论文｜野生哺乳动物生态廊道构建——以云豹为例

长按识别

OSID开放科学计划

长按识别论文专属二维码，听作者讲述论文写作背景，与同行交流心得体会。

近年来，由于大规模的人类活动的影响，直接割裂了物种生境的整体性和连通性，随着景观生态学的不断发展，孤立的自然保护区等生态保护地已经不能满足生物多样性保护的要求，因此解决生物多样性保护等诸类问题需要加强自然保护区之间的联系，通过将自然保护区相连接的方式构建潜在生态廊道，形成生态网络。维持孤立栖息地斑块间的连接，构建生态廊道已成为消除生境破碎化的一个重要途径。生态廊道对于保护生物多样性、维护生态平衡、改善生境破碎化有重要作用。构建生态廊道并对所形成的生态网络进行优化，对实现生态系统可持续性发展具有重要的意义。

在不同发展阶段，不同学科与不同领域的学者对生态网络的关注点也不同。如今欧洲的生态网络侧重关注如何在高速经济发展的情况下尽量减少对土地的人为干扰、维持区域生物多样性、保证野生动物栖息地完整性以及河域的恢复和保护。相较于欧美国家，我国对于生态廊道研究及生态网络建设起步较晚，在国外学者对生态网络规划研究的影响下，生态网络逐步被我国所接受。

云豹生性极为谨慎，成年云豹的栖息活动面积约为40km²，中低海拔的阔叶林为其适生生境。云豹主要以猴、小麂、穿山甲、野猪、果子狸、林麝、斑羚、苏门羚、松鼠、水鹿、野兔等为食。作为生态系统顶级消费者的云豹，对生态系统的稳定发挥着关键的作用，它直接或间接地控制食草的初级消费者的数量和状态，对自然界的生态平衡有着举足轻重的作用。由于其生境范围较广且基于食物链捕食关系的耦合机制，将其定义为伞护种，同时兼顾保护其他的同域野生动物，因此以云豹标准构建生物多样性保护廊道，其他的同域物种均能由此通过。

为湘南地区云豹及其同域物种的保护规划提供现实指导和基础资料。

运用最大熵模型（MaxEnt）和地理信息系统软件（ArcGIS）对湘南地区云豹的生境进行预测，并根据云豹生境斑块构建生物多样性保护廊道，通过廊道的连接建立有效维持云豹生存与进化的生态网络系统。

◆云豹生境评价

生境评价结果表明（图1），在大湘南区域的云豹生境集中分布于莽山国家自然保护区、杨东山、八面山国家自然保护区、大瑶山、苏仙岭风景区、阳明山等中高海拔山地森林，这些地区远离人类干扰，自然植被保存良好，并有丰富的物种分布。大湘南地区云豹生境面积为2718.87km²，占全区域总面积的6.5%，其中适宜生境46011km²，次适宜生境2258.76km²。

图1 湘南地区云豹生境预测

◆云豹生态廊道模拟

源斑块的确定。该研究源斑块是对云豹及同域物种有重要的生态意义的斑块，是生态网络的生态节点，选取源斑块的重要依据是斑块的功能类型及面积大小，不同景观用地类型及斑块面积大小对生物多样性有非常重要的意义。以MaxEnt模型预测的生境结果以及云豹的活动范围区间及面积大小为依据，整理选择了13个重要生态源地作为生态网络构建的源斑块并标注序号，面积均大于40km²（图2）。

图2 湘南地区云豹生态源地空间分布

生态阻力面构建。依据景观阻力面构建方法，在ArcGIS 10.2得到研究区域的景观用地类型消费面、道路干扰消费面、DEM消费面。将其3种数据加权叠加进行消费面的求得，其用地类型消费面、坡度类型消费面和交通活动消费面权重分别为0.5435、0.3997、0.0568（表1），最终形成湘南区域的耗费成本图（图3）。从图3可以看出湘南地区的景观阻力分布情况，整体来看湘南地区东部阻力相对较低，中部、西北部和西南部阻力相对较高，尤其是居民点和建设用地范围内的阻力。越接近源斑块的阻力值相对较低，说明源斑块节点附近的通达性相对较好。

