基于生态足迹和繁殖生境需求的扎龙保护区人鹤共存策略

发布时间：2020-08-12 23:18

【摘要】：为了探讨人与动物之间的共存关系,本文以扎龙保护区为研究地,以保护区历史遗留的社区居民和主要保护对象鹤类作为研究对象,以社区居民生态足迹和鹤类生境需求作为切入点,分析了扎龙保护区的人鹤共存策略。本研究首先分析了 2013-2016年连续四年保护区社区居民生态足迹(人均生态足迹供给、人均生态足迹需求、生态环境承载力)的年度动态及不同类型生态生产性土地的年度变化;然后分析了 2011-2017年连续七年保护区五种常见鹤类(丹顶鹤、白枕鹤、灰鹤、白头鹤、白鹤)的种群与其同域分布鸟类群落多样性指数(物种多样性、物种丰富度、物种均匀度)和同域分布社区居民生态足迹(人均生态足迹供给、人均生态足迹需求、生态环境承载力)的相关性,以此判别鹤类在鸟类群落中的伞护作用及对社区居民生态足迹的指示性;接着,对具有伞护作用和指示性的鹤类进行生境需求分析与评价;最后,结合上述分析结果,进行人鹤共存策略综合分析。详细分析结果如下。1、保护区社区居民生态足迹分析2013-2016年度,(1)保护区的生态生产性土地类型面积以草地(含芦苇沼泽)和水域为主(67-77%),主要分布于核心区,其次是耕地和建筑用地(18-25%),主要分布于实验区和缓冲区,林地面积最少。(2)保护区人均生态足迹供给平均为4.5233ha/人,逐年上升;生态生产性土地类型间的供给存在极显著差异,耕地和建筑用地的供给最大(1.7-3.0ha/人),约为草地(含芦苇沼泽)、水域、林地的6-53倍,而化石燃料地为0。(3)社区居民人均生态足迹需求平均为3.3353ha/人,逐年先升后降;生态生产性土地类型间的需求也存在极显著差异,草地(含芦苇沼泽)和耕地的需求最大(0.9-2.2ha/人),约为水域的1-4倍、约为化石燃料地的80-4000倍、约为建筑用地的30-65万倍,而林地为0。(4)保护区生态环境承载力连年生态盈余,平均为1.1879ha/人;但草地(含芦苇沼泽)、水域、化石燃料地等生态生产性土地的生态环境承载力却连年生态赤字,赤字度也较大。2、鹤类的群落伞护作用及生态足迹指示性分析2011-2017年,保护区五种常见鹤类中,丹顶鹤、白枕鹤能反映不同年度、不同生活史时期(繁殖期)等时间尺度内同域分布鸟类群落多样性指数,二者的种群数量与物种丰富度呈显著正相关。2013-2016年度,保护区五种常见鹤类中,丹顶鹤、白枕鹤能指示同域分布社区居民生态足迹,二者的种群数量与人均生态足迹供给、生态环境承载力呈显著正相关、而与人均生态足迹需求呈显著负相关。综上,丹顶鹤、白枕鹤既能反映同区域内鸟类群落多样性信息,也能反映同区域内社区居民的生态足迹信息;即二者的繁殖种群数量既对同区域内鸟类群落具有伞护作用,也能指示同区域内社区居民的生态足迹。可以将丹顶鹤、白枕鹤作为鸟类群落的代表,进一步评价二者的繁殖生境需求,并同社区居民的生态足迹共同衡量保护区的生态环境承载,进而提出人鹤共存策略。3、丹顶鹤与白枕鹤的繁殖生境需求与评价2013-2016年,(1)丹顶鹤与白枕鹤繁殖期领域面积为59.11±8.25ha和51.67±17.81ha,即 50.86-67.36ha 和 33.86-69.48ha。(2)繁殖栖息地类型均为芦苇沼泽,即本文的草地(含芦苇沼泽),栖息地利用需求选择方面二者存在差异;栖息地适宜性均存在年度差异,其中最适宜生境面积和适宜生境面积分别为0.30-0.54万ha和0.20-0.67万ha;低适宜生境面积分别为2.10-5.10万ha和1.20-5.10万ha。(3)繁殖环境容纳量均存在年度差异,其中最适宜生境和适宜生境所能容纳的繁殖数量分别为51-91对和39-131对不等。4、人鹤共存策略分析参考《世界环境与发展委员会》的信息,本文将保护区12%的生态生产性土地用于生物多样性保护、将88%的生态生产性土地用于保护区社区居民生态足迹权衡,分别进行了繁殖生境需求的环境承载判别和社区居民生态足迹的盈赤权衡。