岷山山系土地嶺大熊貓棲息地廊道特征及影響因素分析

陳家德，高天雷，張 文

(四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081)

岷山山系是我國大熊貓分布的中心，為了保護大熊貓等珍稀野生動植物，僅岷山山系四川省九寨溝、松潘、茂縣、汶川、青川、平武、北川、安縣、綿竹和什邡等10縣(市)就在此區(qū)域建立了19個大熊貓自然保護區(qū)并進(jìn)行了積極有效的保護。根據(jù)全國第3次大熊貓調(diào)查結(jié)果顯示，岷山山系的大熊貓已經(jīng)被分割成3個種群，并需要建設(shè)連接岷山大熊貓A、B種群的土地嶺廊道和連接岷山A、C種群的貢嘎嶺廊道。隨著大熊貓野生種群數(shù)量的增長和自然保護區(qū)體系建設(shè)的日益完善，生物多樣性保護事業(yè)的重心正經(jīng)歷以建立自然保護區(qū)進(jìn)行生物多樣性保護為主向棲息地走廊帶建設(shè)的深刻轉(zhuǎn)變。廊道(Corri-dor)是指不同于周圍景觀基質(zhì)的線狀或帶狀景觀要素［1］，由于人類活動造成的景觀破碎化已成為眾多環(huán)境問題的根源，通過建立廊道實現(xiàn)生物多樣性保護已成為現(xiàn)代景觀保護領(lǐng)域的共識［2，3］。

以岷山山系為主的岷山地區(qū)是大熊貓的主要分布區(qū)。據(jù)調(diào)查，大熊貓棲息地的37%、野生大熊貓種群數(shù)量的46%都分布于該區(qū)域，因此岷山地區(qū)是我國能否成功保護大熊貓的關(guān)鍵區(qū)域。位于岷山南段的土地嶺地區(qū)，為岷山、龍門山和茶坪山三大山系結(jié)合的關(guān)鍵生態(tài)區(qū)域。據(jù)調(diào)查，其森林在近百年時間里屢受人為活動的嚴(yán)重影響，森林植被由原始林退化為次生林，隨后又由次生林退化為灌叢、草坡，使得土地嶺區(qū)域大熊貓棲息地喪失殆盡［4，5］;尤其是茂(縣)至北川(縣)公路，將岷山大熊貓棲息地徹底隔離，使得相隔不遠(yuǎn)的大熊貓A、B種群無法實現(xiàn)遺傳基因的自由交流。土地嶺已成為岷山大熊貓A、B兩大種群和野生動物交流的唯一生命走廊(圖1)。

圖1 土地嶺棲息地走廊帶位置示意圖Fig.1 Tudeling habitat corridor location

本研究試圖通過土地嶺區(qū)域前后兩期森林分布等信息的動態(tài)變化研究，分析大熊貓生態(tài)廊道特征指標(biāo)及關(guān)鍵影響因子，提出解決問題的對策與建議，對提高土地嶺這一重要生命廊道的聯(lián)通性，降低棲息地破碎化程度，保護大熊貓種群的生態(tài)安全具有重大的現(xiàn)實意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 土地嶺的自然地理概況

土地嶺位于四川省阿壩藏族羌族自治州茂縣境內(nèi)，茂縣縣城東北8 km地帶。為岷山、龍門山和茶坪山三大山系結(jié)合的關(guān)鍵生態(tài)區(qū)域。在地貌上是青藏高原向四川盆地過渡的地帶(圖2)。

圖2 土地嶺地理位置Fig.2 Tudeling Location

研究區(qū)域土壤以黃棕壤、棕壤為主，土體較濕潤，結(jié)構(gòu)性較好，呈微酸性。氣候上屬于太平洋東南季風(fēng)及青藏高原西風(fēng)環(huán)流和印度洋西南季風(fēng)交匯地區(qū)，既是亞熱帶到暖溫帶，又是暖濕平地向高寒高原的復(fù)合性過渡區(qū)域。氣候具有干燥多風(fēng)，冬冷夏涼、晝夜溫差大、地區(qū)差異大的特點。該地段≥10℃的年活動積溫為2 635.1℃，年均溫8.9℃，最低氣溫－11.6℃，最高氣溫32℃，年日照時數(shù)1 139.8 h，年降雨量900 mm，年蒸發(fā)量795.8 mm，無霜期215.8 d［6］。

1.2 研究方法

1.2.1 基礎(chǔ)信息

收集20世紀(jì)80年代該區(qū)域森林分布信息并矢量化，采用遙感解譯法解譯該區(qū)域2002年的植被類型，并結(jié)合森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查以及現(xiàn)場驗證等方法得出該區(qū)域森林植被面狀分布信息。除了森林植被和野生動植物基礎(chǔ)信息外，為了全面分析區(qū)域森林資源的依賴性和社區(qū)居民土地、資源的利用方式和程度，還采用社區(qū)調(diào)查的方法，對區(qū)域社會經(jīng)濟進(jìn)行了全面和深入的調(diào)查，尤其是社區(qū)居民采筍和放牧等傳統(tǒng)森林資源利用方式。

