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关键词:园林植物群落;结构特征;优化构建;广东外语外贸大学白云校区
中图分类号:Q948.158文献标识码:A文章编号:1674-9944(2013)10-0096-05
1引言
植物群落是校园绿地的基本结构单元,直接决定着绿地的结构和功能[1]。在人口密度相对城市较少的校园环境中,校园绿地植物群落的植物物种组成、群落结构等也受到人类活动的干扰,以人工植物群落为主,其类型复杂,并在一定强度的人为干扰以及管护下维持着特有的景观和分布格局[2,3]。由于学校所占城市面积较大,其植被结构状态如何,对于城市植被系统的组成、区域对珍稀植物或多样性的保护方面,以及城市环境的调节和改善等方面都具有重要作用。因此,构建科学、合理的植物群落结构,使生态环境稳定、高效和健康地发展,是校园绿化可持续发展的基础[4]。对广东外语外贸大学白云校区进行植物群落结构的调查研究,旨在为进一步了解广州地区部分建校历史较长的学校在植被的组成上的特点,及从生态学的角度进一步优化提供参考。
2研究地与研究方法概况
2.1研究地概况
广东外语外贸大学白云校区位于广东省广州市东北部,白云山旁边,地貌形态多样,以低山、平地和坡地为主。广州市地处亚热带季风气候区,气候特点是气温高、降水多、霜日少、日照多、风速小、雷暴频繁,年平均气温21.9℃,年降水量1696.5mm,年平均日照时数在1800h以上[5]。由于人为活动频繁,原生植被破坏严重,人工化痕迹明显,市区植被基本上是以人工景观植被为主,而广东外语外贸大学白云校区由于就近白云山,部分原生态植被被保留,值得进行调查研究。
2.2研究方法
选取广州市广东外语外贸大学白云校区内具有代表性的园林绿地、道路绿带以及居住区绿地作为调查地点,选择集中成片的代表性群落共计30个,其中每个具有代表性的群落设置3~5个样方,共计样方数为140个。在代表性群落中包含:园林绿地群落12个,道路绿地群落8个,居住区绿地群落10个。
借鉴样地最小面积原则及绿地景观异质性原理,测量时采用分层取样的方法,根据各绿地形状与面积,样方面积为5m×5m、10m×10m、5m×20m不等,以利于最好地反映出各群落的特点。在群落调查时,对乔木层树木进行每木检尺,记录种名、株数、高度、胸径和冠幅,灌木层记录种名、多度、盖度、高度等;草本层根据不同群落特征,采用典型抽样法进行调查。
在此基础上分析绿地植物群落结构的合理性。乔木密度和冠幅面积比采用如下公式计算:乔木密度(株/m2)=乔木个体数样地面/积样地面积;冠幅面积比(%)=乔木冠幅总面积/样地面积×100%。数量统计方法如下。
3结果与分析
3.1主要园林植物群落类型
根据建群种、优势种以及群落相似性特征,所调查的广东外语外贸大学白云校区30个样地植物群落根据植物群落的密度、冠幅面积比和种类,可分为常绿乔木、落叶乔木、开花乔木、常绿灌木、落叶灌木、藤本植物、竹类7种类型,各植被类型的建群种及在所有群落样方中所占的比例见表1。
广东外语外贸大学地处典型中亚热带,典型地带性植物群落是常绿乔木,尽管目前该校区的园林绿地中以常绿乔木面积占绝对优势,但从表1可以看出,常绿乔木群落类型相对比较单调,建群种数量少;而常绿灌木和藤本植物群落类型数量最丰富,可丰富绿地景观类型的多样化;落叶灌木、开花乔木群落类型数比例较小,而竹类最少。广东外语外贸大学白云校区的园林植物群落具有一定的地带性特征,但过渡性植被类型如:常绿乔木在园林群落营造中占优势,而地带性植被开花乔木不够显著,其类型数量少而单调。在校园园林植物群落建设中,应增加开花乔木群落的物种数,丰富与强化具有地域性的植物群落外貌景观,营造出多层次、种类丰富的生态环境[6]。
3.2园林植物群落结构
广东外语外贸大学白云校区园林植物群落结构以复层结构为主,但有4%的园林群落中只有乔木层而未配置灌木层。同时,乔木层中84%、85%和73%的落叶阔叶林、常绿阔叶林、针叶林 (常绿与落叶)乔木层由单种组成。群落的层次和物种单一不仅影响群落的景观和外貌,还影响群落的生态功能。群落水平结构也是影响群落功能的重要参数,密度和冠幅是比较重要的2项指标[7]。群落中的乔木密度是影响植物生长和群落健康发展的关键因素,表2中是较为典型的群落类型的数量特征。
样地群落中,有4个群落样地灌木层缺失,还有10个群落样地中乔木密度大于灌木,这2种群落类型占调查样地的14%,其余的样地群落的灌木密度都大于乔木。目前普遍强调绿地尽快成型,所以密度问题比较突出,多数群落主要乔木树种的密度偏大,需要适度干预调整。
另外,不同群落类型间、不同样地间相同类型群落内的乔木密度差异较大,平均冠幅在不同样地间也同样表现出较大的波动。如密度较大的路旁绿地区美丽异木棉群落密度远远高于密度较合理的宿舍居住区广玉兰群落,但优势度远低于宿舍居住区紫玉兰群落。部分高山榕群落的密度过高,造成个体间资源竞争过分激烈,影响了群落个体发育和整体景观,这在校区南边宿舍区的高山榕群落中也表现极为显著。常绿针叶林由于建群种冠幅较小,通常配置成较大面积的密度较大的纯林,同时在乔木层中常绿针叶林单位面积上平均株数最高,密度最大[8]。可见,根据群落结构现状及其生长习性进行密度调整是优化群落景观的有效途径。
3.3园林植物群落种类组成及其区系特征
广东外语外贸大学白云校区林植物群落共包含植物32科78属112种。在所有物种中乡土植物仅52种,占总物种数的50.7%,这说明广东外语外贸大学白云校区园林群落的构建在很大程度上依赖于外来植物。在此次调查群落中的植物区系中,热带性分布有23属,占总属数的36.5%;亚热带性分布有55属,占总属数的50.4%。在该校区园林植物中,亚热带分布型占优势,其次为热带分布,这一规律与广州市植物区系特征基本一致。
3.4园林植物群落结构特征的数量指标分析
生物多样性是指生物中的多样性和变异性以及物种生境的生态复杂性,它可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标。
根据以上几个公式,从物种多样性、均匀度、丰富度三个角度对广东外语外贸大学白云校区园林植物结构特征进行分析(表3):其中表3中反映了在3个植物群落中,Simpson指数(D)显示居住区绿地乔木层的多样性是最高的,Simpson指数所指示的乔木层多样性大小顺序为:居住区绿地群落>园林绿地群落>道路绿地群落;而在灌木层当中,居住区绿地群落多样性还是最高的,但Simpson指数大小顺序却有所变化:居住区绿地群落>道路绿地群落>园林绿地群落;最后看看草本层的情况,居住区绿地群落仍然是最高的,而大小顺序和乔木层一致。
表3中也反映了在3大群落当中,乔木的均匀度比较大,均匀度指数变化不大,其中以园林绿地的乔木均匀度指数最高,这说明在园林绿地当中,同时出现同种的植物较多;而灌木层的均匀度指数变化却比较大,尤其以居住区绿地群落的均匀度指数最高,这有可能涉及到在居住区内很多植物都是经过人工栽种的,有人为的干扰存在。
表3中还反映了在乔木层和灌木层当中,居住区绿地群落的丰富度是最高的,这显然是受到了人为因素干扰的原因;而在草本层当中,则是园林绿地群落的丰富度指数最高,在这3个群落当中丰富度指数都处于最后的是道路绿地群落,这可能存在着多种原因,例如:在学校里面,车辆比较少,忽视了道路绿地群落的建设;还可能是学校领导的重视问题等等。
4结果与讨论
4.1植物群落结构的数量参数特征分析
将以上计算所得的物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数与湖南长沙的中南大学进行比较分析:首先,在多样性指数方面,广外的乔木多样性指数为0.803,灌木和草本的多样性指数均为0.839;而中南大学方面,其乔木的多样性指数为0.325,灌木为0.636,草本为0.742[9],相比较得出:广外在物种多样性方面比同类型的综合性大学要丰富。但是从国外的情况来看,Athens的城市森林的乔木多样性指数为0.981[11],灌木和草本的多样性指数为0.997[11];与国外比较起来还有一定的差距。
在均匀度方面,广外的乔木均匀度为0.739,灌木为0.614;而中南大学的乔木均匀度为0.881和0.785[10];国外Athens 的城市森林的乔木均匀度为0.907[11];明显看出:广外的植被均匀度略低。
在丰富度方面,广外的乔木丰富度为1.984,灌木为2.561,草本为0.556;而中南大学方面的数据和广外的相当,分别为:1.97、2.55和0.55[10];国外Athens 的城市森林的乔木丰富度为2.356,灌木为3.412,草本为1.182[11]。
这样对比下来,现在的广外在物种多样性和丰富度方面在国内仍处于比较好的状态,而与国外优秀的森林景观相比较仍有一定的差距,尤其在均匀度方面就更有待改进。
4.2园林植物群落优化对策
此次调查涉及了广东外语外贸大学白云校区典型的绿地植物群落,大致揭示了该校区园林植物群落的基本情况。通过植物群落及生长状况调查,分析群落景观的稳定性和合理性,结合群落动态发育过程和变化特征的预测,在该校区园林植物群落构建和调整时可因地制宜,从增加物种丰富度,大力增加乡土树种的比例,优化绿地植物群落结构等方面对群落景观加以优化调整[12]。
4.2.1增加物种丰富度,构建物种多样性的植物群落
广东外语外贸大学白云校区园林植物群落物种丰富,且以地带性乡土植物为主,但与区域所具有的乡土植物物种总数相比其比例仍非常低,目前广东省自然分布的维管束植物有254科1 340属5 492种,其中蕨类植物53科135属642种,裸子植物8科24属38种,被子植物193科1 181属4 812种,植物区系成分丰富,可为不同地域和小环境条件下的城市绿化提供丰富的物种资源,所以进一步丰富校园园林植物群落的物种多样性有着良好的基础,更多的乡土植物有待开发利用[13]。
丰富建群种种类,建群种对整个植物群落的外貌起决定性作用。
目前广州市植物群落中的建群种出现频率最高的主要是榕树、广玉兰、马尾松、桂花等,基本上都是常绿植物,其中广玉兰、榕树等基调树种的优势较为明显,种群占总乔木数目的比例非常大占据的生存空间也是最宽广的,而地带性植物群落中常绿植物群落的树种数较少,没有构成典型的地带性植物群落景观。因此,应从地带性植物种类中选择大量的常绿树种用于群落构建。另外,也应增加一些景观效果好的落叶植物如苏铁(Cycas revoluta Thunb.)、油杉 (Keteleeria fortunei (Murr)Carr)、南方红豆杉 (Taxus chinensis (Pilger)Rehd.var.mairei (Lemee et Levl.)Cheng et L.K.Fu)、大花枇杷 (Eriobotrya cavaleriei (Levl.)Rehd.)、红椿 (Toona ciliata Roem.)、重阳木 (Bischofia polycarpa (Levl.)Airy Shaw)、三角枫 (Hedera nepalensis K.Koch var.sinensis (Tobl.)Rehd.)、南酸枣 (Choerospondias axillaris (Roxb.)Burtt et Hill.)、棱角山矾(Symplocos tetragona Chen ex Y.F.Wu)、青冈 (Cyclobalanopsis glauca (Thunb.)Oerst.)、苦槠 (Castanopsis sclerophylla (Lindl.)Schott.)、七叶树 (Aesculus chinensis Bunge)、灯台树 (Bothrocaryum controversum (Hemsl.)Pojark.)、冬青 (Ilex chinensis Sims)等,并适当控制优势种群在整个植物群落中的比例,达到景观功能与生态功能的协调。
增加群落中灌木、蕨类、藤本植物的种类。目前,广东外语外贸大学(白云校区)园林植物群落中的灌木种类还较少,牵牛(Pharbitis nil (L.)Choisy)、飞龙掌血(Toddalia asiatica (L.)Lam.)、炮仗花(Pyrostegiaignea venusta (Ker-Gawl.)Miers)等少数几种占据了绝大多数的植物群落,具观花、观果价值的乡土灌木资源开发不足,建议根据不同观赏特性和栽培条件增加灌木树种的数量和种类,如南天竹 (Nandina domestica Thunb.)、厚皮香 (Ternstroemia gymnanthera (Wight et Arn.)Beddome)、云锦杜鹃 (Rhododendron fortunei Lindl.)、醉鱼草 (Buddleja lindleyana)、紫 花 含 笑 (Michelia crassipes Law)、火 棘 (Pyracantha fortuneana (Maxim.)Li)、绣球 (Hydrangea macrophylla (Thunb.)Ser.)、蝴蝶戏珠花 (Viburnum plicatum Thunb.var.tomentosum (Thunb.)Miq.)、糯米条 (Abelia chinensis R.Br.)、红果山胡椒 (Lindera erythrocarpa Makino)、绣线菊 (Spiraea salicifolia)等。应用丰富的乡土蕨类植物、藤本植物,根据其不同的适生环境,在不同的土壤条件和林型下进行合理配置,将丰富城市绿地植物群落的多样性,增强稳定性,如海金沙 (Lygodium japonicum (Thunb.)Sw.)、乌蕨(Stenoloma chusanum Ching)、野木瓜 (Stauntonia chinensis DC.)、云实 (Caesalpinia decapetala (Roth)Alston)、凤庆南五味子 (Kadsura interior)、扶芳藤 (Euonymus fortunei (Turcz.)Hand.-Mazz.)、常春藤(变种)(Hedera nepalensis K.Koch var.sinensis (Tobl.)Rehd.)、络石 (Trachelospermum jasminoides (Lindl.)Lem.)、地菍(Melastoma dodecandrum Lour.)等。
将物种丰富度与均匀度结合,将多样性的物种应用于群落中,使群落的物种丰富度明显增加,加上恰当的配置方式,使群落结构单一的缺陷明显改观[14]。
4.2.2优化绿地植物群落结构
