湖南省鼎城區(qū)生物多樣性評價

王道立，劉敏婕，劉衛(wèi)東*，吳際友，戴京宏

（1.中南林業(yè)科技大學,湖南 長沙 410004；2.湖南匯智農林工程咨詢設計有限公司,湖南 長沙 410004；3.湖南省林業(yè)科學院,湖南 長沙 410004）

隨著快速的城鎮(zhèn)化和人類活動頻繁，導致生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞、生物資源急劇減少。目前，全球正在經歷第六次物種大滅絕［1］，全球生物多樣性保護工作正遭受嚴酷考驗。盡管各國對生物多樣性保護工作已經取得了一些進展，但是生物多樣性下降的總體趨勢并未得到有效改善，生態(tài)系統(tǒng)功能仍在持續(xù)衰退，物種瀕危程度仍在加劇，因此加強對生物多樣性的保護與管理已成為當務之急［2-5］。

生物多樣性評價研究源于20 世紀90 年代，自生物多樣性評價研究的概念提出后，引起國外許多國家、組織和學者的關注。英國［6］、德國［7］等國家都制定了相應的生物多樣性評價指標體系。相關組織和學者也提出了不同的生物多樣性評價指標體系，例如歐盟、世界銀行及Reid［8］等。進入21 世紀，我國開始重視生物多樣性評價研究，研究內容主要包括生物多樣性評價指標和方法。在評價指標方面，曾志新［9］、趙海軍［10］、陳平［11］等探討了不同的指標分類。在評價方法上主要有生物多樣性綜合評價法［12］、生物多樣性評價E 指數法［13］、PSR 評價法［14］等。雖然對生物多樣性評價研究較多，但我國仍未形成一套統(tǒng)一的指標評價體系和方法。當前國內對區(qū)域生物多樣性評價研究集中于局域小尺度下的生物多樣性評價，針對縣域的生物多樣性評價研究不多?？h域作為我國生物保護和生態(tài)文明建設的微觀主體和關鍵環(huán)節(jié)［15］，對縣域生物多樣性的準確評價具有重要意義。

本文以國家環(huán)保部出臺的生物多樣性評價指標體系為基準，采用生物多樣性綜合評價法，基于可獲得可量化的原則，選取野生動物豐富度、野生維管束植物豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型豐富度、中國特有物種豐富度、外來物種入侵度、國家重點保護物種豐富度6 項指標，對鼎城區(qū)的生物多樣性狀況進行評價，為鼎城區(qū)的生物多樣性保護提供重要的基礎數據和參考依據。同時，能夠對其他地區(qū)的生物多樣性評價提供可行性參考。

1 研究區(qū)域地理概況

鼎城區(qū)位于湖南省西北部，洞庭湖西濱，地處東經111°27′10″—112°11′00″，北緯28°35′5″—29°23′37″，境內土壤分為水稻土、紅壤土、紫色土、潮土4 類，以水稻土和紅壤土為主。鼎城區(qū)屬中亞熱帶濕潤季風氣候，以大陸性氣候為主。具有冬冷夏熱，四季分明；熱量充足，雨水集中的特征。年均氣溫16.8 ℃，1 月平均氣溫6.7 ℃，7 月平均氣溫27 ℃，≥10 ℃的活動積溫為5 400 ℃，境內氣溫垂直變化明顯。年均日照時數為1 500 h，年均降雨量1 600 mm，6月份降雨量最多，達382 mm，12 月最少，僅67 mm，無霜期261 d［16］。

2 資料和研究方法

2.1 數據來源

以鼎城區(qū)自然保護地摸底調查和評估報告（2020 年）為本底數據，以鼎城區(qū)省級森林城市建設總體規(guī)劃（2018 年）、鼎城區(qū)生物多樣性保護總體規(guī)劃（2019 年）和外業(yè)調查為補充數據。