鉴于生物多样性保护优先的前提,若12%的生态生产性土地不能满足保护区鹤类繁殖生境需求,则以鹤类繁殖生境需求面积为衡量参考,再次进行后续的社区居民生态足迹分析。(1)基于鹤类繁殖生境需求的环境承载判别保护区12%的生产性土地面积(2.52万ha)大于本文模型模拟的丹顶鹤、白枕鹤2013-2016年度内最适宜生境面积与适宜生境面积之和(0.30-0.54万ha和0.20-0.67万ha),且小于低适宜生境面积(3.40-5.10万ha和4.20-5.10万ha)。在有效管护下,若低适宜生境面积质量被提升为适宜生境或最适宜生境,则保护区用于生物多样性保护的栖息地面积能够达到保护区总面积的12%(2.52万ha),可以基于12%面积进行鹤类繁殖生境需求的环境承载判别。丹顶鹤、白枕鹤的繁殖生境为芦苇沼泽(也即本文的草地),假设二者繁殖期领域空间分布存在完全重叠、部分重叠、相邻三种情况。其中,(1)假设完全重叠时,保护区用于生物多样性保护的草地面积能够容纳繁殖丹顶鹤与繁殖白枕鹤262-285对和299-326对,该结果约为2013-2016年丹顶鹤和白枕鹤野外繁殖数量的2.8-4.5倍和14.2-19.1倍,约为适宜生境繁殖容纳量的3.1-5.2倍和2.3-7.8倍。(2)假设部分重叠时,能容纳繁殖丹顶鹤与白枕鹤均为209-227对,这为2013-2016年丹顶鹤与白枕鹤野外繁殖数量的2.2-3.6倍与9.9-13.3倍,为丹顶鹤与白枕鹤适宜生境繁殖容纳量的2.54.2倍与1.6-5.5倍。(3)领域相邻时,能容纳繁殖丹顶鹤与白枕鹤均为140-152对,为2013-2016年丹顶鹤与白枕鹤野外繁殖数量的1.5-2.4倍与6.6-8.9倍,为丹顶鹤与白枕鹤适宜生境繁殖容纳量的1.7-2.8倍与1.1-3.6倍。三种不同假设条件下,《世界环境与发展委员会》报告中规定的用于生物多样性保护的草地(含芦苇沼泽)面积(保护区总面积的12%)能够满足2013-2016年保护区丹顶鹤与白枕鹤的繁殖生境需求,但个别年度接近鹤类栖息地繁殖临界值(2016)。(2)基于社区居民消费的生态足迹盈赤权衡草地(含芦苇沼泽)和水域是保护区的优势生境类型(67-77%),主要分布于核心区;2013-2016年连续四年,草地(含芦苇沼泽)和水域的生态赤字度均最大,化石燃料地均微赤字(保护区无此供给)。针对这种情况,可以通过降低保护区核心区社区居民人口数、生态生产性土地类型转换等增大人均生态足迹供给的途径(即移民、退耕退林)解决核心区草地(含芦苇沼泽)与水域的生态赤字、可以通过将化石燃料地需求转化为建筑用地需求等降低人均生态足迹需求的途径(即能源替代)解决化石燃料地的生态微赤字。综上所述,《世界环境与发展委员会》报告中规定的用于生物多样性保护的12%的生态生产性土地面积能满足保护区丹顶鹤与白枕鹤的繁殖生境需求,但个别年度满足度接近临界值(2016年);剩余的88%生态生产性土地面积用于吸纳保护区社区居民生态足迹,保护区整体生态盈余,但分布于核心区的主要生境类型草地(含芦苇沼泽)和水域却连年赤字、且赤字度最大,人鹤共存存在危机。综合分析,解决人鹤共存危机的策略有三种:第一种为核心区部分移民1498人,齐齐哈尔市铁锋区的塘土岗子、赵凯、石家店、道口及散户等4个村屯296户943人列为第一批移民计划,大庆市林甸县的育苇场三分场、四分场两个场区的203户555人列为第二批移民计划;第二种方案是退耕退林,将移民后的区域进行退耕退林还湿,增加草地(含芦苇沼泽)和水域的人居生态足迹供给面积;第三种是能源替代,核心区未移民的社区居民应该开展能源替代,将需要化石燃料地吸纳的油气煤等能源消耗转化为需要建筑用地吸纳的热电等能源消耗。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q958.1
【图文】：

