1 生物多样性评估概况
1.1 国外生物多样性评估进展
从20世纪90年代起,国际上开始逐步重视生物多样性评价指标的研究。Reid等(1993)提出了一套由20多个指标组成的指标体系,旨在建立地方、国家、区域和全球水平生物多样性现状评价的框架。2004年欧盟首次确定了由15个指标组成的一套指标体系,其中包括5个现状指标、1个持续利用指标、3个威胁指标、3个生态系统完整性指标、1个遗传资源获取与惠益分享指标、1个技术转让指标、1个公众意识指标。2006年英国的英格兰提出了一套由8个指标组成的指标体系,包括4个现状指标、1个压力指标、3个响应指标,并评价了2003年和2006年的生物多样性状况(Deparment for Environment,Food and Rural Affairs,2006)。英格兰生物多样性评价的不足是仅就单项指标分别作评价,并没有提出一个综合的评价结论。2005年1月,欧洲环境局启动了“整合欧洲2010年生物多样性指标(SEBI2010)”的泛欧洲合作项目,旨在今后几年中在国家、泛欧洲、全球水平上尽量一致地建立生物多样性指标,评价2010年目标的实施进展(European Environment Agency, 2006)。
《生物多样性公约》的有关条款对生物多样性评价作出了要求。《生物多样性公约》第7条要求缔约国:“(a)查明对保护和持续利用生物多样性至关重要的生物多样性组成部分;(b)查明对保护和持续利用生物多样性产生或可能产生重大不利影响的过程和活动种类,监测其影响;(c)以各种方式保存并整理依照以上(a)、(b)项从事查明和监测活动所获得的数据。”此外,《生物多样性公约》的第14条也涉及了对生物多样性受到严重不利影响进行评估的内容。《生物多样性公约》的第五次、第六次缔约方大会(COP5、COP6)分别通过了决议,敦促缔约国在生物多样性评估方面采取行动。《生物多样性公约》秘书处和联合国环境规划署也要求缔约国加强生物多样性监测体系的建设,建立生物多样性指标体系,开展生物多样性评估。
1.2 国内生物多样性评估进展
我国政府高度重视生物多样性保护工作,建国以后,特别是在缔结《生物多样性公约》以来,在履约机制、立法和执法、就地保护、宣传教育、全球合作等方面开展了许多卓有成效的工作。但是由于气候变化等自然原因和历史上滥伐森林、毁草开荒、滥捕滥猎、环境污染等人为破坏所造成的影响,目前,我国生物多样性丧失的趋势还没有得到有效的控制,我国自然生态环境形势总体是严峻的。我国从20世纪90年代起也开始研究生物多样性评价指标。马克平(1994)论述了生物多样性测度指标,张峥等(1999)提出了湿地生态评价指标体系,曾志新等(1999)初步研究了生物多样性评价指标体系。
2008年,国家环境保护部组织对全国省域生物多样性进行了首次评价。
(1)评价数据的采集。从各省(市、区)的《植物志》、《动物志》、《环境公报》、《生态环境调查报告》以及公开发表的期刊中,查询相关数据,经汇总得到我国各省(市、区)5个生物多样性评价指标值(见表1-1)。
其中特有种数的数据,由于目前系统地采集数据较困难,根据对部分省份中国特有高等植物种数与种子植物中国特有属数的关系的分析,表明两者相关性显著(P<0.01)。因此,本书在对全国生物多样性现状进行评价时,以种子植物中国特有属数来代替物种特有性。
(2)我国各省(市、区)生物多样性评价指标值。根据指标的归一化处理方法,得到归一化处理后的我国各省(市、区)生物多样性评价指标值(见表1-2)。
表1-1 我国各省(市、区)生物多样性评价指标值(单位:种)
续表
表1-2 归一化处理后的我国各省(市、区)生物多样性评价指标值
(3)全国生物多样性状况评价结果。根据生物多样性指数和评价分级,得出如下结果(见表1-3):①云南、四川、广西物种丰富度高,特有属、种繁多,生态系统丰富多样,生物多样性评价结果为“优”。②贵州、湖北、广东、湖南、重庆、福建、西藏、江西、浙江、海南、甘肃、新疆、陕西物种较丰富,特有属、种较多,生态系统类型较多,局部地区生物多样性高度丰富,生物多样性评价结果为“良”。③河南、安徽、山东、山西、河北、北京物种较少,特有属、种不多,局部地区生物多样性较丰富,生物多样性总体水平“一般”。④吉林、内蒙古、上海、辽宁、宁夏、青海、江苏、黑龙江、天津物种贫乏,生态系统类型单一、脆弱,生物多样性评价结果为“差”。
表1-3 基于生物多样性指数(BI)的全国生物多样性状况评价结果
1.3 江西省生物多样性调查与评估研究方法
1.3.1 研究方法
本项目研究技术路线见图1-1。
图1-1 项目技术路线
1.3.2 数据收集与调查
1.植物多样性数据收集与调查
植物多样性方面评价指标数据的收集与调查工作,主要就江西省物种丰富度、生态系统类型、特有种和外来入侵物种的数量、植被垂直层谱等生物多样性评价内容采取统一的方法与标准进行数据收集和调查,再进行资料汇总,形成江西省植物多样性指标评价数据集。具体过程如图1-2。
图1-2 植物数据收集与调查过程
本次调查收集了有关江西省植物区系和植物群落的基础研究资料,以及庐山植物园标本馆、江西农业大学植物标本馆等馆藏标本的原始采集记录。植物多样性方面评价指标数据主要调查收集了蕨类植物、被子植物与裸子植物的数据。