1.2.2 分析方法

大熊貓景觀廊道綜合信息提取與空間分析方法。基于建立的以土地嶺大熊貓棲息地為主題的GIS平臺，集成區(qū)域基礎(chǔ)地理信息、森林分布信息、野生動物信息、野生植物信息、社區(qū)經(jīng)濟信息等眾多的基礎(chǔ)信息和不同專題信息，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，分別數(shù)據(jù)集(Dataset)、分別特征(Feature)以層(Layer)的形式集成在地理數(shù)據(jù)庫中(GeoDatabase)，分別采用緩沖(Buffer)、融合(Dissovle)等空間分析方法對主題信息(Theme)進(jìn)行分析。

景觀分析方法。將土地嶺區(qū)域視為一個大熊貓走廊帶生態(tài)景觀，按照森林植被起源的不同，依其原生成分的多少將棲息地森林植被區(qū)分為干擾斑塊(Disturbance Patch)、殘余斑塊(Remains Patch)、環(huán)境斑塊(Environmental Patch)和引入斑塊(Introduced Patch)等 4 類斑塊(Patch)［7］。

景觀分析是根據(jù)現(xiàn)場實地調(diào)查和區(qū)域斑塊功能將研究區(qū)劃分成3個區(qū)域，即采筍區(qū)域、放牧區(qū)域和走廊帶，利用斑塊作為景觀要素格局分析對象，進(jìn)行各區(qū)景觀要素之間的對比分析。

景觀要素格局分析的主要指標(biāo)有:

形狀(Shape):描述斑塊的具體形態(tài)，形狀指數(shù)計算公式為:

式中:P為斑塊周長;A為斑塊面積。

邊界效應(yīng)(Edge Effect):描述斑塊之間的邊界效應(yīng)，計算公式為:

式中:P為斑塊周長;A為斑塊面積。

走廊(Corridor):使用寬度(Width)、彎曲度(Curvilinearity)和連通性(Connectivity)3個指標(biāo)進(jìn)行描述。寬度包括平均寬度、變動幅度［7］。

2 結(jié)果分析

2.1 區(qū)域植被狀況

土地嶺走廊帶的土地利用現(xiàn)狀見表1。從表1中可以看出，灌木林地為區(qū)域植被的主體，面積達(dá)4 550.8 hm2，占走廊帶總面積8 966.6 hm2的50.8%;其次是有林地，占38.8%。經(jīng)歷23 a時間的演變，區(qū)域土地利用格局沒有大的改變。從植被類型上看，該區(qū)域的植被類型仍是以常綠針葉落葉闊葉林、針闊混交林為主。這些植被林下多分布有較多的箭竹［8］。這和臨近的大熊貓棲息地植被是一致的。因此，無論從上世紀(jì)80年代森林植被分布，還是從區(qū)域植被分布現(xiàn)狀來看，土地嶺區(qū)域都符合大熊貓棲息地選擇的條件。

表1 土地嶺大熊貓棲息地土地利用類型表(單位:hm2)Table 1 The types of land use in tudeling corridor area(Unit:hm2)

2.2 斑塊景觀特征

從斑塊類型上分析(見表2)，殘余斑塊是土地嶺大熊貓棲息地森林植被的主體。在整個走廊帶中，殘余斑塊數(shù)量最少，周長最大，分布最連續(xù);殘余斑塊形狀系數(shù)最大(0.0021)，其狹長的帶狀分布最廣泛，邊界效應(yīng)值最小(20.8)，受外部干擾的可能性或者與其周邊斑塊的景觀異質(zhì)性最小。這些均符合帶狀走廊帶棲息地期望的植被分布格局的要求［7］。

表2 土地嶺大熊貓棲息地各類斑塊景觀特征值表Table 2 The character value of patches in tudeling corridor

2.3 區(qū)域景觀格局和走廊帶特征

由表3和表4可見，在社區(qū)居民利用土地嶺大熊貓棲息走廊帶資源方式中，采筍和放牧是不能不引起高度重視的兩個方向(表3)。從面積上講，放牧區(qū)域占的面積要大一些(達(dá)總廊道面積的1/4);從分布區(qū)邊界效應(yīng)上講，采筍區(qū)域的影響效應(yīng)最大(48.9)，是放牧區(qū)域的2倍，更應(yīng)引起重視。兩者的分布形狀都是狹長的帶狀分布，其形狀系數(shù)也基本一致，差異僅0.0001。