如果配置的植物群落结构和物种组成合理,则群落趋于稳定。应在水平和垂直空间上合理布局树种,以减缓或避免竞争,构建长效、健康的植物群落景观。广东外语外贸大学白云校区园林植物群落中普遍存在过密的现象,应适当疏通和创造林隙等来优化调控群落结构。在疏通调整时,可以采用不规则疏通方式,调整群落空间的异质性,为林下植物的生长、更新创造良好生境[14]。
各类园林植物群落的构建应以创建近自然式植物群落为原则。细化、优化广东外语外贸大学白云校区园林植物群落设计,克服目前绿地植物群落构建中单纯采用“常绿乔木+色块色带”模式的不足,遵循自然演替规律,借鉴潜在自然植被群落的种类组成和结构特点,营造以乔木为骨架和木本植物为主体的乔、灌、草复层群落。优先应用乡土植物,结合一些适应广州市生境条件的驯化植物,上层配置喜阳的落叶速生先锋树种,下层种植演替顶极阶段的耐荫常绿树种,建设高生物量、高多样性、高生态效应、少管护的近自然型、有广州地域特色的植物群落,形成具自然属性的校园景观[15]。
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1农业生物多样性评价的研究现状
从研究层次看,农业生物多样性可划分为遗传多样性(品种多样性)、物种多样性、生态系统多样性和农地景观多样性。在遗传多样性方面,多数的研究集中在农作物品种多样性的研究和保护。作物品种多样性的研究多集中在栽培作物上,特别是对农户生计具有重要作用的物种,如稻、玉米、菜豆、辣椒等,因此导致研究的作物种类相对狭小。作物遗传多样性的方法可以采用农户问卷调查,也可以采用基因组学的方法和田野作物性状调查的方法,后两种调查的方法具有较高的可信度,但成本较高。作物遗传多样性具有很高的生态价值,它是国家种质资源调查的重要对象,农业生产中保留的种质资源不必然具有很高的经济价值,由此可以认为农业文化遗产的生物多样性评价不用过多追求传统种质资源种植的面积和均匀度。国内对农业生物多样性的评估多集中在农业物种多样性。但是,不同于自然生态系统,农业物种多样性的调查具有较高的难度。在类型上,遗产地的农业物种多样性可能包含了森林、草地、农田、湿地等不同生态系统类型,也包含了草本、灌木、乔木等不同植被类型,农田生态系统按照作物的种类也可以分为瓜菜种植系统、果园生态系统、稻田生态系统、茶园生态系统、林下作物种植系统等等,因此增加了农业物种多样性调查的难度。另外,农业景观的斑块性特征使得对自然生态系统的调查方法不再适用。这些复杂性造成了迄今还没有农业生物多样性评价的标准。对农业物种进行调查,常见的有按照生物类群进行研究;按照用途进行研究;按照社会组织单元进行研究等。典型的做法是把农业生物多样性按用途划分为粮食作物、蔬菜、果品类、畜牧业养殖类、水产养殖类、药用类、观赏类和用材类,在该农业文化遗产系统中还有森林子系统、村落子系统、梯田子系统和溪流子系统的生物多样性,在每一子系统中又区分了动物多样性、植物多样性和微生物多样性。此种方法的优点是比较简便地了解到系统存在的物种类型,但是由于农业物种多样性是由农业物种种类的数量以及均匀度决定的,物种数不能反映农业物种多样性的大小。另外,这种调查方法不能评价特有种、濒危种等农业生物类型。长期以来农业生物的栽培和管理都在农民自己的土地上进行,相关的农业生物资源也掌握在农户手中。农户之间的经济状况、生产管理方式和农业生产技术差别导致了农户管理的物种多样性的差异较大。农户管理的农业生物多样性是一个社区、一个地区和国家的农业生物多样性保护和可持续发展的基础。因此可以认为,农户水平的物种多样性是农业生物多样性评价和就地保护的基本单元。农田生态系统的管理强度较大,人为影响很大,采用户级水平的生物多样性评价的方法效果更好[1]。农业文化遗产申报和保护中,进行的多是户级水平农业生物多样性评价,调查技术包括农户选择,样地选择,实地调查。对于物种多样性核心资料的搜集有直接关系的用词包括:土地利用阶段、土地田野类型、样区、样方、镶嵌样地、单一物种的数量、物种丰富度己取样频率。资料分析上最有关联的用词包括均匀度,物种多样性,以及相似度指数。资料分析的方法包括土地利用类型物种下相似度分析和管理多样性分析[1]。从定性到定量化的研究过程中,农业生物多样性的计算基本都是按照自然群落植被生物多样性的计算方法,考虑自然植被群落的丰富度、均匀度和生物多样性,出现了10多种评估群落物种多样性的指标:Margalef指数、Gleason指数、Pielou指数、PIE指数、Audair和Goff指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数等。也有一些以指标赋权的方式把这些指数综合起来形成了物种多样性综合指数[2]。农业景观中,农田及周边的沟渠林路、灌丛、荒草地、果园、庭院等半自然生境构成的复合景观维系了全球约50%的野生濒危物种[3]。但是,国内对农田边界景观生态功能的研究还比较少。在农业文化遗产筛选标准中,农业景观的价值已经得到充分的阐释。但在农业文化遗产申报中,农业景观的价值没有得到充分的认识,农业景观被认为是农业美学景观的现象依然存在。实际上,农业景观多样性具有多种功能,景观中的自然和半自然生境的多样性有利于保护害虫天敌、促进病虫害的综合防治;传统农业景观,由森林、草地、水域等组成自然和半自然生境所占面积高,并与农田构成复合的农业景观,为生物提供更多的栖息地类型,使生境专一种和生境泛化种都能占有合适的生态位;农业景观生物多样性的增加能够提升农田生态系统服务和提高作物产量。不同的生境类型维系了不同生物群落类型,并且生境多样性的测量方法并没有统一的标准。参照对非自然生境生物多样性的研究,可将农业景观分为点要素、线要素与面状要素。按照这种分类标准,农业生态系统中点状要素包括池塘与其他公共基础设施等;现状要素包括道路、树篱、墙壁等;面状要素包括草地、水域、灌木林、自然林等。郭辉军等[1]把农田复杂景观的调查建立在不同土地利用阶段内进行,样地面积的确定可以综合采用最小面积法、权属边界法和标准样地面积法等。郭辉军[1]认为户级水平的农业生物多样性评价通过归纳和总结,可以形成景观水平和社区水平的农业生物多样评价结果。实际上,农业物种多样性和景观多样性是不同的概念,景观多样性不是不同土地利用类型生物多样性的简单集合,尤其是在调查和评价方法的选择上,户级水平的生物多样性调查和景观多样性调查具有明显的区别。
2影响农业生物多样性的因素
在多样的生态条件下,经过自然或人工选择,农业文化遗产地形成了丰富而稳定的适应性农业生物种质资源。这些农业资源与人类生产活动的关系密切,易受人类文化、民族习俗、耕作方式和经济方式等变化的冲击。在一些地区,育成品种或杂交品种不能完全适应当地的多种生态条件,原有的传统农业生物资源因此被保留下来。但在粮食需求的压力下,现代育成品种被广泛种植,传统遗传生物多样性受到严重冲击。农业生物多样性的快速减少与农村文化多样性的丢失有关,传统作物也会因文化的传承而被保留下来,如在云南当地的节庆和婚丧嫁娶惯用老品种祭祀和庆祝。在农业多样性形成的过程中,农户是管理的基本单位,也是农业生物多样性的改造者,他们的文化特色直接或间接地影响着农地景观和农业生态系统。大量研究已经表明,农田生态系统或农业景观中的生物多样性降低都和农业集约化的种植方式以及传统农业管理技术的消失有关。一方面,农田农地的过度开发、田块的规模化经营、乡村沟渠路面的过度硬化导致了农业半自然生境的减少或消失,世界范围内45%的稀树草原都转化为农业用地,70%的草地以及森林被开垦成农田。另一方面,农业集约化管理过程中对高产和稳产的过度追求,大面积种植单一作物导致农业景观均质化、农业景观生物多样性减低;集约化的农事管理中大量使用的农药、化肥造成农业环境质量急剧降低,直接导致农业生物多样性减少[4]。农业的集约化经营通常导致自然生境破碎化,使得农田和般自然生境、自然生境变成相对离散化分布状态,减少了农业景观的复杂性。破碎化的自然生境不仅减少了某些物种的丰度,还会影响物种之间的关系及生物群落的多样性和稳定性。农用土地向低级、简单的生态系统退化,空间异质性减少。另外,农用地闲置或撂荒均会导致某些生境类型的消失,进而会威胁生物多样性。
3农业生物多样性保护的现状
农业生物多样性保护的目的是保证我们现在以及将来能够获得和应用这些农业生物多样性资源和相关的技术。农业生物多样性保护受到的影响因素较多,对其进行保护就比自然生物多样性保护要艰难得多。对于农业遗传生物资源,我国很多科研单位进行了作物遗传资源的收集、保存和迁地保护等工作,但是这些工作多为种质资源的搜集和保存,而且局限于少数农作物的种类和品种,对半栽培、采集利用的野生物种开展的保护工作相对较少。动态保护的理念下,农业生物多样性的保护措施还是强调就地保护。就地保护是由农户以储存的种子或繁殖材料为基础进行农业生产和管理的一个过程。目前在大部分地区,就地保护对多数传统品种、野生近缘种来说仍然是最重要也是最有效的手段。我国建立了野生植物原生境保护点,通过这种自然保护的形式对野生植物进行保护。但也存在缺点:第一,保护的目标物种较为单一,保护的投入相对较大;第二,除了对少数野生近缘种有效外,对栽培品种、半驯化品种等农业生态系统的多数物种是无效的。就地保护的另一种措施就是扩大农业景观生物多样性保护。景观多样性被认为是一种很好的提高农业生物多样性的手段,例如庭园系统可以为人类提供丰富的蔬菜、观赏、药用、材用植物,被认为是野生植物的避难所,农业生物多样性的基因库,也是野生植物向栽培植物进化的重要试验地。庭院管理者会从周边野生环境中引入半栽培植物,以较小的管理强度保护了很多的生物多样性。非作物生境或半自然生境类型,如林地、田块边缘区、草地、灌木篱墙等,是一种比较稳定的异质化空间,这些非作物生境可以作为捕食性昆虫、传粉昆虫等动物的避难所,有利于它们迁入邻近的作物生境中对害虫起到调节和控制作用[5]。因此,对农业景观重构和提质,不仅可以提升农业天敌害虫调控、水土涵养、授粉等生态系统服务功能,还可以实现农业生态环境保护和增加粮食产量的目标。国外已经采取了很多积极的措施来保护农田边界,欧美国家就采取了很多农业景观保护的具体措施,如将少部分农田建设为保留地,用于小片林地、坑塘湿地;鼓励种植作物的多样化和种植模式的多样化,鼓励间作套种、发展农林复合经营;建立农田边界缓冲带种植;保护传粉动物、害虫天敌的栖息地和生境。2005年欧盟就开始对农业景观生物多样性保护不断增加生态补贴,以生物多样性为保护目标的高价值农田占到农用地的20%。虽然我国在退耕还林还草、自然保护地体系建设、野生动植物资源保护开发等方面进行了一系列的进展,但农业景观生物多样性的保护方面进展缓慢。在我国有一些支持农业景观生物多样性保护的政策,如鼓励立体种植、间套作、野生动物廊道建设、防护林建设等,但对农业景观生物多样性保护的其他方面,如缓冲带建设、带状耕作、保护性耕作、植物篱种植、植被屏障建设、农田边界建设、农田植被提升、河流缓冲带、农地灌丛管理等,还没有产生综合的农业景观保护政策。
4农业生物多样性保护的建议
就农业遗传多样性和农业物种多样而言,对其就地保护最基本的动力来自自我消费价值和市场价值。就经济价值而言,如果传统作物的产量及价格得到提高,市场价值通过农业文化遗产的价值增值作用而提高,那么受到直接利益驱动下农民会主动种植传统作物。因此,允许对传统品种、半栽培种、采集和管理物种进行提高品质和产量,可能对农业生物多样性保护一定的作用[6]。结合农业生物多样性保护的目标,对调查出来的物种及相关的传统技术,可进行有规划地开发利用,通过建立规划区和博物馆等,发展生态旅游业,提高相关传统资源的利用,以便扩大传统农业生物资源的市场效益。就农业景观生物多样性而言,农业文化遗产地可以借助遗产的申报和保护工作开展以下保护措施:(1)开展农业景观生物多样性的监测和评价。需要建立综合评估农业文化遗产生物多样性特征的方法,识别农业文化遗产系统所面临的主要威胁;完善现有的农业文化遗产监测体系,定期获取农业生物多样性的现状和保护发展措施的影响;探索结合生物多样性的空间和属性数据变化形成预警机制。(2)开展农业景观生物多样性保护和建设技术示范区。在农业文化遗产的申报过程中,强调农业景观生物多样性的价值,并作为农业文化遗产系统的重要标准。鼓励对遗产地居民维持、保存和利用生物多样性的原因进行深入研究,特别是对景观生物多样性保护,要鼓励多学科的综合性研究,包括与生物多样性紧密相关的社会学、生态学和经济学研究。对于景观生物多样性较高的地区,可以在研究其维持的机制的基础上形成示范。(3)对农业景观生物多样性开展生态补贴,提高管理者、农户对农业景观生物多样性保护价值和功能的认识。探索不同管理情景下农业生物多样性的生态系统服务功能,推动基于农业生物多样性长期价值的深入研究,建立生态补偿机制。重点研究保护农业生物多样性和发展经济之间的协同,使利益相关者都能够从农业景观生物多样性保护中受益。另外,积极探索建立吸引社会资本投入到农业生物多样性保护的市场化机制。
人类从未停止过对未知世界的科学探索,而雅鲁藏布大峡谷正是这样一个充满诸多谜题的地方。就像藏传佛教中幻化缥缈的香巴拉圣殿,这里是永远的秘境,是地球表面最具魅力的地方。这是一条可以从喜马拉雅的冷峻,一直领略到热带雨林之奔放的神奇峡谷。这里有中国最美的山峰南迦巴瓦,南峰的雪霁云雾之下,有世界上垂直自然带最丰富齐全的森林奇观。这里是花的世界,鸟的乐园,麋集了青藏高原乃至全中国最丰富的生物资源,珍稀物种层出不穷。
雅鲁藏布大峡谷的野性、豪放之美,在于它的原始,在于它的神秘未知,更在于它的不可预测。所以即使是像无人区、雪崩、塌方、旱蚂蝗、草虱子、毒蜂、毒蛇等种种恶劣条件,也统统阻挡不了人们对它的向往。雅鲁藏布大峡谷里最险峻、最核心的地段,是从白马狗熊往下长约近百公里的河段,峡谷幽深、激流咆哮,其艰难与危险,堪称“人类最后的秘境”。由于雅鲁藏布大峡谷核心区环境恶劣、灾害频仍,构成人们很难跨越的屏障和鸿沟,至今仍鲜有人涉足,是地质工作少有的空白区之一。1998年,我国科学家、新闻工作者和登山队员组成的科学考察队,才实现人类首次徒步穿越雅鲁藏布大峡谷的壮举。
近些年,对雅鲁藏布大峡谷的科考和探险活动不断取得成果,但任何一次考察,都遑论揭开雅鲁藏布大峡谷神秘面纱,很多的谜团绝不是靠一次探险活动就能破解的。例如科学家们提出,大峡谷是怎么形成的?为什么同一山脉的两端会有两座山峰遥相呼应地对峙着?为什么这种对峙又几乎对称地被两条大河深切成马蹄形大拐弯峡谷?这是大自然偶尔为之还是深藏地壳运动规律?再如大峡谷到底有多少瀑布,它们的具置、宽度、落差是多少?大峡谷江面宽度的变化趋势怎样,江面坡降是多少……这些,都是中外科学家们一直关注的问题。即使有些已得出结论,但仍需进一步论证。
