻發(fā)，是第四紀冰川影響下古生物群落主要避難所，許多珍稀瀕危野生動植物在此得以保存，有脊椎動物近萬余種，植物近萬余種，是世界上古老生物物種保存最多最完好的地區(qū)之一，也是全球植物種類最豐富的區(qū)域之一，被列入全球25個生物多樣性保護關鍵地區(qū)之一。通過對四川省大熊貓國家公園所在區(qū)域的自然資源稟賦及生態(tài)系統(tǒng)景觀特征及完整性、原真性和管理可行性研究，為四川省依據(jù)省情[7]，制定大熊貓國家公園相關管理政策提供參考。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the study area

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及處理

研究區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源2020年林地變更數(shù)據(jù)庫，結合《四川植被》，對數(shù)據(jù)庫進行區(qū)劃和處理，形成研究區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。人口經(jīng)濟等數(shù)據(jù)來源于采用四川省2020年統(tǒng)計年鑒；四川省交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)來源于天地圖；保護地和動植物資源數(shù)據(jù)，來源于區(qū)域內(nèi)保護地總體規(guī)劃和科考報告。

1.2 研究方法

景觀生態(tài)學是研究生態(tài)系統(tǒng)特征及完整性的重要方法。通過收集研究區(qū)相關研究和調查成果資料，基于景觀生態(tài)系統(tǒng)學理論，首先對大熊貓國家公園所在的岷山中高山區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)景觀格局指數(shù)進行了研究。再根據(jù)建設國家公園的4個自然資源評判指標“國家代表性、生態(tài)系統(tǒng)完整性、生態(tài)系統(tǒng)原真性、管理可行性”對研究區(qū)的適宜性進行了分析。

（1）區(qū)域代表性：通過收集研究區(qū)相關研究和調查成果資料獲得研究區(qū)生物多樣性情況，自然資源、自然景觀的國家代表性。

（2）生態(tài)系統(tǒng)完整性：采用指示物種法判定和生態(tài)系統(tǒng)景觀結構指數(shù)法判定。通過研究區(qū)域指示物種的群落的面積和類型，結合區(qū)域景觀生態(tài)系統(tǒng)結構和特征指數(shù)，研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能和結構完整性[8,9]。其中：

①生態(tài)系統(tǒng)結構完整性采用景觀生態(tài)學的指標[10]。

由于區(qū)域內(nèi)景觀基質的類型和群落特點對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性起決定作用。因此，基于景觀生態(tài)學理論， 運用arcgis和Fragstats4.2軟件，在景觀格局水平選用斑塊類型數(shù)量（NP）、斑塊密度（PD）、最大景觀指數(shù)（LPI）、平均斑塊面積（AREA_MN）、面積-周長分維數(shù)（PAFRAC）、景觀分割指數(shù)（DIVISION）、景觀多樣性（SHDI）、斑塊聚合度（AI）8個指標來研究區(qū)域總體情況。在景觀類型水平選擇景觀類型面積比（PLAND）、斑塊類型數(shù)量（NP）、斑塊密度（PD）、最大景觀指數(shù)（LPI）、平均斑塊面積（AREA_MN）和斑塊聚合度（AI）6個指標[11]。各景觀指數(shù)生態(tài)學意義見表1。

②指示物種：即該環(huán)境下的頂級物種、群落。頂級群落，即在特定該地理區(qū)域內(nèi)的最優(yōu)化狀態(tài)，其生態(tài)系統(tǒng)結構、功能、過程不受外界干擾影響，并在自然變化范圍內(nèi)保持良性循環(huán)，本地物種可以處于可以持續(xù)繁衍水平[12]。區(qū)域內(nèi)指示物種類型多，分布地面積大，則客觀表明區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)功能完整，相反，缺少指示物種，則表明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)不能夠支持頂級動植物群體（落）繁衍和存活，生態(tài)系統(tǒng)功能完整性低。