表3 走廊帶關(guān)鍵利用區(qū)域景觀格局特征值對比表Table 3 The landscape pattern character value of key districts in tudeling corridor

從走廊帶的地位與作用上分析，采筍的威脅性或負(fù)面影響遠(yuǎn)大于放牧。放牧區(qū)域主要分布于走廊帶的山脊兩側(cè)，相對來說，該區(qū)域大熊貓利用的機會不是很頻繁，對棲息地植被的影響也較小。而采筍最直接的影響是降低了大熊貓主要食物的密度，加之采筍區(qū)域處于山坡中下部，尤其是中部，它是大熊貓遷棲的主要區(qū)域。可以說，這對走廊帶的持續(xù)發(fā)展是致命的。

表4 土地嶺大熊貓棲息地走廊帶特征值表Table 4 The character value of the giant panda habitat corridor in tudeling area

3 結(jié)論與討論建議

3.1 土地嶺自然植被狀況符合大熊貓生境要求

從兩期(時間間隔23 a)遙感等資料數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出，雖然該區(qū)域受到一定程度的人為干擾，但土地利用性質(zhì)沒有發(fā)生大的改變，尤其是保存的天然植被群落組成和結(jié)構(gòu)基本符合大熊貓棲息地的生態(tài)環(huán)境要求，因此，在此地建設(shè)大熊貓廊道不僅具備了天然的地理優(yōu)勢，而且，植被等生態(tài)因子也符合建設(shè)的要求。

3.2 廊道景觀斑塊類型各特征值符合帶狀走廊帶棲息地期望的植被分布格局要求

殘余斑塊是土地嶺大熊貓棲息地森林植被的主體，且分布比較連續(xù)，有利于廊道棲息地恢復(fù)。

干擾斑塊在走廊帶內(nèi)還占有一定的份額，其分布面積接近走廊帶總面積的10%。僅從森林植被的角度看，干擾斑塊與棲息地期望植被分布格局的差距要比殘余斑塊和引進(jìn)斑塊大，主要體現(xiàn)在其分布很零星，邊界效應(yīng)較大。但它的原生成份較多，這種分布格局對走廊帶植被恢復(fù)也有有利的一面，可以充分利用其邊界效應(yīng)，通過人工措施，較快地將其恢復(fù)到原生狀態(tài)或類型。

引進(jìn)斑塊和環(huán)境斑塊是走廊帶應(yīng)用于改造的兩類斑塊。這兩類斑塊面積接近走廊帶總面積的1/5(實際占17%)，與區(qū)域質(zhì)量較好的棲息地對比，它們也是最不符合走廊帶棲息地期望植被要求的兩種類型。雖然植被恢復(fù)與改造是土地嶺大熊貓棲息地走廊帶建設(shè)的關(guān)鍵措施之一，但這兩類斑塊的改造與恢復(fù)應(yīng)優(yōu)先考慮。

3.3 采筍和公路建設(shè)的干擾對大熊貓種群的生存和基因交流是致命的

雖然采筍區(qū)域的面積低于放牧區(qū)，但由于其空間位置占據(jù)著大熊貓的主要通道，其影響效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于放牧區(qū)的干擾。

土地嶺是大熊貓遷棲、大熊貓種群基因流動的重要通道之一，由于茂北公路，尤其是近來隨著經(jīng)濟發(fā)展，其干擾的負(fù)面性越來越凸現(xiàn)。

3.4 建議

(1)土地嶺大熊貓棲息地走廊帶建設(shè)事關(guān)大熊貓保護事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。建議將其作為一項重要的生態(tài)建設(shè)項目盡早立項建設(shè)。同時，走廊帶建設(shè)涉及方方面面，不僅僅局限于當(dāng)?shù)亓謽I(yè)主管部門，更多涉及社區(qū)居民的生產(chǎn)生活。加之，作為遷徙通道的土地嶺區(qū)域，大熊貓使用其資源的時間并非一年四季，完全可以做到社區(qū)與大熊貓利用的有機協(xié)調(diào)，因此，政府的主導(dǎo)與協(xié)調(diào)作用是土地嶺大熊貓走廊帶建設(shè)成敗的關(guān)鍵。

(2)茂北公路對土地嶺大熊貓走廊帶的建設(shè)的客觀負(fù)面影響是實際的。隨著我國大熊貓保護事業(yè)的發(fā)展，土地嶺遲早恢復(fù)為大熊貓棲息地可能性與日俱增，所以建議盡快修建土地嶺公路隧道，降低或減輕公路交通對棲息地的負(fù)面影響。

(3)土地嶺大熊貓棲息地走廊帶建設(shè)除實施關(guān)鍵的植被改造與恢復(fù)措施外，建議應(yīng)統(tǒng)籌考慮，開展必有要可行性研究，宣傳、共管等都是一些較好的措施，也有一些成功的案例值得借鑒。

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