据中国社科院边疆中心研究员房建昌先生介绍,目前对雅鲁藏布大峡谷的地理认定还没有能够参考1950年8月15日以前当地的地理环境。当时,一场中国地震史上震级最高的强烈地震,使得喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非,雅鲁藏布江在山崩中被截成四段。而这场里氏8.5级特大地震对大峡谷地理的改观可能非常巨大,造成山川变异和河流的改道。目前,社会和学界对大峡谷的认知程度还只处于初步阶段,还有待揭开的科学命题不仅牵涉到这一地区的民族史、宗教史、探险史,同时还涉及到地质、地理、水力、气象、人文、植物学、昆虫学、动物学等多方面的研究。被誉为“雅鲁藏布大峡谷代言人”的杨逸畴教授曾预言:21世纪,必将开创雅鲁藏布大峡谷的新时代。
2010年10月~11月和2011年6月~7月,旅游股份有限公司林芝分公司联合影像生物多样性调查所(IBE)在雅鲁藏布大峡谷景区范围内开展了两次较为深入的生物多样性调查活动。本次考察是近几年来针对大峡谷生物多样性方面较完备的一次考察,进一步明确了大峡谷景区范围内特有和珍稀濒危物种的分布范围、生态习性,并对雅鲁藏布江生物多样性的科学研究、雅鲁藏布大峡谷的环境保护、生态资源开发等具有重要意义。本刊编辑部
关键词:生物多样性;多样性功能评价;湿地保护;衡水湖湿地
Biopersity Function Evaluation of the Hengshui Lake Wetland
ZHANG Xue-zhi
(Hengshui Bureau for Hydrology and Water Resources Survey of HebEi Province,Hengshui 053000,China)
Abstract: The Hengshui Lake wetland,located in the hinterland of North China Plain,is a bio-intensive wetland in the North Temperate Zone,an intersection area for the different migratory birds,and the best habitat in North China Plain for many rare and precious birds.According to the survey data of the wetland biopersity,this study conducted a persity function evaluation on species persities and ecosystem persities in the wetland.According to the wetland biopersity criteria,the Hengshui Lake wetland biopersity is at a general level.Biopersity function evaluation of the wetland we can provide scientific basis for the wetland protection.
Key words: biopersity;persity function evaluation;wetland protection;the Hengshui Lake wetland
1 衡水湖湿地属性
按照国际湿地公约的湿地分类[1],衡水湖湿地主要为湖泊湿地、沼泽湿地、水体沼泽化湿地、盐沼湿地、河流湿地和渠道湿地等。其中湖泊湿地、沼泽湿地是湿地的主体,类型与面积占据主要地位。其他类型湿地居次要地位。此外,还有少量人工湿地如沟渠、养鱼池等。各种类型湿地关系十分密切,它们相互依存,共同构成衡水湖湿地生态系统。任一类型湿地的退化都将对衡水湖湿地的生态与环境功能产生巨大的影响[2-4]。
1.1 生物多样性保护层次
衡水湖具有非常重要的湿地生态服务功能,是北温带野生动植物聚集地和候鸟南北迁徙不同路线的交汇处,这里有植物370种,鸟类286种,鱼类26种,昆虫194种,两栖爬行类17种,哺乳类17种,生物多样性非常丰富。
保护生物多样性和生态系统功能的完整性与保护珍稀动植物有着同等重要的意义。许多物种虽然未被列入国内外各种动植物保护名录,但其或为重点保护珍稀鸟类提供栖息地和繁殖地,或直接(间接)为这些珍稀鸟类提供食物,共同构成适宜的鸟类生境。所以保护这些物种,保护生物多样性对于珍稀鸟类的保护也是至关重要的。同时,保护生物多样性也就是保护湿地这一天然物种基因库,以利于我们子孙后代对物种资源的可持续利用,对人类生存和生活也都具有重要的现实和潜在的意义[5]。
1.2 湿地保护类型
湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带,在土壤浸泡在水中的特定环境下,生长着很多湿地的特征植物。湿地广泛分布于世界各地,拥有众多野生动植物资源,是重要的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地,因此湿地被称为“鸟类的乐园”。湿地强大的生态净化作用,因而又有“地球之肾”的美名。根据《自然保护区类型与级别划分原则》(GB/T 14529-93),衡水湖国家级自然保护区属于自然生态系统类的湿地类型自然保护区[6]。从生态系统特征上看属于以华北内陆淡水湿地生态系统为主的平原复合湿地生态系统。
2 湿地生物多样性功能评价方法
生物多样性的3个主要层次是物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。这是组建生物多样性的3个基本层次。基因多样性代表生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异。每一个物种包括由若干个体组成的若干种群。各个种群由于突变、自然选择或其他原因,往往在遗传上不同。因此,某些种群具有在另一些种群中没有的基因突变,或者在一个种群中很稀少的等位基因可能在另一个种群中出现很多。在同一个种群之内也有基因多样性,在一个种群中某些个体常常具有基因突变。生态系统多样性既存在于生态系统之间,也存在于一个生态系统之内。总之,物种多样性是生物多样性最直观的体现,是生物多样性概念的中心。基因多样性是生物多样性的内在形式,一个物种就是一个独特的基因库,可以说每一个物种就是基因多样性的载体;生态系统的多样性是生物多样性的外在形式,保护生物的多样性,最有效的形式是保护生态系统的多样性[7-9]。
作为水陆相兼的生态系统,湿地的独特生境使它同时兼具丰富的陆生与水生动物植物资源,对于保护物种,维持生物多样性具有难以替代的生态价值。湿地生物多样性是所有湿地生物种种内遗传变异和它们生存环境的总称,包括所有不同种类的动物、植物、微生物及其所拥有的基因和它们与环境所组成的生态系统[12]。
物种多样性是群落生物组成结构的重要指标,它不仅可以反映群落组织化水平,而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。
在湿地生态系统评价方法的基础上,结合生物多样性的理论和实践,将物种多样性和生物多样性作为一级指标,下设二级、三级亚指标,建立可操作性较强的湿地生物多样性评价指标体系[13],见表1。
人类威胁程度分值
对资源保护部构成威胁5保护区与未开发生境毗邻5
资源的有效保护受到一定的威胁3保护区周边尚有未开发生境3
资源的有效保护受到较大的威胁1保护区被已开发的区域环绕1
根据湿地生物多样性现状调查结果,对照以上赋值逐项打分,将所得分数累加即得到该湿地生物多样性评价总分值。计算公式为:
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj(1)
式中:R-湿地生物多样性总分值;A-物种多样性分值;i-物种多样性评价项目数;B-生态系统多样性分值;j-生物多样性评价项目。
根据R值的高低,将湿地生物多样性划分为5级,见表8。转贴于 3 衡水湖生物多样性评价
衡水湖是华北平原上第一个内陆淡水湖国家级自然保护区,同时也是华北平原唯一保持沼泽、水域、滩涂、草甸和森林等完整湿地生态系统的自然保护区[14]。丰富的生物资源是衡水湖的支柱。这里有绿藻、蓝绿藻和硅藻等在内的201种浮游植物、平均密度达到了4 000个/L,浮游动物174种、平均密度达到了4 000个/L;这里有芦苇等挺水植物,藕、睡莲属等漂浮有叶植物,眼子菜属、黑藻属等深水植物;这里有两栖纲、爬行纲、哺乳纲野生动物共30多种。所以,衡水湖被称作“物种基因库”。
根据调查结果,衡水湖湿地有维管植物366种,鸟类286种,分别占河北省物种总数的42.2%和57.2%。维管束植物有国家三级重点保护植物野大豆;鸟类有国家一级重点保护的7种,有黑鹳、东方白鹤、丹顶鹤、白鹤、金雕、白肩雕、大鸨。生物多样性评价结果为:
物种多度:A1=A11+A12=7.5+10=17.5
物种丰度:A2=A21+A22=10+7.5=17.5
物种稀有性:A3=A31+A32=2+4=6
则物种多样性为:
A=∑3i=1Ai=17.5+17.5+6=41
衡水湖湿地大多数植物属于世界广布种;在调查的鸟类中,广布种占总数的23.1%,古北种占种数的68.9%,东洋种占8.0%。衡水湖为沼泽芦苇香蒲生态系统,在华北属常见生境类型;生态系统的组成结构简单、类型单一。衡水湖受人类影响因素较多,对湿地内水体、生物等资源影响较大;湿地周围为村镇和农田,没有未被开发的区域。生态系统多样性评价结果如下。
生态系统多样性地区分布:
B1=B11+B12=4+4=8
生态系统多样性生境类型:
B2=B21+B22=2+6=8
生态系统多样性人类威胁评分:
B3=B31+B32=1+1=2
则生态系统多样性为:
B=∑3i=1Bi=8+8+2=18
湿地生物多样性评价总分为:
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj=41+18=59
按照湿地生物多样性评分标准,衡水湖湿地生物多样性功能进行评价,评价结果为:物种多样性为41分,生物系统多样性为18分,衡水湖湿地生物多样性处于一般水平[15]。从分析结果可以看出,衡水湖湿地物种多样性占优势,而生态系统多样性占劣势,生态环境受人类活动影响因素较大。
4 结论
利用衡水湖生物多样性资料,对衡水湖生物多样性功能进行评价。分别对物种多度、物种丰度和物种稀有性进行分析,计算出物种多样性;对生态系统多样性地区分布、生态系统多样性生境类型和生态系统多样性人类威胁等指标分析,计算出生态系统多样性指标。按照湿地生物多样性评分标准,衡水湖湿地生物多样性处于一般水平。生物多样性是自然生态系统生产和生态服务的基础和源泉。生物多样性可提供多方位的服务。人类历史上大约有3 000种植物被用作食物,估计有75 000种植物可作食用。人类就是依赖这些植物得以繁衍。生物技术是以现有生物多样性为物质基础的工作,在解决粮食短缺、人类健康、维护生物物种和环境等诸多社会经济重大问题中将发挥重要作用,将成为21世纪国民经济的支柱产业。
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关键词 物种多样性;RDi;RFi;RPi;RIVi
中图分类号 S718.54 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)20-0110-05
Research on Different Forest Community Tree Species Diversity in Naban River Nature Reserve
ZHANG Yuan-rong XU Yan-hong * WANG Wei-wei LIU Feng
(College of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224)
Abstract Based on the investigation about 6 kinds of different forest community of Naban River Nature Reserve, tree species diversity of different forest community was studied.The paper described the forest type, diameter and quantity characteristics, summarized the characteristics of the forest and made scientific and rational analysis.For the description of stand diameter structure, because the tree structure was the foundation of forest stand structure characters, this article firstly analyzed sample tree species, and then analyzed different forest species in the sample area with the aid of species richness (Margalef index), species diversity (Shannon - Weiner index and Simpson index) and species evenness(Pielou index).Thus ,it was accurately determined that the characteristics and regularity of tree species diversity of different forest community.The paper analyzed the influence of the features of tree species diversity on the whole forest structure of Naban River Nature Reserve.It was conducive to a comprehensive and scientific monitoring.