2.2 植物資源調查

2019 年11 月—2020 年5 月，結合搜集歷史研究資料，對鼎城區(qū)植物資源進行實地調查，對區(qū)域內不同植被生態(tài)類型建立典型性樣地，其中自然保護地不在作重復調查。主要調查點包括雙橋坪鎮(zhèn)風景區(qū)、云峰竹海風景區(qū)、青山溝風景區(qū)、吉祥山風景區(qū)、沖天湖濕地、五里溪水庫、許家橋回維鄉(xiāng)五二三林場等，共設置60 個樣方，詳細調查其植物群落結構及組成，并對區(qū)域內典型的植物群落進行攝影。同時，利用GPS 進行定位，記錄樣方的經緯度、海拔、坡向、坡度、植被類型。植物群落樣方設置為：森林樣方（20 m×20 m）：記錄種名、樹高、胸徑；灌叢樣方（5 m×5 m）：記錄種名、高度；草叢樣方（2 m×2 m）：記錄種名、高度；水生植物樣方（0.5 m×0.5 m）：記錄種名、高度［17］，按Braun-Blanquet多優(yōu)度群聚度記分，對收集的植物標本、拍攝的植物照片進行科學鑒定，同時記錄樣方中的灌木、草本和藤本植物的物種、數量及其規(guī)格以及每個物種的經緯度和海拔等相關信息。

2.3 動物資源調查

2019 年11 月—2020 年5 月，對鼎城區(qū)野生動物資源進行調查。兼顧不同植被類型、不同生境類型及野生動物的生活習性的情況下，調查鳥類、魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類的種類和數量、分布以及特有種、保護種。

2.3.1 魚類

采用野外采集和市場訪問調查相結合的方法。野外采集：選取鼎城區(qū)境內的河流、水庫區(qū)域進行捕撈，調查記錄魚類的種類和數量，并進行采樣。市場訪問調查：訪問當地的漁民、交易市場以及當地水產管理部門的工作人員等，以了解相關情況。

2.3.2 兩棲類和爬行類

調查方法主要采用樣線法進行調查。樣線單側寬度為10 m。仔細搜尋樣線兩側的兩棲和爬行動物信息，包括動物實體、痕跡（洞穴、卵），同時記錄其物種名稱、數量、發(fā)現時間、生境類型等信息，爬行類和兩棲類可同時進行。

2.3.3 鳥類

采用樣線踏查法、定點觀察、鳴聲辨識、拍照取證和訪問群眾等方法，對該地區(qū)鳥類資源進行調查。樣線長度3 km，單側寬度25 m，記錄動物名稱、數量、距離樣線中線的垂直距離、地理位置和影像等信息，同時記錄樣線調查的行進軌跡。

2.3.4 哺乳類

采用紅外觸發(fā)相機技術調查法、樣線法、訪問與資料收集法，對鼎城區(qū)的哺乳動物進行調查研究。根據地形、植被等選擇有代表性的路線作為調查樣線，在樣線的每側平均10 m 以內觀察哺乳動物的足跡、洞穴、糞便和取食等活動痕跡，對觀察到的活動痕跡根據形狀、大小、排列方式等特征進行種類的鑒別。并訪問護林員、林業(yè)工作人員、狩獵隊員和居民，記錄獸類的種類、分布及捕獲情況等。

2.4 評價方法

2.4.1 評價指標

根據原國家環(huán)保部發(fā)布的《區(qū)域生物多樣性評價標準》（HJ 623—2011）［18］為基準，結合鼎城區(qū)物種資源特點，選取6 項指標評價鼎城區(qū)生物多樣性現狀：野生維管束植物豐富度Ai；野生動物豐富度Bi；生態(tài)系統(tǒng)類型豐富度Ci。本文參照《中國植被》［19］，以群系作為劃分生態(tài)系統(tǒng)類型單元；

外來物種入侵度，計算公式如下：

式中：Di是外來物種入侵度；Ni是區(qū)域內外來入侵物種數；Ai是區(qū)域內野生動物總數；Bi是區(qū)域內野生維管束植物總數。

中國特有物種豐富度［18］，計算公式如下：

式中：Ei是中國特有物種豐富度；Nt是區(qū)域內中國特有動物種數；Nv是區(qū)域內中國特有植物種數；635是一個區(qū)域野生動物種數的參考最大值；3 662是一個區(qū)域野生維管束植物種數的參考最大值［18］。