2.动物多样性数据收集与调查
动物多样性方面评价指标数据的收集与调查工作,按照研究工作的要求,以县为单位成立了调查队,对调查方案、调查方法和表格填报组织了认真的学习,对调查质量提出了严格要求,力求全面、准确、扎实开展调查工作。
此次调查依据的基础资料主要是江西省在1996—2001年间开展的“全省重点保护野生动物资源调查”有关数据以及各地开展的年底调查数据。但近几年,一些物种的数量和分布发生了一些变化,为此还聘请了专家作为技术指导,对调查工作进展情况进行跟踪指导,保证调查结果的准确性。
此次调查在以县为单元收集调查数据的基础上,同时考虑到自然保护区是野生动物种类最丰富、分布最集中的区域,普遍开展了较全面的动物资源调查,单独列出了物种在保护区的分布情况。具体过程见图1-3。
图1-3 动物数据收集与调查过程
动物多样性方面评价指标数据主要调查收集了鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类等数据。
3.植物、动物调查数据库说明
(1)植物分布信息表中,蕨类植物采用秦仁昌系统,裸子植物采用郑万钧分类系统,被子植物采用H.Hutchinsson系统。
(2)入侵物种的界定以徐海根、强胜主编的《中国外来入侵物种编目》(2004)和李振宇、解焱主编的《中国外来入侵种》(2002)为依据。
(3)物种受威胁程度采用世界自然保护联盟(IUCN)物种存续委员会(SSC)确定的濒危物种级别:CR(极危),EN(濒危),VU(易危),NT(近危)。
(4)植物特有种的确定主要采用《中国植物志》全部80卷126册中有关物种分布的记载,国外无分布地点的确定为中国特有。数据中“1”表示特有,“0”表示非特有。
(5)植被类型分类采用《中国植被》的分类系统,并结合植被生态学特征。
(6)植物物种分布信息中,“1”表示相应地区有该物种分布,“0”表示相应地区无分布。
(7)动物物种分布信息中,“1”未表明多度等级,“2”表示历史记录,“3”表示偶见,“4”表示常见,“5”表示很多,“6”表示已建保护区保护。
1.3.3 生物多样性评价指标的遴选
生物多样性评价指标的遴选遵循下列原则:
(1)科学性原则。指标的选取应建立在对生物多样性充分认识、深入研究的基础上。选取的指标应该目的明确、定义准确,必须能客观、真实地反映生物多样性的基本特征、变化规律和保护现状。
(2)代表性原则。选择指标时,应选取最能直接反映生物多样性本质特征的指标,摒弃一些与主要特征关系不密切的从属指标,使指标体系具有较高的代表性。
(3)实用性原则。包括四层含义:一是所选指标的数据容易采集;二是便于更新;三是指标体系简明,综合性强;四是指标体系的应用具有较强的可操作性。
1.3.4 各评价指标的含义
(1)物种丰富度。指被评价区域内已记录的野生高等动植物物种数,用于比较物种的多样性。
(2)生态系统类型多样性。指被评价区域内生态系统的类型数,用于比较生态系统的类型多样性。分类体系参照《中国植被》(吴征镒,1980),以群系为分类单位。
(3)植被垂直层谱的完整性。指被评价区域内植被群落垂直分层结构的完整程度,如乔木2~3层:灌木层、草本层,用于比较生态系统的稳定性(表1-4)。
表1-4 植被垂直层谱完整性系数
(4)物种特有性。指被评价区域内中国特有种的数量,用于比较生态系统的特殊价值。
(5)外来物种入侵度。指被评价区域内外来入侵物种数与本地高等动植物种数之比,用于比较生态系统的潜在受干扰程度。
(6)生境自然度。生境自然度是指评价范围内天然林占人工林的比重。在生态系统类型多样性和植被垂直层谱的完整性相同的条件下,天然林比例高的县生物多样性指数应该更高些。
1.3.5 评价指标的归一化处理
评价指标的归一化方法为:
归一化后的评价指标=归一化前的评价指标×归一化系数
其中,归一化系数=100/A最大值,A最大值指某指标归一化处理前的最大值。
归一化后的物种丰富度=(野生高等动物物种数×归一化系数1+野生高等植物物种数×归一化系数2)/2
其中,归一化系数1=100/最大动物物种数,归一化系数2=100/最大植物物种数。
物种特有性指标也按上述相似方法计算。
1.3.6 各项指标评价权重
采用专家咨询法确立各项评价指标的权重,结果如表1-5所示。
表1-5 评价指标权重
1.3.7 生物多样性指数(BI)计算方法
生物多样性指数(BI)是物种丰富度、生态系统类型多样性、植被垂直层谱的完整性、生境自然度、物种特有性、外来物种入侵度6个评价指标的加权求和。其中外来物种入侵度为成本型指标,即指标的属性值越小越好,应对其作适当转换。
BI=归一化后的物种丰富度×0.5+归一化后的生态系统类型多样性×0.15+归一化后的植被垂直层谱的完整性×0.05+归一化后的生境自然度×0.10+归一化后的物种特有性×0.15+(100-归一化后的外来物种入侵度)×0.05
1.3.8 生物多样性状况分级
根据生物多样性指数(BI),将生物多样性状况分为四级,即:高、中、一般和低(表1-6)。
表1-6 生物多样性状况的分级
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