Key words species diversity;RDi;RFi;RPi;RIVi
林分结构是指一个林分或整个林分经营单位的树种、株数、年龄、径级及林层等构成的类型,林分的树种组成、年龄结构、直径结构、树高结构、密度和蓄积等指标的描述,这些表示方法对于林分数量特征的描述是不可缺少的,它提供了进行数量测定的基础,最适合于森林资源清查,因为它可以从数量上表示林分的特征和生产力信息[1]。
人工纯林的整体功能远不及天然林和次生林,物种多样性剧烈下降、病虫害大暴发等问题使人们更多地关注人工林经营的可持续性。如何调控森林经理方式才能达到森林生产力的持续与物种多样性的保护和生态系统整体功能的维持之间的平衡,这是走林业可持续发展道路亟待解决的问题[2]。近年来,鉴于人工纯林暴露的诸多不足,国家开始倡导培育珍稀名贵树种,以期获取比速生树种更高经济效益,并且实现恢复和保护物种多样性的目的。
研究群落物种多样性的组成和结构多采用临时样地中的典型取样法。研究物种多样性的梯度变化特征采用样带法或样线法,不同群落多样性调查方法、面积和数量均会影响多样性分析结果[3-7]。热带森林还是巨大的基因库,地球上约1 000万个物种中,有200万~400万种都生存于热带、亚热带森林中。热带森林具有涵养水源、调节气候、消减污染、减少噪音、减少水土流失及保持生物多样性的功能,特别是热带森林中乔木树种,对整个热带森林体系都有绝对的影响作用,故而热带森林体系中的乔木层树种的物种多样性研究就成为人类了解自然和预测森林发展变换的一个重要前提。本研究为该保护区的乔木次生林群落物种多样性保护、可持续性研究和发挥生态系统整体功能提供科学依据。
1 调查现地森林资源的概况
纳板河流域国家级自然保护区属自然生态系统类型中的森林生态系统类型,主要保护对象为以热带雨林为主体的森林生态系统及珍稀野生动植物。《中国植被》[8]显示,保护区内生物多样性丰富,其中植被包括了热带雨林、热带季雨林、常绿阔叶林等8个植被型,13个植被亚型,28个群落,垂直分布规律明显;维管束植物233科,1 053属,2 637种,其中国家重点保护植物有20种;大型真菌168种,隶属于40科,93属。珍稀濒危植物55科,119属,179种,其中极危21种,濒危72种,易危21种,近危18种;脊椎动物共35目,118科,477种[9];昆虫327种,其中国家重点保护动物有68种;已知大型真菌38科,90属,156种等。纳板河流域国家级自然保护区动植物资源十分丰富,主要保护对象为热带森林生态系统及其动植物资源,优先保护对象有榆绿木(Auogeissus acuminata)、疣粒野稻(Oryza granulata)、林生芒果(Mangifera sylvatica Roxb)、云南肉豆蔻(Myristica yunn-anensis Y.H.Li)、版纳黑檀(Dalbergia fusca Pierre)、山白兰(Paramichelia baillonii)、绒毛蕃龙眼(Pometia tomentosa)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)8种植物。
2 研究方法
2.1 样地因子测定
2.1.1 每木检尺。在样地内采用相邻格子法布置小样方,对每个小样方进行每木检尺,记录样方内所有乔木个体(起测直径≥5 cm)的种名、胸径。由于纳板河国家级自然保护区位于热带亚热带,保护区内大部分植物都生长比较迅速,从而导致其树高、冠幅及枝下高等其他相关因子的测量存在较大的难度,此次测量并不针对树高、冠幅及枝下高进行测量。并记录各树种的调查密度、盖度以及直径以下的幼苗、幼树的株数。
2.1.2 每木定位。在标准地4个角的位置设立木桩,以其中一个角桩为原点,用指北针及红外线测距仪进行定位,以角桩两边为X轴和Y轴,同时在每条边上按10 m的间距再设立木桩,用测绳将相互垂直的木桩相连,将每个10 m×10 m小样方的西南角设定为坐标原点,然后在每个格子内用皮尺依次测出每株林木的坐标位置(x,y)。
2.2 数据整理
纳板河自然保护区的主要保护对象是以热带雨林为主体的森林生态体系,故保护区依据不同海拔高度的不同植被类型建立样地共16块进行监测。对每一块监测样地的各个因子建立数据库,样地号分别为N1、N2、N3、……N14、N15、N16。该试验样地选取纳板河自然保护区内的5种典型的热带、亚热带不同森林林分类型,分别是热带雨林、热性竹林、热带季雨林、季风常绿阔叶林和落叶阔叶林。基于海拔、地势、地形等多方面的考虑及在充分外业调查的基础上,挑选出16块具有代表性的样地,样地的设置为30 m×50 m。其样地的植被类型、坐标、具体地点和海拔具体见表1。
2.3 林分物种多样性及树种重要指数
为了定量说明乔木层物种的多样性,本文从物种丰富度(Margalef指数)、物种多样性(Shannon-Weiner指数和Simpson指数)、物种均匀度(Pielou指数)3个方面,采用4种常用的多样性指数对研究地区的物种多样性进行描述。各指数的计算公式如下:
式中,S为树种总数,ni为某一树种的个体数,N为全部树种的个体数,Fi为某一树种的频度,即树种i在样地内出现的小样方数在总小样方数中所占的百分比,F为所有树种的频度和,Gi为某个树种的断面积,G为全部树种的总断面积。
3 结果与分析
3.1 主要林分类型的树种及直径分布
3.1.1 主要林分类型的树种分布。由图1可知,热带雨林样地及热带季雨林样地中树种种类最为丰富,山地雨林及季风常绿阔叶林样地中树种种类相对丰富,而落叶阔叶林样地及热性竹林样地中树种结构比较单一。具体情况如下:热带雨林样地中优势树种为琴叶风吹楠。除此之外,样地内还有绒毛番龙眼31株、大叶白颜树13株、思茅木姜子11株、勐仑翅子树10株和木奶果10株等84种,共计279株乔木树种。热带季雨林样地中优势树种为阔叶蒲桃。除此之外,样地内还有阔叶蒲桃38株、毛银柴22株、泡火绳17株、滇银柴16株和黑黄檀16株等129种,共计442株乔木树种。山地雨林样地中优势树种为滇南木姜子和贫花厚壳桂。除此之外,样地内还有滇南木姜子26株、贫花厚壳桂22株、披针叶杜英15株、瑞丽山龙眼13株和紫叶琼楠10株等60种,共计246株乔木树种。季风常绿阔叶林样地中优势树种为红木荷和华南石栎。除此之外,样地内还有红木荷82株、小果栲40株、华南石栎39株、湄公栲25株和瓦山栲16株等56种,共计386株乔木树种。落叶阔叶林样地中优势树种为蒙自桤木。除此之外,样地内还有蒙自桤木47株、红木荷24株、滇南木姜子13株、绒毛泡花树4株和印度血桐4株等22种,共计118株乔木树种。热性竹林样地优势乔木树种为滇银柴和银叶栲。除此之外,样地内还有黄竹73株、银叶栲66株、滇银柴51株、牡竹39株、截头石栎21株、余甘子19株和蒺藜栲17株等42种,共计281株乔木树种。
3.1.2 树种径阶株数分布。复层异龄混交林的直径结构规律较为复杂,常见的是小径阶的林木数量多,随着径阶的增大,林木株数减少株数按径阶依常量q值递减,但是由于异龄林的直径结构规律受林分自身演替过程、树种组成、立地条件及经营措施等影响,直径结构分布曲线类型多样而复杂。对以上划分的6种主要林分类型进行研究,从图1可以看出,天然次生林混交林其径阶株数分布形式主要有2种现象:①反“J”型曲线。研究得出,针阔混交林和针叶混交林林分标准地中最小径阶的林木株数最多,随着直径的增大,林木株数开始时急剧减少,达到一定直径后,株数减少幅度渐趋平缓,而呈现为近似双曲线形式的反“J”型曲线形式。研究区天然次生林林分的直径分布大部分符合异龄林直径分布规律,说明直径分布基本符合天然林正常分布规律。②单峰山状曲线。以下所有的森林林分的径阶株数分布曲线呈现为单峰山状曲线,相邻径阶之间树木株数变动比较明显是单峰山状曲线的明显特点。从图1可以看出,株数分布的最高点在6~28径阶处。
3.2 各林分物种多样性特征
3.2.1 样地中各林分特征因子。各种植物群落的外貌、种类(树种)组成和结构既是群落生态环境的反映,也是植物生物学特征和生态学特性的表现。物种的多样性、丰富度、均匀度和生态优势度不仅反映群落组成水平,而且可以通过不同结构与功能的关系间接反映群落的功能特征。
本文以纳板河国家级自然保护区中选取的16块样地中的各个林分群落为研究对象,对其乔木层物种多样性、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数进行了计算,研究演替过程中林分多样性的变化规律。从表2可以看出,热带季雨林样地中林分群落物种多样性(Shannon-Weiner物种多样性和Simpson物种多样性)、物种丰富度(Margalef丰富度指数)和物种均匀度(Pielou物种均匀度)均高于其他林分群落,其他林分群落依次为热带雨林、山地雨林、季风常绿阔叶林、热性竹林和落叶阔叶林。根据群落演替规律可以发现,落叶阔叶林林分群落处于演替系列的初级阶段,随着演替的进行,乔木层物种多样性增加,而热带季雨林林分群落处于演替的后期,因此后者的多样性高于前者。
3.2.2 样地林分群落的物种多样性。本次研究的6类林分群落中乔木树种共有73科187种,由图2可以看出,其中有37类不同科的存在相互交融于不同的林分中的情况,而剩余的36类科乔木树种只单独存在于相应的林分群落中,不与其他林分发生混交生长的情况。
乔木树种的重要值可反映群落组成优势成分和群落区系表征成分,从表3可以看出,热带雨林39科84种279株,故所有参数数值均表现得较小,该热带雨林林分群落中优势树种为无患子科(Sapindaceae)绒毛番龙眼[Pometia tomentosa(Bl.)Teysm.et Binn.],其重要值为6.25%,密度为207株/hm2,断面积0.32 m2/hm2,绒毛番龙眼的相对密度和相对频度均较高。而大叶白颜树、思茅木姜子、勐仑翅子树和木奶果等树种属于乔木层的伴生树种。
热带季雨林54科129种442株,故所有参数数值均表现得较小,该热带季雨林林分群落中优势树种为桃金娘科(Myrtaceae)阔叶蒲桃(Syzygium latilimbum Merr.et Perry),其重要值为3.94%,密度为253株/hm2,断面积0.06 m2/hm2,阔叶蒲桃的相对密度和相对频度均较高。而毛银柴、泡火绳、滇银柴和黑黄檀等树种属于乔木层的伴生树种。
山地雨林33科60种246株,故所有参数数值均表现得较小,该山地雨林林分群落中优势树种为樟科(Lauraceae)滇南木姜子(L.garrettii Gamble),其重要值为4.94%,密度为173株/hm2,断面积0.15 m2/hm2,滇南木姜子的相对密度和相对频度均较高。而贫花厚壳桂、披针叶杜英、瑞丽山龙眼和紫叶琼楠等树种属于乔木层的伴生树种。
季风常绿阔叶林26科56种386株,故所有参数数值均表现得较小,该季风常绿阔叶林林分群落中优势树种为山茶科(Theaceae)红木荷[Schima wallichii(DC.)Korth.],其重要值为9.84%,密度为547株/hm2,断面积0.20 m2/hm2,红木荷的相对密度和相对频度均较高。而小果栲、华南石栎、湄公栲和瓦山栲等树种属于乔木层的伴生树种。
落叶阔叶林14科22种118株,故所有参数数值均表现得较小,落叶阔叶林林分群落中优势树种为桦木科(Betulaceae)蒙自桤木(Alnus nepalensis D.Don),其重要值为21.51%,密度为313株/hm2,断面积1.20 m2/hm2,蒙自桤木的相对密度和相对频度均较高。而红木荷、滇南木姜子、绒毛泡花树、印度血桐和滇南润楠等树种属于乔木层的伴生树种。
热性竹林21科40种281株,故所有参数数值均表现得较小,故热性竹林林分群落中优势树种为壳斗科(Fagaceae)银叶栲(Castanopsis argyophylla King ex Hook.),其重要值为9.69%,密度为440株/hm2,断面积0.1 m2/hm2,银叶栲的相对密度和相对频度均较高。而滇银柴、截头石栎、余甘子和蒺藜栲等树种属于乔木层的伴生树种。
除了上述的6个林分中的6种,重要值较高的树种还有:大戟科(Euphorbiaceae)滇银柴[Aporusa yunnanensis(Pax et Hoffm.) Metc.],其重要值为 7.13%;瑞香科(Thymelaeaceae)土沉香[Aquilaria sinensis(Lour.) Spreng.],其重要值为 6.68%;樟科(Lauraceae)思茅木姜子[Litsea pierrei Lec.var.szemois Liou],其重要值为5.18%;壳斗科(Fagaceae)华南石栎[Lithocarpus fenestratus(Roxburgh)Rehd.var.brachycarpus A.Camus],其重要值为5.10%;榆科(Ulmaceae)滇糙叶[Aphan-anthe cuspidata(Bl.)planch.],其重要值为5.02%。重要值较大的树种在调查区域中株数密度较大,分布较为均匀,在相应的林分群落中都占有一定的优势地位。