國家重點保護物種豐富度［18］，計算公式如下：

式中：Fi是國家重點保護物種豐富度；Ntv是區(qū)域內國家重點保護植物種數；Nte是區(qū)域內國家重點保護動物種數。

2.4.2 數據分析

評價指標的歸一化處理方法為：歸一化前的評價指標×歸一化系數；

表1 評價指標最大參考值和權重Table 1 Maximum reference value and weight of evaluation index

2.4.3 生物多樣性指數計算方法

生物多樣性指數（BI）是野生維管束植物豐富度、野生動物豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型豐富度、中國特有物種豐富度、外來物種入侵度、國家重點保護物種豐富度6 個評價指標的加權求和。其中外來物種入侵度是成本型指標，指標屬性值越小越好，應對其做適當變換。

2.4.4 生物多樣性狀況的分級

生物多樣性狀況分級標準參照原國家環(huán)保部的方法，分為高、中、一般和低四個等級（見表2）。

表2 生物多樣性狀況分級標準Table 2 Biodiversity classification standards

3 結果與分析

3.1 鼎城區(qū)植物資源多樣性

鼎城區(qū)境內共有野生維管束植物179科、644屬、1 174 種，分別占湖南省總科、屬、種的69.92%、47.11%、21.90%。其中，蕨類植物有28 科、52 屬、138 種，分別占總科、屬、種的15.64%、8.07%、11.75%；裸子植物6科、12屬、16種，分別占總科、屬、種的3.35%、1.86%、1.36%；被子植物145 科、580 屬、1 020 種，分別占總科、屬、種的81.01%、90.06%、86.88%。由此可見，被子植物是鼎城區(qū)野生維管束植物的主要組成部分，符合當代植物類群中被子植物占絕對優(yōu)勢的基本規(guī)律。

（1）蕨類植物可劃分為單種科、寡種科、中等科。其中，單種科7 個、寡種科16 個、中等科5 個，寡種科占蕨類植物總科數的57.14%。

（2）裸子植物可劃分為單種科、寡種科。其中，單種科3 個、寡種科3 個。松科和柏科的植物最多，分別為4 種。

（3）被子植物可劃分為單種科、寡種科、中等科、大科。其中，單種科28 個、寡種科86 個、中等科24 個、大科7 個，寡種科占被子植物總科數的59.31%。

按植被區(qū)系劃分，鼎城區(qū)自然植被屬華中偏東亞系，共有6 個植被型組、9 個植被型、40 個群系，植物群系以濕地植被群系為主，濕地植被群系占群系類型的45.00%。其中，常綠闊葉林6 種，落葉闊葉林3 種、常綠落葉闊葉混交林4 種、竹林1 種、暖性針葉林6 種、灌叢1 種、莎草型濕地植被2 種、禾草型濕地植被5 種、雜草型濕地植被11 種，人工林1 種。

3.2 鼎城區(qū)動物資源多樣性

鼎城區(qū)野生動物區(qū)系屬華中區(qū)東部丘陵平原亞區(qū)，野生脊椎動物共計32 目99 科323 種，占湖南省野生脊椎動物種數的36.17%。鼎城區(qū)野生脊椎動物以鳥類為主，多達202 種，超鼎城區(qū)野生脊椎動物總數的一半，占湖南省鳥類總數的46.44%。

（1）魚類4 目11 科48 種。其中：鯉形目2 科33種；鲇形目3 科5 種；合鰓魚目1 科1 種；鱸形目5 科9種。魚類動物中洞庭湖經濟魚類偏多，共14種，占魚類種數的29.16%，常見的有鱖Siniperca chuatsi、大眼鱖Siniperca kneri、烏鱧Ophiocephalus argus、黃顙魚Pelteobagrus fulvidraco等。

（2）兩棲類2 目12 科21 種。其中：有尾目2 科3 種；無尾目10 科18 種，占兩棲類種數的85.71%。列入湖南省地方重點保護物種15 種，占湖南省兩棲類重點保護動物的26.79%。常見的有東方蠑螈Cynops orientalis、大樹蛙Rhacophorus dennysii、棘胸蛙Quasipaa spinosa；列入《國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物名錄》的保護物種有15 種。