表1 景觀指數(shù)及其意義Tab.1 Landscape index and its significance

（3）原真性研究

①自然性指數(shù)：未受人為干擾活動區(qū)域占區(qū)域總面積的比例，正面指標。

②受人為干擾活動的壓力：人口密度、交通路網(wǎng)密度，反映生態(tài)系統(tǒng)原真性的負面指標。

（4）管理可行性研究

①自然資源產(chǎn)權

通過區(qū)域內(nèi)國有土地的面積和比例高低[13]來判定區(qū)域內(nèi)可管理強度的高低。

②現(xiàn)有管理基礎

根據(jù)區(qū)域國有土地比例、所在主體功能區(qū)、區(qū)域內(nèi)保護地面積比例和人為直接干擾活動區(qū)域比例來判定區(qū)域管理可行性。

2 研究結果

2.1 景觀生態(tài)體系特征

根據(jù)岷山中高山區(qū)域土地利用和植被類型，研究區(qū)各生態(tài)系統(tǒng)類型及面積比例可以看出，該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境特點是以森林生態(tài)系統(tǒng)為主，各類型森林面積達到了52.18%，灌叢、草甸、流失灘為輔的特征。其中，針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)面積最大，占比達到了30.76%，闊葉林森林生態(tài)系統(tǒng)占比19.94%，排第三位，各類灌叢生態(tài)系統(tǒng)面積占比達到了22.41%，是除針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)外的第二大類型。區(qū)域人工生態(tài)系統(tǒng)面積比例為2.21%，包括城鎮(zhèn)交通、農(nóng)耕地（含園地），其中農(nóng)耕地的面積（66 154.47 km2）和比例（1.79%）較大（見表2）。

從景觀生態(tài)系統(tǒng)類型尺度景觀指數(shù)來看，研究區(qū)域包括32個生態(tài)系統(tǒng)類型，除農(nóng)田和城鎮(zhèn)交通外，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境劃分，包括有30個自然生態(tài)系統(tǒng)。其中，亞高山常綠針葉林面積最大，達到了26.21%，景觀斑塊數(shù)量最多4 177個，其他地帶的景觀面積比例均低于10%，且景觀類型豐富。所有景觀類型中，高山流石灘的平均景觀面積最大，為587.76 hm2，景觀聚集度也最高，說明該區(qū)域內(nèi)高海拔裸巖荒漠生態(tài)系統(tǒng)面積較為連片。從區(qū)域內(nèi)最大景觀指數(shù)來看，區(qū)域內(nèi)最大一個景觀斑塊屬于亞高山草甸（見表3）。

表2 岷山中山高山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型和面積統(tǒng)計Tab.2 Statistics on ecosystem types and areas in high mountain areas of Minshan Mountain

2.2 國家公園適宜性

（1）國家代表性

該區(qū)域是具有國家代表性的物種大熊貓和川金絲猴的集中分布區(qū)，據(jù)相關保護地資料，區(qū)域內(nèi)有脊椎高等動物近1 000種，屬國家重點保護的野生動物146種，以大熊貓、川金絲猴、牛羚等為旗艦代表，伴生的珍稀物種有牛羚、林麝、馬麝、白唇鹿、四川梅花鹿、馬鹿、雉鶉、血雉、綠尾虹雉、雪豹等，區(qū)域內(nèi)野生植物資源數(shù)量在1 500~3 100種之間，是四川省野生動植物資源豐富度最高的區(qū)域。該區(qū)域內(nèi)與大熊貓棲息地密切相關的植被類型面積達14168.57 km2，占研究區(qū)域的比例為47.74%（見表4）。

除此外，區(qū)域內(nèi)還有大熊貓遺產(chǎn)地、九寨黃龍遺產(chǎn)地和青城山遺產(chǎn)地等世界自然和文化遺產(chǎn)地，涉及到涪江水系、白龍江水系、青衣江水系、岷江水系、沱江水系等。區(qū)內(nèi)最低海拔688 m，最高海拔6 132 m，海拔眾值3 560 m，區(qū)域內(nèi)地形坡度多介于20°至30°之間，地形地貌復雜，該區(qū)域因其物種、景觀的代表性和典型性，是四川省國家公園的首選區(qū)域。

表3 景觀類型指數(shù)Tab.3 Landscape type index of Minshan Mountain

表4 與大熊貓棲息地相關植被群系及面積統(tǒng)計表Tab.4 Statistics of vegetation groups and areas related to giant panda habitat