4 结论与讨论
热带森林林分群落类型在维持全球碳平衡、保护自然环境和全球可持续发展等方面都发挥着尤为重要的作用。天然混交林是多物种、多世代共生的生态系统,其结构复杂、功能多样,是当今生态学和林学研究的重点领域。群落结构作为研究群落演替趋势和制定植被恢复策略的基础,具有十分重要的生态学意义。直径分布是群落结构的主要组成部分,在群落结构的形成和演替过程中具有不可忽视的作用。本研究涉及的2种林分直径的分布都呈倒“J”型曲线,小径级的林木株数最多,随着胸径的增大,林木株数急剧减少,到一定径级后,该减少速度变慢,并趋于平缓,符合天然异龄林的直径分布规律。研究表明2个林分全林直径分布的偏度系数都为正值,说明研究区域各林分直径分布的左偏比较明显。本研究中6类林分群落中大径阶林木株数占有一定的比例,同时能够维持物种的自我更新,在生态学意义上有较强的稳定性,符合森林天然次生林的基本情况。所有林分群落中直径分布的峰度值较大,其分布曲线较为尖峭,林木在小径阶的范围内占据了绝对的优势,表明群落中幼苗、幼树充足,群落的大小结构完整。
热带雨林林分群落样地中密度为1 860株/hm2,断面积5.46 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为71.97%;热带季雨林林分群落样地中密度为2 947株/hm2,断面积2.87 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为59.30%;山地雨林林分群落样地中密度为1 640株/hm2,断面积2.52 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为53.41%;季风常绿阔叶林林分群落样地中密度为2 573株/hm2,断面积2.68 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为 57.08%;落叶阔叶林林分群落样地中密度为787株/hm2,断面积3.73 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为58.39%;热性竹林林分群落样地中密度为1 873株/hm2,断面积1.24 m2/hm2,该林分群落的重要值合计为46.26%。纳板河国家级自然保护区的保护是从20世纪90年代开始的,除此之外,现在保护区内还有33个自然村1 483户,人口共计6 210人。该保护区内的生物多样性都有不同程度的破坏,现存的森林均为天然次生林。从各个林分群落的重要值可以看出,最高的是热带雨林,其他从高到低依次为热带季雨林、落叶阔叶林、季风常绿阔叶林、山地雨林、热性竹林。根据群落演替的规律,可以知道6类林分群落的演替先后顺序为热性竹林、山地雨林、季风常绿阔叶林、落叶阔叶林、热带季雨林、热带雨林。
从林分密度和断面积可以看出各个林分群落间的共同特点:热带季雨林和季风常绿阔叶林林分群落中断面积较低,而密度则相对较高,说明这2个林分群落中幼树更新比较好,相对于其他林分,落叶阔叶林林分群落中的断面积较高,而密度则表现得特别低,这主要是由于该林分群落中以胸径较大的蒙自桤木为主,导致断面积相对较大、密度较小的现象。
5 参考文献
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生物多样性一直是个热门词汇,因为它紧密联系着我们的日常生活。袁隆平利用我国丰富的野生和种植品系水稻进行杂交,选育出超级杂交稻,亩产超过900千克。这对我们13亿中国人来说意义多么重大!试想,如果没有我国水稻的生物多样性,“巧妇难为无米之炊”,再伟大的袁隆平,也会因为没有构建超级杂交稻的遗传基础而慨叹。在我们这个车轮滚滚高速前行的时代,轮胎是我们周游世界的关键部件。它的发明源于发现橡胶树能产生树胶,树胶可以加工制成既有强度又有弹性的“橡胶轮胎”,这才使汽车跑得飞快。试想,如果没有橡胶树这个物种,人类可能至今还坐在与古代战车差不多的轱辘上。可见生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。因而,尽管到目前为止我们所知的绝大部分物种还没有“物尽其用”,人类探知地球物种及其多样性的渴望却越来越强。
上世纪七八十年代,人们还认为地球的动植物不过160多万种。这个数字随着人类生产和探测技术的提高,不断被刷新。最近,美国夏威夷大学的莫拉教授依据海洋生物普查数据,再经过科学的计算,得出的理论动植物种类是870万种!
然而,这个数字还有人认为是太过保守了。有人估算仅深海海底的物种就超过这个数。深海是指深海底区或深渊底区的海洋深层,一般在海面4000米以下。在这个深度,光线无法透过,一直暗无天日,植物无法进行光合作用。之前人们一直认为这样的区域动植物不可能生存,是个毫无生气的“沙漠”地带。然而,1992年,日本科学家乘坐深海载人潜水器在鸟岛海域4146米深处发现在古鲸遗骨上附着寄生的小型贝类和深海虾群。1994年,俄罗斯科学家在大西洋水域的热液场探测时,发现了多种热液生物,如虾类、贻贝类、鳗类等。1995年,美、日科学家联合对大西洋、太平洋深海调查中,在奥尻岛海域惊奇地发现了日本海的深海系依赖化学合成而生活的生物群。近年来,科学家们在仅对大约万分之一深海世界进行的生物多样性调查中,就显示出海底可能有高达1000万种生命存在,分属于各种独特的深海生态系统——热液出口、冷液出口、海山、海底峡谷、深海平原、海洋对流层和沥青火山等。
不过迄今为止,科学家在深海区域调查到的物种中,还只鉴定了17650种,包括虾类、珊瑚、星鱼、蟹类等。其它物种人类从未见识过,如在亚特兰大东南部海底收集到的680个细小的甲壳动物样本中,只辨识出了其中的7个。在南极深海采集的674种等脚类生物样本,包括长达两米的蠕虫,80%以上的物种人类从未见过。对有些未知的物种科学家不得不临时取名,例如在美国加利福尼亚州蒙特里湾死亡鲸鱼的骨骼里发现的两种人类从未见过的怪虫,它们没有眼睛、没有胃,甚至连嘴巴都没有,科学家将之认定为新种,命名为“食骨虫”。在深海热液喷口区发现的500种左右的动物,竟然不需像陆地生物那样直接或间接靠阳光和光合作用获得能量,也不用消化系统,而是依赖对大多数其他动物都是致命的物质——硫化氢维持生活,我们不妨暂且称它们为“享臭虫”,因为硫化氢是一种恶臭的化合物。这些数不胜数的怪物说明,海底是生物多样性的宝库。
深海海底生物处于独特的物理、化学和生态环境中,尤其热液喷口区的生物在高压、剧变的温度梯度和高浓度的有毒物质包围下,形成了极为独特的生物结构、代谢机制,体内产生了特殊的生物活性物质,例如嗜碱、耐压、嗜热、嗜冷、抗毒的各种极端酶。这些特殊的生物活性物质功能各异,是深海海底生物资源中最具应用价值的部分,可能在未来的工业、医药、环保等领域发挥重要作用,扮演像野生水稻或橡胶树那样的角色。
比如,石油一直是工业社会高速运转的“血液”,石油的勘探与开采既费时又费力,前不久我国渤海湾石油钻井平台就出现了严重的漏油事故,污染了海洋生态环境。现在发现深海就有一种可喷射石油的管虫,它生活在墨西哥湾海平面下990米深处,以海底石油为食物。在深潜器机械臂从海床的坑洞中捕获它
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们时,它们竟能向外喷出石油。说不定哪天科学家就能开发出干净环保的“海上管虫石油开采平台”。
城市的下水道,有机垃圾浸泡在水中,会产生大量有毒的硫化氢毒气,散发恶臭气体。下水道一旦发生阻塞,其硫化氢积累越多,臭气越大,常常给进入下水道工作的环卫工人带来生命危险。前面说到的“享臭虫”,说不定哪天就被科学家改造成清理下水道恶臭的“工人”。
关键词:破罡湖湿地;生态恢复试点;生态恢复思路和原则;植物群落类型;植物种类选择
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)13-79-02
人类对湿地的不合理利用以及环境污染已使许多湖泊湿地生态系统出现不同程度的退化[1],尤其是地处人口稠密、经济发达区域的湖泊,湖泊湿地生态系统的退化不仅表现为水质恶化、生物多样性降低,还造成湖泊湿地生态系统的服务功能严重退化。安庆沿江湖泊湿地众多,总面积达10.83万hm2,不仅是水鸟(尤其是迁徙冬候鸟)的重要栖息地[2-3]、水生植物的重要种质库,而且对维护长江中下游流域的生态安全具有重要的意义。破罡湖是安庆沿江湖泊湿地生态系统的重要组成部分,导致破罡湖等安庆沿江湖泊湿地退化的原因是多方面的,如围湖造田、渔业养殖、污染物排放等[4-6]。
湖滨带是湖泊湿地生态系统的重要组成部分,是湖泊流域中陆地生态系统与湖泊水域生态系统之间的生态过渡带[7]。该区域有很高的生产力及生物多样性,具有显著的生态边缘效应,在湖泊湿地生态环境保护方面具有特殊功能,如拦截污染物、净化水体、消浪防蚀、维持生物多样性等[7-8]。本文通过安庆沿江湿地保护补助项目破罡湖湿地局部区域生态恢复试点,对破罡湖湿地湖滨带生态恢复进行了研究,进而为安庆沿江湖泊湿地生态恢复提供借鉴。
1 破罡湖湿地生态恢复试点区概况
破罡湖位于安庆市境内,面积3 239hm2。湖区季风明显,四季分明,气候温和湿润,雨量适中,光照充足,无霜期长,严寒期短。多年平均气温16.5℃。最热月(7月)平均气温为28.8℃,最冷月(1月)平均气温为3.5℃。全年主导风向为东北风,夏季为西南风,年平均风速3.1m/s。降水受季风气候影响较明显,夏季明显多于冬季。多年平均降雨量为1 389.1mm,多年平均蒸发量1 611.4mm,多年平均降雨天数139.1d,多年平均降雪天数12.8d,日照百分率46%。
安庆沿江湿地保护补助项目破罡湖湿地生态恢复试点区域位于破罡湖西北部,地理坐标为:东经117°07′54.04"~117°07′55.82"、北纬30°41′07.04"~
30°41′08.04",东西长1 408m、南北宽770m,湿地总面积66.5hm2。试点区域湖底高程为9.8m,东、北部为农田,南面临山,西、北部局部区域为围湖而形成的池塘和农田,池塘主要进行水产养殖。试点区域土壤主要为淤泥土,水源主要来自地表径流,水位变化受自然和人为调控双面影响。枯水期水位10.9m,平水期水位12.11m,丰水期水位13.95m,大部分区域水深一般在0.8~2.0m。因围湖造田、水产养殖等不合理利用,试点区域的湖滨带及大湖湖体均已出现较为严重的退化,多数湖滨带区域呈现出坡岸陡直或硬质化、水文过程改变、植被稀疏或消失、生物多样性锐减等,而大湖湖体中的沉水植物、漂浮植物群落严重退化,整个试点区域的植物群落多呈小斑块状星散分布。湖滨带的退化,不仅降低了湖滨带拦截污染物、净化水体、消浪防蚀的能力,而且严重影响了水鸟等野生动物的栖息环境。
2 破罡湖湿地生态恢复思路与原则
2.1 生态恢复思路 破罡湖湿地目前仍然被个人承包进行水产养殖,所养殖的食草性草鱼密度较大,且水产养殖使得破罡湖水位调节难以开展。由于大量草食性鱼类的放养直接影响到沉水植被的生存,因此,在目前状态下恢复破罡湖湿地沉水植被较难实现。考虑到以上情况,破罡湖湿地生态恢复宜采取先易后难、逐步推进的生态恢复路线,即:首先增加植被盖度,丰富破罡湖湿地植物多样性,并在破罡湖湿地的局部区域通过围网保护措施建立植物群落斑块;在条件具备时再逐步调整破罡湖湿地水产养殖模式,减少草食性鱼类的数量,降低整体养殖密度,开展沉水植被恢复,最后建立破罡湖湿地与其他湖区的水文联系,利用前两个阶段建立起的草本植物自然繁殖过程,全面实现破罡湖湿地植被恢复。
2.2 生态恢复原则
2.2.1 保护优先 充分考虑破罡湖湿地生态系统的实际情况,主要保护破罡湖湿地周边区域池塘中已有的自然湿地生态系统,并辅之人工生态修复,恢复破罡湖湿地植被类型的多样性和水生(湿生)植物多样性,为水生动物(尤其是水鸟)提供一个良好的栖息地;同时,充分发挥所恢复植物群落对水质的净化作用,以改善破罡湖湿地水质。
2.2.2 可持续发展 生态恢复要符合破罡湖湿地的气候、水文等自然条件,服从该区域湿地生态系统保护和湿地水产养殖的客观要求,最大限度地发挥湿地的综合效益。根据破罡湖湿地水产养殖的强度和养殖种类的生物学特点,选择受鱼类取食干扰相对较少的植物种类作为湿地生态恢复的工具物种,以使所恢复的人工植被可持续发展。