（3）爬行類2 目7 科22 種。其中，龜鱉目2 科2種；有鱗目5科20種。列入《中國瀕危動物紅皮書》的5 種，如中華鱉Pelodiscus sinensis、尖吻蝮Deinagkistrodon acutus、銀環(huán)蛇Bungarus multicinctus等；列入湖南省地方重點保護的物種有21 種，占湖南省爬行類重點保護動物的27.63%。

（4）鳥類18 目55 科202 種。從物種的居留類型上看，鼎城區(qū)有留鳥81 種，夏候鳥38 種，冬候鳥66種，旅鳥15種。在此地越冬的鳥類至少有147種，占鳥類種數的72.77%，遠遠高于在北緯30°—40°之間濕地越冬鳥類大于34 種的標準［20］；列入《國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物名錄》保護動物144 種；列入湖南省地方重點保護物種103 種，占湖南省鳥類重點保護動物的71.53%。

（5）哺乳類6 目14 科30 種。列入《中國瀕危動物紅皮書》的有1 種，即水獺Lutra lutra；列入湖南省地方重點保護物種21 種，占湖南省哺乳類重點保護動物的43.75%。

3.3 鼎城區(qū)物種稀有性和特有性

3.3.1 物種稀有性

根據國務院發(fā)布的《國家重點保護野生植物》名錄（第一批、第二批），鼎城區(qū)境內有國家重點保護植物24 種，其中，國家Ⅰ級重點保護植物有銀杏Ginkgo biloba、南方紅豆杉、水杉Metasequoia glyptostroboides、伯樂樹Bretschneidera sinensis、野蓮Nelumbo nucifera等5 種，占湖南省分布的國家Ⅰ級重點保護植物的33.33%；國家Ⅱ級重點保護植物有鵝掌楸Liriodendron chinense、閩楠、花櫚木Ormosia henryi、香果樹Emmenopterys henryi、金錢松Pseudolarix amabilis、篦子三尖杉等19 種，占湖南省分布的國家Ⅱ級重點保護植物的38.00%。

根據國務院公布的國家重點保護野生動物Ⅰ、Ⅱ級名單，鼎城區(qū)境內有國家重點保護動物40 種。其中，國家Ⅰ級重點保護動物5種，即白鶴Grus leucogeranus、黑鸛Ciconia nigra、白頸長尾雉Syrmaticus ellioti、穿山甲Manis pentadactyla、黑麂Muntiacus crinifrons，占湖南省分布的國家Ⅰ級重點保護動物的27.77%；國家Ⅱ級重點保護物種35種，兩棲類2種、爬行類2 種、鳥類28 種、哺乳類3 種，以鳥類居多，占湖南省分布的國家Ⅱ級重點保護動物的44.87%。

3.3.2 物種特有性

鼎城區(qū)中國特有維管束植物種類84種，占湖南省分布的中國特有維管束植物的3.03%。其中，蕨類植物中有中國特有種2 種，分別是異穗卷柏Selaginella heterostachy、翠云草Selaginella uncinata；裸子植物中有中國特有種9 種，分別是粗榧Cephalotaxus sinensis、銀杏Ginkgo biloba、金錢松Pseudolarix amabilis、華南五針松Pinus kwangtungensis、水杉Metasequoia glyptostroboides、柏木Cupressus funebris、篦子三尖杉、南方紅豆杉；被子植物中有中國特有種74種，如鵝掌楸Liriodendron chinense、閩楠、伯樂樹Bretschneidera sinensis、中華萍蓬草Nuphar pumilasubsp.sinensis、掌裂葉秋海棠Begonia pedatifida等；

鼎城區(qū)中國特有動物種類25 種，占湖南省分布的中國特有動物的11.42%。其中，魚類12 種，如黃尾鲴Xenocypris davidi、中華鳑鲏Rhodeus sinensis、圓口銅魚Coreius guichenoti等；兩棲類7種，如大樹蛙Rhacophorus dennysii、鎮(zhèn)海林蛙Rana zhenhaiensis、寒露林蛙Rana hanluica、東方蠑螈Cynops orientalis等；鳥類4 種，如紅腹錦雞Chrysolophus pictus、黃腹山雀Parus venustulus等；獸類2 種，分別是小麂Muntiacus reevesi、獐Hydropotes inermis。