（2）生態(tài)系統(tǒng)完整性

該區(qū)域內(nèi)生活有大熊貓、川金絲猴、雪豹等區(qū)域典型旗艦物種，其棲息地環(huán)境主要包括偏濕性常綠闊葉林、山地偏干性常綠闊葉林、川西高山峽谷針葉林等該區(qū)域的典型森林植被類型，也包括高山流石灘、亞高山灌叢、草甸等是特定自然地理條件下區(qū)域的頂級群落，說明這些區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能具有相對完整性，具有支持區(qū)域典型物種生存的自然生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境。初步統(tǒng)計，不同海拔地帶的頂級植被群落的面積比例85.32%，為區(qū)域內(nèi)近千種野生動物提供了良好的棲息地環(huán)境。說明該區(qū)域景觀類型多，區(qū)域內(nèi)具有重要地位的生態(tài)系統(tǒng)結構鏈和過程具有一定的穩(wěn)定性。

（3）原真性研究

①自然性指數(shù)

該區(qū)域內(nèi)自然性指數(shù)為0.949 3，人為干擾仍然以農(nóng)耕地為主。區(qū)域內(nèi)人為干擾活動面積及比例見表5和表6。

②人口和交通路網(wǎng)

縣域人口密度超過100人·km-2的有8個市縣，人口密度在20~100人·km-2的縣域有9個，人口密度低于20人·km-2的縣域有7個，人口密度最高的為崇州市，最低的為若爾蓋縣。路網(wǎng)密度超過1.0 km·km-2的有7個市縣，介于0.5~1.0 km·km-2之間的有4個市縣， 低于0.5 km·km-2的13個市縣，路網(wǎng)密度最低的為松潘縣，最高的為崇州市（見表7）。

表5 岷山中山高山區(qū)自然性指數(shù)Tab.5 Natural index of high mountain areas in Minshan Mountaina

表6 岷山中山高山區(qū)人為活動干擾因子分析Tab.6 Analysis on human activities interference factors in high mountain areas of Minshan Mountain

（4）管理可行性研究

研究區(qū)管理可行性指標數(shù)據(jù)表明，該區(qū)域國有土地比例較高，人為干擾活動區(qū)域比例較低，符合國家主體功能區(qū)，已納入各類保護地的面積大于80.3%（見表8），涉及保護地個數(shù)50處以上，其中世界自然或文化遺產(chǎn)地3處，國家級保護地21處，類型涵蓋大熊貓國家公園試點區(qū)、自然保護區(qū)、各類自然公園，從管理上來看具有可行性。

3 結論與建議

研究區(qū)域岷山中高山區(qū)域是四川省大熊貓國家公園試點地帶，研究區(qū)域空間范圍大于四川省大熊貓國家公園的試點區(qū)域，主要基于生態(tài)系統(tǒng)的連貫性。該區(qū)域不僅有能夠代表國家形象的野生動物大熊貓及其棲息地的集中分布區(qū)，又有九寨溝黃龍世界自然遺產(chǎn)地，青城山-都江堰文化遺產(chǎn)等區(qū)域，是四川省國家代表性最強的區(qū)域。研究區(qū)域內(nèi)，國有土地比例接近80%，保護地面積大，區(qū)域人為活動干擾區(qū)域比例5.10%，相對較低，具有建設國家公園的管理可行性。從研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)類型和格局看，區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)類型豐富，大熊貓國家公園旗艦物種的主要棲息地類型亞高山常綠針葉林,雖然面積比例較高，達到了26.21%，但斑塊數(shù)量較多，平均斑塊面積不高，斑塊密度是所有生態(tài)系統(tǒng)類型中最高的。因此，后期建議加強該類型棲息地的連通性建設，農(nóng)耕活動是區(qū)域內(nèi)最主要的人為干擾活動，要重點做好對耕地開墾活動的管理。

表7 縣域人口密度和路網(wǎng)密度Tab.7 County population and road network density

表8 研究區(qū)域管理可行性指標分析Tab.8 Analysis of regional management feasibility index