2.2.3 合理布局与突出重点 充分考虑破罡湖湿地生态系统兼具生态保护、渔业养殖、调蓄洪水等多种功能,尤其是长期水产养殖所导致的破罡湖湿地生态系统退化的现状,按照湖泊湿地自然植被分布规律开展生态恢复,合理布局岸边林地、挺水植被、漂浮植被。根据破罡湖湿地水面承包和鱼类养殖的实际情况,以恢复挺水植物群落和漂浮植被为主;同时,利用湿地草本植物自然繁殖特点,在实施生态恢复后的2~3a内,使破罡湖湿地生态系统的结构和功能得到恢复。
2.2.4 生物措施与工程措施相结合 由于长期的渔业养殖,破罡湖湿地水生植物在多样性和数量上存在严重退化现象,沉水植物群落丧失殆尽,挺水植物群落和漂浮植物群落类型单一,呈小斑块状分布,整个湖区水生植物群路的盖度极低。实施破罡湖湿地生态恢复要以生物措施为主,种植挺水植被和漂浮植被。同时,为控制所养殖的草食性鱼类对草本植物的取食,要通过设置围网以保护所种植的水生草本植物,促进湿生草本植被的恢复,并为水鸟提供生存空间。
3 破罡湖湿地生态恢复植物群落类型及种类选择
3.1 植物群落类型选择 按照破罡湖湿地生态恢复思路与原则,根据破罡湖湿地目前的现实状况,为增加破罡湖湿地植被覆盖度,丰富湿地生物多样性,改善水质,并为水鸟等野生动物提供适宜的栖息地,破罡湖湿地生态恢复的植物群落宜选择以下4个类型:(1)近岸浅水区域湿生木本植物群落或木本-草本植物群落;(2)近岸浅水区域乔木-灌木-草本植物混合的条带状植物群落;(3)浅水区域挺水草本植物群落;(4)湖面水体局部区域浮叶根生植物群落。
3.2 植物种类选择 选择合适的湿生植物工具物种是提高湿地生态恢复效果、保证其长期生态安全与稳定性的关键。研究表明,适合长江中下游生态恢复的植物种类多种多样[9],实施生态修复应根据待恢复区具体的生境条件选择合适的植物种类。在实施破罡湖湿地生态恢复时,植物种类选择还应考虑以下情况:一是要体现整体协同性,以自然湿地生态系统植物群落空间分布规律为参照,优先使用具有更大优势的乡土物种[10-11]。二是要体现植物多样性,种植湿生乔灌木、挺水草本、根生浮叶等多种植物。三是要体现可持续性,选用生长快、鱼类取食较少的水生植物,并在局部区域通过设置防护网保护新种植的植物幼苗。据此,破罡湖湿地生态恢复宜选择以下3类11种植物(除池杉外,其他10种植物均为土著物种)。
3.2.1 湿生乔灌木 池杉(Taxodium ascendens)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、旱柳(Salix matsudana)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、簸箕柳(Salix suchowensis)。
3.2.2 挺水草本植物 茭草(Zizania caduciflora)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、菖蒲(Acorus calamus)。
3.2.3 根生浮叶植物 芡(Euryale ferox)、莲(Nelumbo nucifera)。
4 结语
在当前破罡湖湿地仍存在渔业开发养殖的情况下,为增加破罡湖湿地植被覆盖度,丰富该区域生物多样性,改善水质,并为水鸟等野生动物提供栖息环境,宜选择合适的植物在破罡湖湿地局部区域实施生态恢复工程,建立湿生木本植物群落、木本-草本植物群落、浮叶根生植物群落、乔木-灌木-草本植物以及挺水草本植物群落,以逐步恢复破罡湖退化湿地生态系统的植物群落结构和生态功能。
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关键词 种子植物;药用功效;组成特征;资源评价;利用建议;湘西南龙底保护区
中图分类号 S567.024 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)01-0150-03
Effect Composition Characteristics and Resource Assessment of Medicinal Seed Plants in Longdi Nature Reserve in Southwestern Hunan
YANG Qing-an LU Ming-xin LU Qi-yong ZHANG Bi LU Qi-feng
(Forestry Bureau of Tongdao County in Hunan Province,Tongdao Hunan 418500)
Abstract The medicinal plants of the Longdi Nature Reserve from the seeds of medicinal plant species,medicinal function and picking parts of the plants,and the medicinal plant resources in Longdi Nature Reserve were analyzed and evaluated. The result showed:In the area,there are medicinal plant seeds in 879 species 579 genus 174 families,covering 92.55%,66.63% and 40.43% of the area flora respectively,covering16.16% of medicinal plant seeds of whole country. In the 879 species of medicinal plants,woody covers 47.90%. The medicinal effect covers 21 categories of medicinal prevention and treatment of disease and average for each type of plant has 5.31 medicinal functions. Therefore,medicinal plants have both specificity,but also a broad spectrum. 10 species of plant organs,such as branches,leaves,roots,root skin and the whole plant,can be used as medicinal materials,which take the largest proportion in the whole plant. The resources of medicinal plants is rich in genetic diversity,species diversity,medicinal use of diversity and the diversity of plant organs have a high medicinal value. It is an important raw material of Chinese herbal medicines brewed,but also an important industrial raw material medicine. Meanwhile,in this paper,the sustainable use of medicinal plants were also recommended.
Key words seed plants;medicinal effect;compositions characteristics;resource assessment;utilization suggestion;Longdi Nature Reserve in southwestern Hunan
自“神农氏(公元前约2728年)尝百草”开始,先民们就致力于利用植物资源服务于人类健康。对一个地区药用植物种类及功效的组成特征的认识,不但对中医药的利用开发有着积极的作用,同时对地区经济的发展也具有重要的意义。龙底沟谷森林生态系统自然保护区(下称保护区)位于湖南的西南边陲,湘、桂、黔三省(区)交界山地的湖南一侧。其山地是珠江水系融水支流浔水与长江水系沅水支流渠水的分水岭。境内山高坡陡,河谷深切,地形多变,丰富的景观多样性和山地南北两侧气候的差异,为生物多样性的形成创造了优良的条件,使这里保存着极为丰富的植物资源。为保护生物多样性,通道侗族自治县人民政府于2002年建立自然保护区前和2008年申报万佛山国家自然遗产和地质公园前2次组织调查了这里的生物多样性[1-2]。根据这2次调查资料,试图从分析土著野生药用种子植物(下称药用植物)种类、功效与利用植物器官组成与资源评价入手,为植物资源的开发利用提供依据。
1 药用植物形成的主要生态条件
保护区位于通道县境内,是湖南也是湘桂黔交接山地森林植被保存很好的地区。地理位置约于北纬 25°52′30″~26°22′45″,东经 109°39′45″~110°0′15″。东邻城步八十里大南山,南连广西九万大山北部山地,西接云贵高原东缘延伸地带,北界雪峰山南部的青定山。调查涉及珠江流域浔水支流北部甘溪、坪阳2个乡和长江流域沅江渠水支流的木脚、临口乡山地原生森林植被保护较好的地段(含中低山丹霞地貌)。区内以海拔1 607.7 m的牛皮界径936 m的八斗坡至1 230.0 m的传素山东西走向的山脊为分水岭,分水岭有海拔1 000 m以上山峰82座,相对高差1 404.7 m。区内地层主要为震旦系、寒武系和白垩系地层。岩石以板岩、页岩、红色砂砾岩为主,局部区域有石灰岩分布。地带性土壤为红壤(亚类)、黄红壤(亚类)、黄壤和山地黄棕壤。气候属亚热带湿润季风气候。年平均气温分水岭以南为17.1 ℃,分水岭以北15.3 ℃,1月气温为5.0~7.2 ℃,极端低温-7.3~-3.1 ℃,年均降水量1 300~1 500 mm[3]。
2 药用植物种类、功效与利用植物器官组成与特征分析
2.1 药用植物种类组成与生长型分析
2.1.1 药用植物种类组成。根据2002年和2008年2次生物多样性调查资料及笔者平时深入保护区的调查材料与压制收藏的标本,裸子植物按郑万钧系统(1997),被子植物按哈钦松系统(1934)编制土著野生种子植物名录。从野生种子植物名录中提取野生药用种子植物(本文均为土著野生种)。根据江苏省植物研究所等单位编著的《新华本草纲要》[4-6],并参考相关资料[7-8],确定药用植物种类、药用功效与药用植物器官部位。该区药用植物种类有879种(含变种、亚种与变型),隶属于174科579属。药用植物科、属、种分别占该区土著野生种子植物188科859属2 174种(含变种、亚种与变型)的92.55%、66.63%和40.43%,占《新华本草纲要》编录种类的16.16%。《新华本草纲要》收集药用植物6 000种[4],除去苔藓植物24种、地衣植物16种、隐花植物80种、蕨类植物433种[6],种子植物为5 447种(其中裸子植物73种)[3],占全国种子植物29 214~29 537种(其中裸子植物800种)的18.44%~18.65%[6,9]。龙底保护区药用植物占保护区种子植物的比例为该比例的2.17~2.19倍。保护区药用种子植物在保护区植物区系,及其全国药用植物资源中均占有较重要的地位。
2.1.2 药用植物生长型。根据《中国植被》对生长型的划分原则[10],保护区879种药用植物中,木本植物421种,占47.90%,草本植物458种,占52.10%。木本植物中,乔木153种,占木本植物的36.34%,木质藤本(含木质寄生植物)植物83种,占19.71%,灌木185种,占43.94%。草本植物中,多年生草本182种,占草本植物的39.74%,一年生草本276种,占60.26%,其中草质藤本占3.62%。这种组成说明,保护区药用植物分布于乔木、灌木、木质藤本、寄生植物,多年生草本、一年生草本、草质藤本等所有生长型中,利用面十分广泛。从利用植物类型的角度提高了药用种子植物开发利用的价值。
2.2 药用植物不同功效组成与特征分析