图3 湘南区域耗费成本

云豹生态廊道构建。由图4可知，在大湘南区域最终形成云豹生态廊道23条，其保护廊道总长为13580km。生态廊道构建的困难是随着宽度的增加而加大的，所以在宽度的选择上适合云豹物种的宽度即可，云豹生境范围较大，因此其同域物种均能通过该廊道。完善的生态廊道不仅要完善内部，更要建立与周边的联系形成潜在生态网络并优化生态网络。

图4 湘南区域生态廊道

◆生态网络优化设计

保护核心生态源地。湘南区域的云豹与同域物种的核心生态源地主要为生物多样性保护的关键区，其为莽山自然保护区（核心区）、八面山自然保护区（核心区）及阳明山脉区域。以上区域对湘南地区生物多样性保护具有重要作用，同时也是构成“三核两横四纵”的生态网络结构的重要生态关键点。建设生物多样性保护网络，要保障核心生态源地的完整性及连续性，更要保障其斑块间的连通性，更好地促进物种之间的迁徙、交流、扩散和繁衍。因此，进行优先保护和建设是作为构建湘南地区生物多样性保护网络的重中之重。

修复生态断裂点。该研究的生态断裂点是道路与生成的潜在生态廊道的交叉点。物种的迁移难度因生态断裂点的存在而增大，其很大程度上阻碍了物种在不同生态源地的迁徙和交流。如图5所示，识别生态断裂点40个，其大部分均沿着生态廊道分布。因此，如何修复生态断裂点在生物多样性廊道的构建应更加重视，可以通过天桥、过境隧道及地下通道等方式促进物种的迁徙、扩散，维持生态连通性，促进物质、能量和信息的正常流通。

图5 生态廊道的生态断裂点

建设“生态战略点”。“生态战略点”又名“生态踏脚石”，即对相邻生态源之间有关键连接意义的节点，其中包含生态廊道、最小阻力路径的交点和生态廊道之间的交点。“生态战略点”是长距离迁徙物种的良好休憩地，由于其阻力值最大因而极其容易遭到破坏，但“生态战略点”对物种迁徙过程有着不可小觑的影响。根据湘南地区生物多样性保护实际状况，确定了41个“踏脚石”（图6），能够有效提高物种生境间的连通性，促进云豹及保护伞下的同域物种迁移、交流、扩散、繁衍等，有利于维护湘南区域内生态系统结构的稳定与优化。

图6 生态“踏脚石”

该研究构建的潜在生态廊道对湘南地区生物多样性保护有重要的意义，亦对维护湘南的生态系统平衡稳定具有重要作用。云豹生境活动范围大同域物种较多，因而选择伞护种云豹作为关键物种构建生态廊道。运用可获得的云豹现实地理分布数据点及湘南地区的环境数据确定云豹的生境斑块，将其作为生态廊道的生态源地，大湘南地区云豹生境面积为2718.87km²，占全区域总面积的6.5%，其中适宜生境460.11km²，次适宜生境2258.76km²。综合考虑物种在迁徙过程中的不同阻力，运用最小阻力模型构建湘南地区生态廊道，在此基础上根据湘南真实现有状况构建生态网络框架，并优化其网络。结果显示，湘南地区潜在云豹保护廊道共23条，其保护廊道总长为13580km，生态廊道用地类型最主要的是有林地和灌木林地。构成了“三核两横四纵”的生态网络结构，并提出优化生态网络的有效建设措施。

目前，该研究由于现实条件的限制，未能在野外实地考察云豹的现实地理分布数据，其数据是查阅相关参考文献及当地林业部门所提供。在预测云豹及同域物种生境、生成潜在生态廊道的过程中，未考虑过多的社会经济数据，因此廊道构建存在一定的主观性。由于确定云豹为伞护种构建的生态廊道，对不是其同域物种的其他物种的影响具有不确定性。再者，潜在生态廊道是基于市域尺度的，但野生动物迁徙不仅发生于市内甚至省内，如莽山自然保护区在湖南省郴州市与广东省韶关市交界处，其存在物种跨越湖南、广东两省进行迁徙、交流活动，该研究未考虑到廊道与其他的省域、市域进行有效衔接。在今后研究中要注意实地考察，并综合考虑社会经济等因素以及多物种生境对比和联合的相关问题，进行多维度、多尺度、多物种、多模型的集成与应用。

采编：夏梦           排版：小同