3.4 鼎城區(qū)外來入侵物種

根據國務院環(huán)保部公布的3批外來入侵物種名單和中國外來物種數據庫，鼎城區(qū)境內共有外來入侵物種29 種，外來入侵植物17 種，占鼎城區(qū)野生維管束植物總數的1.45%；外來入侵動物12 種，占鼎城區(qū)野生動物總數的3.72%。分布范圍較廣的有鳳眼藍Eichhornia crassipes、 空 心 蓮 子 草Alternanthera philoxeroides、加拿大一枝黃花Solidago canadensis、松材線蟲North American pinewood nematode、口孵非鯽Oreochromisspp.等。

3.5 鼎城區(qū)生物多樣性評價結果

鼎城區(qū)境內有野生脊椎動物323 種；野生維管束植物1 174 種；生態(tài)系統(tǒng)類型40 種；中國特有種109種，其中野生維管束植物84種，野生脊椎動物25種；外來入侵物種29 種，其中外來入侵動物12 種，外來入侵植物17 種；國家重點保護物種64 種，其中國家重點保護植物24 種，國家重點保護動物40 種。根據生物多樣性綜合評價方法對數據進行計算（見表3）。

表3 鼎城區(qū)生物多樣性指數評價指標值及評價結果Table 3 Evaluation Indexes and Results of Biodiversity Index in Dingcheng District

4 討論

1）鼎城區(qū)生物多樣評分為39.954 分，生物多樣性等級為一般，與李倦生等［21］對湖南省生物多樣性評價結果一致。其他研究結果，如安徽省蒙城縣生物多樣性評分為26.141［22］，甘肅酒泉市生物多樣性評分為29.96分［23］，由于各研究所采取評價體系不同，所以評價結果不具有比較價值。但從整體上看，低緯度地區(qū)往往具有較高的得分。

2）根據查閱相關資料和文獻［21］，選取與鼎城區(qū)相近的安鄉(xiāng)縣和桃源縣進行比較。安鄉(xiāng)縣有野生維管束植物454 種、野生動物268 種、中國特有種106種、外來入侵物種33 種、37 個植物群系；桃源縣有野生維管束植物1 452 種、野生動物366 種、中國特有種571 種、外來入侵物種50 種、57 個植物群系。因此，通過比較三個區(qū)縣的生物資源，體現出鼎城區(qū)物種資源較豐富，中國特有種和外來入侵物種分布較少。

3）在評價指標的選取上，大部分學者都采用物種豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性、物種特有性、外來物種入侵度及物種受威脅程度等指標進行評定。然而，物種特有性和生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性含義不明確。物種特有性是指中國特有種還是區(qū)域特有種，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性是定性指標還是定量指標。因此，本文用中國特有物種豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型豐富度代替物種特有性和生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性。另外，本文用國家重點保護物種豐富度代替受威脅物種豐富度，原因是物種受威脅等級是確定物種保護等級的最重要因素，國家重點保護物種不僅指受威脅物種，還包括數量極少、分布范圍較窄的物種，所以保護物種比受威脅物種內涵更廣［24］。在研究內容上本文存在一些不足，如評價指標的選取存在主觀性，沒有選取植被垂直層譜完整性，生境稀有性等指標，在今后的研究中，應當注重構建更為合理的指標體系，提高評價結果的科學性。

5 結論

本文基于原國家環(huán)保部發(fā)布的區(qū)域生物多樣性評價標準為基準，采用生物多樣性綜合評價法，制定針對鼎城區(qū)的生物多樣性評價指標體系。研究結果表明，鼎城區(qū)生物多樣性BI值為39.954 分，生物多樣性狀況為一般，即區(qū)域內物種較少，特有屬、種不多，局部地區(qū)生物多樣性較豐富。從總體得分水平來看，鼎城區(qū)生物多樣性狀況接近中等水平。從各指標得分值來看，國家重點保護物種豐富度和外來物種入侵度得分值較高，中國特有種豐富度得分值最低，說明區(qū)域內國家重點保護物種較多、外來入侵物種和中國特有物種分布均較少。因此，鼎城區(qū)要加強對珍稀和特有物種的保護工作，建立珍稀物種的重點保護區(qū)域，繼續(xù)加強對外來入侵物種的防治工作，控制危害范圍，建立外來入侵物種防控區(qū)。