2.2.1 药用种子植物的多功能特征分析。衡量一个区域植物药用价值的大小和开发利用的潜力,不但要考量其是否拥有对某些疾病有特效作用或治愈率很高的植物类群,同时也应考量其是否为具有大量的多药用功效的植物类群。为探讨保护区种子植物的药用价值,根据植物的化学成分和药物功效,将879种药用植物按照功能与用途进行分类,分为滋补强壮类植物、治疗皮肤外科疾病类植物、治疗泌尿系统疾病类植物、治疗呼吸系统疾病类植物、治疗消化系统疾病类植物、治疗心血管系统疾病类植物、治疗五官口腔系统疾病类植物、治疗妇产科系统疾病类植物、治疗内分泌系统疾病类植物、治疗神经系统疾病类植物、治疗风湿关节疾病类植物、治疗跌打损伤疾病类植物、治疗毒蛇毒虫咬伤类植物、驱虫杀虫类植物、抗癌抑癌类植物、治疗肛瘘痔疮疾病类植物、止血类植物、专用解毒类植物、抗菌消炎类植物、治疗感冒(风寒感冒、清热解毒、中暑)和特殊病防治类植物等21类,统计得到龙底自然保护区879种药用种子植物出现于各防病治病功效的植物达4 667种次,平均每种植物具有5.31类防病治病功效,药用植物具有多重功效的特点。
2.2.2 药用植物的特有功效特征分析。为进一步分析各类功效植物数量组成及差异,将各种功效所含种数及其占药用植物总数比重列入表1。由表1可知,各类药用功效植物占药用植物总数的比例分布在0.68%~32.76%,相差较大,种数在不同药用功效类中的分布不均衡。为分析其分布规律,将各类药用功效植物占药用种子植物总数的比例进行分级,其中属于Ⅰ级的为特有解毒类、抗癌抑癌类、特殊疾病类(疟疾、漆疮、小儿软骨病等)、肛瘘痔疮类、心血管系统类、滋补强壮类、驱虫杀虫类、内分泌疾病类、止血药物类、神经系统类、毒蛇毒虫咬伤类等11类;属于Ⅱ级的有抗菌消炎类、泌尿系统疾病类、五官口腔系统疾病类、感冒中暑类、治疗呼吸系统疾病类、妇产科疾病类等6类;属于大比例级(Ⅲ级)的有风湿关节疾病类、跌打损伤类、消化系统疾病类、皮肤外科疾病类等4类。由此可以看出:Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级,3个级别中所拥有的药用功效类数呈金字塔状分布,占比例较大(52.38%)的药用功效类植物所占药用植物总数的比例均较小(Ⅰ级),变化范围为0.68%~7.05%,显示出药用植物具有较强的专用性;而占比例较小(19.05%)的药用功效类植物所占比例均较大(Ⅲ级),变化范围为22.07%~32.76%,也显示出该区的药用植物中有许多具有较广的适用性。
2.3 药用植物器官组成特征分析
植物不同器官是中药材和药用成分提取的重要原料,同一类群的不同器官的化学成分是不完全相同的,其功效也往往存在很大差别[4-6]。同时,认识不同植物器官的药用功效对药用植物的开发利用,经营策略的制定也十分重要。为给药用植物的开发利用提供依据,将879种药用植物的利用器官分为全株利用、根及根皮、花(花朵、花粉、花蕾)、枝叶(枝、枝叶、叶)、果及种子(种子、种仁)、树皮枝皮、茎(茎、根茎、块茎)、藤及藤茎、木材(木材、材心、髓心)、节(材节、枝节、地下茎节)等10类药用植物器官,将各类器官用途植物所占879种药用植物的比例列入表2。由表2可知,药用植物中,具药用功效器官的植物种类占药用植物种类总数的比例相差较大,变化范围为0.80%~32.76%。如果也将其分为3个等级,则1级所含植物的器官有节(材节、枝节、地下茎节)和木材(木材、材心、髓心)、藤及藤茎、花(花朵、花粉、花蕾)、树皮枝皮、茎(茎、根茎、块茎)等6类,占器官总类别的60%;2级所含植物的器官有果及种子(种子、种仁)、果及种子(种子、种仁)等2类,占20%;3级有全株利用和根及根皮等2类,占20%。1级中除提供花器官的植物为可重复采摘利用的以外,其余5类器官均来自于木本,需采伐和损伤性环剥才能获得。2级中提供的枝、叶和果,都为再生性的,其植物类群的器官可持续性经营利用。3级中提供的全株、根及根皮均为刈割后才能获得。这些植物多为草本和灌木,其生长周期较短。这种组成特性表明,在药用植物的开发利用中应制定不同的经营策略。
3 药用植物资源评价与可持续利用建议
3.1 药用植物资源评价
3.1.1 保护区药用植物具有丰富的遗传多样性,为生产中医药原料提供基础条件。龙底保护区被誉为湖南的绿色明珠和珍稀濒危植物的基因库,是植物资源十分丰富的地区[1]。而且药用植物占区系植物种数的比例达40.43%,为全国药用植物占全国植物区系植物种数比重的2.17~2.19倍。我国有药用野生裸子植物10科25属53种[3],保护区有8科14属16种,分别占全国药用裸子植物的80.00%、56.00%、30.19%;全国有药用被子植物5 447种[4-6],保护区有879种,占全国药用被子植物的16.14%。保护区药用种子植物的丰富度高,有丰富的基因多样性。
3.1.2 保护区药用植物的药用功效多种多样,用途广泛,具有很高的开发利用价值,是重要的中药材制作的原料来源地。这里药用植物涉及到21大类疾病防治,既有许多用于常见疾病的药用植物,又有不少疑难杂症疾病防治的植物。如:银杏科的银杏(Ginkgo biloba),杜仲科的杜仲(Eucommia ulmoides),檀香科的百蕊草(Thesinm chinense),木兰科的辛夷(Magnolia liliflora)和厚朴(M officinalis),五味子科的黑老虎(Kadsura coccinea)和华中五味子(Schisandra sphenanth-era),樟科的无根藤(Cassytha filitormis),毛茛科的黄莲(Coptis chinensis),蓼科的何首乌(Polygonum multiflorum),大血藤科的大血藤(Sargentodoxa cuneata),三白草科的蕺菜(Houttynia cordata),远志科的远志(Polygala tenuifolia),黄杨科的黄杨(Buxus sinica),瑞香科的芫花(Daphe genkma),伞形科的积雪草(Centella asiatica)和蛇床(Cnidium monnieri),唇形科的金疮小草(Aiuga decumbens)、香薷(Elsholtzia cil-iata)、连钱草(Glechoma longituba)、益母草(Leonurus japo-nicus)、野薄荷(Mentha haolocalyx)、紫苏(Perilla frutescens)、夏枯草(Prunella vulgaris)和丹参(Salvia miltiorrhiza),桔梗科的杏叶沙参(Adenophora axilliflora)、轮叶沙参(A tetraphylla)和桔梗(Platycodon grandiflorun),半边莲科的半边莲(Lobelia chinensis),鸢尾科的射干(Belamcanda chinensis),胡桃科的胡桃(Juglans regia),枫香科的枫香(Liqnidambar formosana),蔷薇科的枇杷(Eriobotrya japonica)、金樱子(Rosa laevigata)、野蔷薇(R multiflora),鼠李科的枳(Hovenia acerba),葡萄科的乌敛莓(Cayratia japonia)和葛(Vitis flexucosa),千屈菜科的紫薇(Lagerstroemia indica),山茱萸科的山茱萸(Macrocarpium chinense),五加科的五加(Acanthpanax grac-ilistylus)和竹节参(Panax japonicus),木樨科的女贞(Ligns-trum delavayanum)和桂花(Osmanthus fragraris),萝摩科的白薇(Cyna-nchum atratum)和白首乌(Cynanchum auriculatum),茄科的枸杞(Lycium chinense),玄参科的玄参(Scrophularia niugpoensis),忍冬科的忍冬属(Lonicera spp.),菊科的黄花蒿(Artemisia annua)、艾(A argyi)、茵陈蒿(A capillaris)、千里光(Senecio scandens)和苍耳(Xanthium sibiricum),泽泻科的泽泻(Alisma Plantago-aquatica var.orientale),禾本科的芦竹(Arumdo donax),天南星科的菖蒲(Acorus calamus)、石菖蒲(A tatarinowii)、蘑芋(Amorphophallus rivieri)、天南星(Aris-aema beterophyllum)和半夏(Pinellia tarnata),莎草科的香附(Cyperus rotundus)和荆三棱(Scirpus yagare),兰科的铁皮石斛(Dendrobium candicum)、石槲(D nobile)和天麻(Gastrodia elata)等,都是常见的重要中药材泡制及中成药的加工材料。适用于疑难杂症的药用植物,如用于抗癌抑癌的红豆杉科的红豆杉(Taxus wallichiana)(含紫杉酚),三尖杉科的三尖杉(Cephalotaxus fortunei)和粗榧(C sinensis)(含三尖杉碱),毛茛科的大叶唐松草(Thalicturm faberi)(根含唐松草新碱),防己科的粉防己(Stephania tetrandra)(根含汉防己碱等多种生物碱),睡莲科的莼菜(Brasenia schreberi)(类琼脂粘液),卫矛科的雷公藤(Tripterygium wilfordii)(含雷酚内脂甲醚、雷酚酮内脂等),瑞香科的了哥王(Wikstroemia indica)(水煎剂),石蒜科的石蒜(Lycoris radiata)(含石蒜碱等),薯蓣科的黄独(Dioscorea bulbifera)(民间用于防癌),蓼科的荭草(Polygonum orientale)(含牡荆黄素、东方廖黄素),珙桐科的喜树(Camptotheca acuminata)(含喜树碱),柿树科的浙江柿(Diospyros glaucitolia)(根);用于物品(吡霜、磷化碎、雷公藤等)和食物中毒的解毒植物有积雪草,唇形科的细叶风轮草(Clinopodium gracile),石蒜科的忽地笑(Lycoris anrea)和石蒜(C radiata),千屈菜科的九芒(南紫薇)(Lagerstroemia subcostata),鼠李科的积和绛梨木(藤叶鼠李)(Rhamnus leptophylla),用于狂犬病的有鼠李科的马甲子(Paliurus ram-osissimus),钩端螺旋体病的有忍冬科的忍冬(Lonicera japo-nica)及同属多种植物,用于漆疮的石竹科的漆姑草(Sagina japonica),用于抗疟的蔷薇科青蒿(Artemisia annua)等植物。879种药用种子植物是中医药材及中成药生产的重要材料。
3.1.3 保护区还蕴藏着丰富的医学工业原料植物资源。如薯蓣属植物是合成可的松、避孕药等甾体激素药物的重要原料[9-11],该区产11种。其中粉背薯蓣(Dioscorea collettii var.hypoglauca)、三角叶薯蓣(D deleoidea)、参薯(D alata)、薯茛(D Cirrhosa)、日本薯蓣(D japonia)等均含薯蓣皂甙元(Dios-gtnin)[3],是激素药物工业的理想原料。三尖杉属所含的酯型生物碱可作为提制抗癌有效酯碱的原料来源,该区有3种,其中三尖杉、篦子三尖杉(Cephalotaxus oliueri)、粗榧(C sinensis)是脂型生物碱丰富的物种;红豆杉属含抗癌成分紫杉酚(taxol),该区有1种1变种[2],喜树含抗癌成分喜树碱(camptothecin)[4],该区有分布。酯型生物碱、紫杉酚和喜树碱都是提制抗癌药物工业的重要原料;小檗碱(berbrin)是一(下转第154页)
(上接第152页)
种有效的抗菌消炎药,因资源缺乏,多为人工合成。而该区小檗科植物有5属10种。凡本科的木本种类以含小檗碱为其主要特征[3]。这里木本种类有黑果小檗(Berberis atrocarp impedita)、蚝猪刺(B jnlianae)、阔叶十大功劳(Mahonia bea-lei)、刺黄柏(M eurybracteata ssp.Ganpinensis)、北江十大功劳(M shenii)、南天竹(Nandina domestica)等3属7种,均富含小檗碱。
3.2 药用种子植物资源可持续利用建议
