生物多樣性評價動態(tài)指標(biāo)體系與替代性評價方法研究.pdf

1、云南是中國生物多樣性最豐富的省份，是瀕危和特有物種的分布中心、模式標(biāo)本的產(chǎn)地中心、東亞植物區(qū)系的分化中心和全球25個生物多樣性熱點地區(qū)之一，被列為具有國際意義的生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)。面對云南省極為豐富、復(fù)雜、脆弱的生物多樣性，目前在生物多樣性評價這一基礎(chǔ)性工作中，一方面缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、行之有效、易于操作、成本合理的方法體系，無法解決“針對性”和“普適性”這對評價指標(biāo)體系普遍存在的矛盾，把現(xiàn)狀評價、影響評價、快速評價、長期監(jiān)測、綜合科考等不同

2、形式生物多樣性評價工作統(tǒng)一起來，實現(xiàn)結(jié)果的時序、空間可比性和信息共享；另一方面缺乏對生物多樣性分布本底信息的匯總以及對其分布規(guī)律性的總結(jié)，評價中無法充分利用既有信息，把有限資源用于真正需要深入開展評價工作的區(qū)域和領(lǐng)域。為此，本文通過“兩庫（評價指標(biāo)庫和生物多樣性空間信息庫）”、“一系統(tǒng)（動態(tài)指標(biāo)體系應(yīng)用系統(tǒng)）”、“兩替代（生物類替代和生境類替代評價方法）”三塊相對獨立的研究內(nèi)容，為生物多樣性評價指標(biāo)體系的構(gòu)建和快速評價提供了一套系統(tǒng)解決

3、方案。
　　為揭示云南省生物多樣性基本格局，本文首先從宏觀生態(tài)學(xué)角度對其水平分布、經(jīng)緯度和海拔梯度規(guī)律進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)云南省景觀多樣性主要沿大的地形地勢從西北向東南傾斜展布，形成三梯層、四層次的景觀格局；生態(tài)系統(tǒng)、動植物物種多樣性的熱點區(qū)域則呈“C.”格局：即生物多樣性富集區(qū)主要沿云南省邊境線呈“C字形”分布，“.”代表滇中另有一個多樣性高值孤島（哀牢山和無量山）。海拔梯度方面，植物多樣性沿山體存在三種變化格局：①多數(shù)地區(qū)呈先

4、增后減的近似正態(tài)分布，并且當(dāng)基帶存在干熱河谷時，低海拔還會出現(xiàn)多樣性的躍升現(xiàn)象；②南部熱帶地區(qū)則呈左偏的單峰分布（略上升即快速下降）；③低海拔干熱河谷區(qū)，生物多樣性隨海拔變化無顯著規(guī)律。緯度梯度方面：①存在明顯的物種構(gòu)成變化，從南到北有90％以上的物種成分發(fā)生變化，南北共有種極少；②在云南西部，植物多樣性峰值出現(xiàn)的海拔高度由山體所處緯度決定，緯度越低多樣性峰值出現(xiàn)海拔也越低，兩者呈線性關(guān)系。經(jīng)度梯度方面：①物種構(gòu)成變化的劇烈程度不及緯度

5、，約有1/4的物種構(gòu)成發(fā)生變化；②北回歸線附近，越往西部植物組成的相似性越大，東部在組成上與中西部差異較大。相關(guān)成果第一次全面地揭示了云南省生物多樣性分布的空間規(guī)律，為未來生物多樣性評價工作提供了本底信息和參考。
　　本文提出有創(chuàng)新意義的“動態(tài)指標(biāo)體系”概念，通過以下四個步驟實現(xiàn)了為任何區(qū)域、任何類型評價，自動生成評價指標(biāo)體系的功能：①對現(xiàn)有生物多樣性指數(shù)進(jìn)行收集、整理、分類、編目，參照本文提出的“花冠概念模型”構(gòu)建了由755個指

6、標(biāo)構(gòu)成的“生物多樣性評價指標(biāo)庫”；②對現(xiàn)有生物多樣性空間分布數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、區(qū)劃進(jìn)行整合，構(gòu)建了云南省“生物多樣性空間信息庫”；③基于ArcEngine+VB.NET開發(fā)環(huán)境編寫應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了按照特定檢索條件（如評價項目特點、評價區(qū)生物多樣性本底狀況）對指標(biāo)庫中指標(biāo)進(jìn)行篩選的功能，可生成用于評價指標(biāo)體系的子指標(biāo)集；④由系統(tǒng)參照層次分析法等方法，自動進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的賦予以及各層級結(jié)構(gòu)權(quán)重的賦與，完成評價指標(biāo)體系的構(gòu)建。在用戶計算得到各

7、評價指標(biāo)數(shù)值后，參照指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)和一套綜合評價模型，即可逐項、逐級計算得出生物多樣性評價的總評分。
　　為實現(xiàn)生物多樣性的快速評價，本文又分別從生物之間關(guān)系和生物與環(huán)境之間關(guān)系兩方面入手，探索了可能被用于生物多樣性替代評價的理論和方法。首先，針對生物間關(guān)系，本文建立了從“種-面積關(guān)系”到“種-種關(guān)系（即不同生物類群之間物種數(shù)的相關(guān)關(guān)系）”的聯(lián)系，從理論上證明了區(qū)域“植物、鳥類、獸類、爬行類、兩棲類”的物種數(shù)之間存在相關(guān)性，并推導(dǎo)出

8、一系列任意兩生物群類之間物種豐度相關(guān)關(guān)系函數(shù)，供替代性評價使用。實證研究中發(fā)現(xiàn)，該相關(guān)關(guān)系具有嚴(yán)重尺度依賴性，為此本文又提出以觀鳥為基礎(chǔ)，在大尺度上使用獸類、鳥類和植物物種數(shù)之間的經(jīng)驗比例“1:5:50”，中尺度上套用類群間物種豐度相關(guān)函數(shù)關(guān)系式，小尺度上檢索“鳥比”等值線圖（代表非鳥類的任意生物類群）三個解決方案，以實現(xiàn)對區(qū)域鳥類之外類群物種豐度的大致評估。還提出了一系列提高該方法評價精度的潛在途徑，以及完善該方法體系的發(fā)展方向。此外

9、，針對生物與生境的關(guān)系，本文分析了云南省生物多樣性與環(huán)境變量、植被景觀、土壤景觀、土地利用景觀、路網(wǎng)、生物入侵之間的關(guān)系，并使用梯度分析方法總結(jié)了對物種多樣性最具影響力和指示意義的生境類替代評價指標(biāo)，使用回歸分析方法建立了各類群物種多樣性與主要環(huán)境因子和景觀指數(shù)的多元線性回歸方程，為基于生境指標(biāo)開展生物多樣性替代性評價提供了具體方法。
　　本研究屬于生物多樣性評價領(lǐng)域的集成創(chuàng)新研究，可為云南省的生物多樣性保護(hù)、研究和決策，我國環(huán)境