生态生产,年度,保护区,土地面积

逦２０１５邋年逦２０１６邋年逡逑图３＿３不同年度保护区各类生态生产性土地的人均生态足迹供给逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－３邋Ｐｅｒ邋ｃａｐｉｔａ邋ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ邋ｓｕｐｐｌｙ邋ｏｆ邋ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ邋ｌａｎｄ邋ｔｙｐｅ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｙｅａｒ逡逑３．２．２人均生态足迹需求逡逑２０１３－２０１６年度统计数据和生态足迹需求公式模拟分析结果显示（表３－１、表３－２、逡逑表３－３、表３－４、图３－４）：邋（１）人均生态足迹需求平均为３．３３５３ｈａ／人，年度间先增后降；逡逑（２）各类生态生产性土地的人均生态足迹需求均存在年度差异，变化规律也不同；其逡逑中，草地（含芦苇沼泽）和耕地逐年下降、水域呈上升趋势、建筑用地和化石燃料地的逡逑需求较小且前者稳定后者波动式下降；（３）各类生态生产性土地的人均生态足迹需求类逡逑间相差极大；其中，草地（含芦苇沼泽）和耕地相对最大，为０．９－２．２ｈａ／人，约为水域逡逑

空间分布,监测区域,空间分布,房子

库木台、东升水库、黄土岗子、巨浪、老马场、卧牛岗、育苇场、土城子、崔家窑、后逡逑地房子、马地房子、小东屯、大榆树、肯可、老地房子、平安屯、克尔台、八宝代、哈逡逑布塔、波贺岗子、满代特勒等３５个监测区域（图４－１）。调查期间，课题组对调查区域逡逑间的交通、监测区的地理位置、地形地势、水文植被、居民建筑等生物信息和社会经济逡逑信息进行了详细的了解，这为本研宄２０１４－２０１７年的鹤类与鸟类多样性监测累积了前期逡逑基础。逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋１邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ逡逑图４－１监测区域的空间分布逡逑Ｆｉｇ．邋４－１邋Ｓｐａｔｉａｌ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｚｏｎｅ逡逑－３４－逡逑

遥感影像,测算图,三角定位,丹顶鹤

三角定位法的测算公式如下：＾＾（々－Ａ＋Ｍｘｔａｎｃ＾－少ｊＸｔａｎｃ＾／＾ｔａｎｃ＾－ｔａｎＯｊ），逡逑ｘ３＝ｘｉ＋（少３－＿ｙｉ）ｘｔａｎｏｉ。式中，（ｘｉ，少ｉ）和（ｘ２，ｈ）为丹顶鹤繁殖观测点经yN度，逡逑（ｘ３，邋＿ｙ３）为丹顶鹤繁殖位点经纬度，ｃ＾、0２为已知角度（图５－２）。逡逑５．１入３模型因子提取逡逑基于丹顶鹤繁殖栖息地利用需求分析结果及遥感影像中环境因子提取的可操作性，逡逑－５２－逡逑

【参考文献】