药用种子植物物种的多样性,药用功效的多样性,用途的多样性和植物器官利用的多样性,构成了保护区药用植物的珍贵价值和可使用性。这些野生药用植物是市场上的稀缺产品,同时又是重要的基因库,基于这里是湖南省的重要林区,又位于自然保护区,需要在保护优先的原则下适度开采利用,不宜大量的采摘。应以保护其种质和基因为主,为这些资源的开发利用提供最珍贵的遗传基因。建议保护核心区种质和基因,适度开发试验区,运用药用植物野外栽培技术,创办药用植物繁殖基地,生产中药材原料。利用野生药用植物的优良基因,定向培育新品种,提高药用植物品质。对于可再生资源的植物器官可在不破坏植物植株构型的前提下,有计划可持续性的采摘利用。
4 参考文献
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生物多样性面临的危机一个健全的生态环境意味着使其所有的生态系统、群落和物种,都保持良好的状态。但目前人口与资源,经济建设与生态保护的矛盾日益突出。一些地方以牺牲生态和资源为代价,来获得经济的暂时发展。人类造成的主要威胁是生境的破坏、破碎和退化(包括污染),以及物种的过度开发、外来物种的引入和疾病的加速传播。
1.生境破坏和消失。随着大自然自身的演变,特别是随着工业化的发展,人类过度地从自然界获取土地、木材、食物、药材等,使生态环境遭到严重的破坏。生物多样性的主要威胁是生境的破坏和消失。生境的破坏和消失被确认为是大多数生物和微生物目前正濒于灭绝所遭受的最直接的威胁。物种大量聚集的热带雨林以每年1700万公顷的速度消失,温带森林也在大面积减少。目前,全球森林由76亿公顷已减少到34.4亿公顷,减少了50%还要多。湿地退化和丧失的速度更是超过了其他的生态系统。现在地球上有20%的珊瑚礁和35%的红树林丧失。
2.生境破碎。生境破碎是指由于某种原因,一块大的、连续的生境不但面积减小,而且被分割成两个或更多片段的过程。生境破碎使一些中心物种由于不能迁移以觅食、、传播等而难以生存。生境破碎也可以把一个广泛分布的种群分割成两个或更多的亚种群,每一亚种群由于受空间的局限而陷入衰落和灭绝的境地。
3.边缘效应。森林边缘对保持森林的结构起着重要的作用。但是,由于生境破碎,森林边缘的物种构成就会发生改变,使由内部物种占据的区域进一步减少。由于温度、湿度和光照水平的变化使许多物种从片段化的森林中消除。
4.生境退化和污染。人类活动密集的干扰,会使生境中的群落和物种受到影响,而造成生境的退化。例如:珊瑚礁地区频繁的行船和潜水会恶化这个群落。人类释放的杀虫剂、化学品和污水,工厂和汽车排出的废气等对环境造成了严重的污染。污染对水质量、空气质量甚至地区气候的全面影响,不仅威胁到生物多样性,而且会引起全球气候变化,影响人类健康。
5.外来物种的引入。由于在新的生境中缺少外来物种的自然捕食者、有害物和寄生虫。所以会打破这一生境的生态平衡,而使物种结构遭到破坏,导致某些物种的消失。
6.物种的灭绝。环境破坏最严重的一面就是物种的灭绝。一旦某一物种灭绝,其DNA中所蕴藏的特有的遗传信息和其所拥有的特征组合将永远丢失,它的种群将不可能存在,它所生活的群落将变得贫乏,且其所具有的对人类的潜在价值将永远不会被认识。现今由人类引起的物种灭绝速度是物种自然更替速度的几百倍,甚至是上千倍。例如:20世纪初有野生老虎10万只,现在仅存野生老虎3200-3500只左右。里海虎1950年灭绝。我国特有的华南虎也已多年不见踪迹。
二、中国的生物多样性保护
中国地处东亚,包括寒温带、温带、亚热带和热带的范围,加之地质、地貌和土壤的变化,生物物种的类型十分丰富,也具有许多独特之处,像湿润亚热带和青藏高原就是其它区域所没有的。我国的生态区共有19个,其中陆地生态区12个,淡水生态区6个,海洋生态区1个。
(一)中国生物多样性的一般特点
中国的生物多样性概括起来有下列特点:
1.物种高度丰富,特有属、种繁多。目前我国有高等植物3.28万种,动物10.45万种,其中许多为我国特有、孑遗种、经济价值高的种。
2.区系起源古老。由于中生代末中国大部分地区已上升为陆地,第四纪冰期又未遭大陆冰川的影响,所以各地都在不同程度上保存着白垩纪、第三纪的古老残遗成分。
3.栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源异常丰富。中国有7000年以上的农业开垦历史,因而中国的栽培植物、家养动物丰富程度在世界上是无与伦比的。
4.生态系统丰富多彩。就生态系统来说,中国具有陆生生态系统各种类型,且每种陆生生态系统都包含多种气候型和土壤型。据统计,全国陆地生态系统共27个大类,460个类型。其中:森林16大类,185个类型;草地4大类,56个类型;荒漠7大类,79个类型;湿地、淡水域5个类型;海洋6个大类,30个类型。
5.空间格局繁复多样。中国地域辽阔,地势起伏多山,气候复杂多变。从北到南,由不同气候带引起不同的植被类型。从东到西,随着降水量的减少,发生不少同属不同种的物种替代。以上特点,说明中国生物多样性在全球所处的独特地位。
(二)中国生物多样性保护成果
1.初步建立了一系列物种及生态环境保护的法律、法规。
2.就地保护成绩显著,迁地保护得到较大的发展。到2012年底,我国已建立森林、湿地、荒漠、野生动物、野生植物等五种类型的自然保护区达2407个(其中林业直管2150个),总面积1.45亿公顷。就湿地保护来说,目前全世界有国际重要湿地1886块,中国有41块。我国野生动植物迁地保护和种质资源移地保存也得到较快发展,全国已建动物园(动物展区)、野生动物园240多个,植物园(树木园)234个。
3.重大生态工程的实施。我国先后实施了“天然林保护工程”、“退耕还林工程”、“防止荒漠化工程”和“湿地保护与恢复工程”。这几大生态工程的实施,极大地促进了我国生态环境的改善。
(三)中国所面临的生态危机
我国目前面临着生态危机:森林大面积消失、土地沙漠化扩大、水土严重流失、湿地不断退化、自然灾害频发、物种加速灭绝、严重干旱缺水、全球气候变暖。我国在发展过程中曾经经历了大面积毁林开荒的过程,致使我国森林面积大幅度下降。虽然近几年建造了大量的人工林,但是仍面临着森林资源总量不足、分布不均、结构不合理、质量不高等问题,成、过熟林只占森林面积的14.3%。我国森林覆盖率为20.36%,比全球平均数低近10个百分点。人均森林面积不足世界的1/4,人均森林蓄积量只有世界的1/7。我国木材对外依存度高达44.8%,而且还有上升的趋势。目前,我国沙化土地173万平方公里,占国土面积18.1%。石漠化土地12万平方公里,盐渍化土地17.3万平方公里。由于多重因素的影响,我国90%的天然草原都有不同程度的退化,而且每年还以200万公顷的速度在扩展,草场沙化严重。由于人类的捕杀和生态环境的恶化,加速了物种的灭绝。综上所述,生物多样性保护迫在眉睫。而在当今以人为主导的社会文化体系中,只有用法律规范人们的行动和意识,才能更有效地保护生态环境,实现人与自然的和谐统一。因此,建立健全法制对生物多样性保护,自然资源合理利用、持续发展,具有重要的现实意义和深远的影响。
三、中国生物多样性保护的立法现状及存在的问题
(一)国际条约的加入对我国立法的推进
随着人类社会的发展,世界各国人民都认识到保护人类赖以生存的地球的重要性,从而形成了地球村的概念。在联合国框架下制定了多个有关生物多样性保护的条约和政府间协定。如:《生物多样性公约》、《湿地公约》、《濒危野生动植物种国际贸易公约》、《防治荒漠化公约》、《海洋公约》、《国际热带木材协定》、《国际捕鲸公约》及《中日候鸟协定》、《中澳候鸟协定》等。诸多的公约和国家间的协定,对保护地球生态系统和人类文明起到了重要的作用,也极大地促进了我国生物多样性保护立法的进程。
(二)我国物种保护的立法现状
我国是关于生物多样性保护立法比较早的国家,1950年国家就出台了关于稀有生物保护办法。我国的《宪法》和《刑法》(1979年《刑法》第130条)中对物种的保护也有描述。但随后很长的时间立法工作处于停顿的阶段。党的后,我国法制建设取得了长足发展。国家相继出台了《森林法》、《野生动物保护法》(1988)、《防沙治沙法》、《草原法》以及《刑法》修正案等法律和《森林法实施条例》、《野生植物保护条例》、《陆生野生动物保护实施条例》(1992)、《自然保护区条例》、《中华人民共和国濒危野生动植物进出口管理条例》、《森林和野生动物类型自然保护区管理办法》等行政法规。另外,还有大量的部门规章和地方性法规及地方政府规章。初步形成了生物多样性保护的法律体系。在立法的同时,1987年我国了《中国自然保护纲要》,1994年在《21世纪议程》中,对生物多样性保护进行了规范。
(三)我国物种保护立法存在的问题
中国是生物多样性非常丰富的国家之一,也是名列濒危物种最多的国家之一,其生物多样性的保护和可持续利用问题非常突出。笔者从事多年物种保护的工作,以《野生动物保护法》为例进行探讨。
1.立法体系庞杂、立法效力低下、行政管理色彩浓厚。我国立法比较分散,有专门法律,如《野生动物保护法》;同时还有许多“规定”、“办法”和“通知”,如《关于惩治捕杀国家重点保护的珍贵、濒危野生动物犯罪的补充规定》、《关于严厉打击非法捕杀、收购、倒卖、走私野生动物活动的通知》等。立法位阶,有人大常委会、国务院、林业部,还有最高人民法院、最高人民检察院、林业部、公安部联合的法规,导致这些法律、行政法规、部门规章的法律效力高低不一,参差不齐。此外,还存在大量的地方性法规。如:《山东省实施<中华人民共和国野生动物保护法>办法》、《山东省森林和野生动物类型自然保护区管理办法》。很显然,我国关于物种保护的立法体系十分庞杂,立法效力层次较低。同时,各种“规定”、“办法”和“通知”的出现也反映出我国浓厚的以行政命令代替法律的行政管理色彩。
2.立法目的滞后。人类对自然资源的过度利用和开发,导致环境不断恶化,各种自然灾害频发。人类的环境立法理念开始发生了巨大的变化,生态利益优先理念已经体现到立法中。而我国现行的各种法律还受到经济利益优先理念的制约。如:《野生动物保护法》规定其立法目的是:为保护、拯救珍贵、濒危野生动物,保护、发展和合理利用野生动物资源,维护生态平衡,制定本法。第三条第一款:“国家保护依法开发利用野生动物资源的单位和个人的合法权益”。从而可以看出,我们保护动物的目的重点落在合理利用而非生物多样性保护上,没有凸显出物种保护的重要性。
3.物种保护的不坚决性。由于立法目的与经济利益妥协,必然导致法律的软弱性和不彻底性。相关法律的规定使用“应当”、“可以”等比较模糊的词语,在法律责任追究上,措辞宽泛缺乏可操作性。另外,现行法律对野生动物资源犯罪的打击缺乏力度,不足以震慑犯罪分子。
4.物种保护的不全面性。我国《野生动物保护法》将保护的范围限定于珍贵、濒危的和有益的或者有重要经济、科学研究价值的野生动物。这是对经济发展的一种妥协性立法,缺乏物种保护的前瞻性思维,体现了人类急功近利的实用主义,不能有效地保护自然生态的完整性和地球上的生物多样性。
5.对动物栖息地的保护不力。野生动植物的生存环境是个很广泛的概念,但是追究法律责任的对生存环境的破坏仅限于自然保护区和禁猎区、重点保护的野生动物的主要生息繁衍场所,使得受保护的栖息地概念模糊而且范围有限。
6.执法不力、司法不严。“野生无主,谁猎谁有”的传统思想深植于中国人的心中,且立法本身存在缺陷。传统思想和立法缺陷相结合,使执法不力、司法不严成为目前物种保护执法存在的突出问题之一。
7.执法后期的处理存在盲点。案件查获的各种违法品的处理,在法律上看似规定明确,但由于执法部门繁杂,部门利益无法协调,致使一些规定缺乏可操作性。大都是行政权自由裁量之下进行“处理”。因此,完善法律法规,规范行政执法后续行为,对于保护野生动物很有必要。
四、一些认识及建议
(一)对问题产生原因的认识产生以上问题的原因是多方面的,归纳起来主要有以下几点:
1.文化传统方面的因素。传统的生产、生活方式在人们的观念中根深蒂固,生物多样性保护观念淡薄。
2.经济利益方面的因素。人们在从事生产经营活动时往往把经济利益放在首位,而忽视了对生物多样性的保护。
3.体制上的缺陷。我国目前生物多样性保护牵扯部门繁多,管理分散。另外资金投入缺口大。
4.法制上的因素。目前我国生物多样性保护的法律体系,还存在许多需要改善的问题。
5.观念上的原因。与西方发达国家不同,我国大部分公众的动物福利观念启蒙晚,保护意识相对薄弱。
(二)建议采取的措施
1.定期开展生物多样性调查,建立保护地建设体系和野生动植物种及生态环境监测体系。
2.制定国家生物多样性保护综合发展规划,划定生态保护红线。其中,包括自然保护区、湿地、野生动植物保护、防止沙漠化和荒漠化规划等。生态红线是国家生态安全的底线,必须强制性地保护国家生态安全,才能保证国家长治久安。
3.完善和加强我国资源保护和利用的法律体系建设。生物多样性问题呼唤新的、卓有成效的法律体系的诞生。必须将经济利益优先的思想转变到生态利益优先上。包括对生态安全战略地位的明确,国家主导责任的定位,以及稳定和持续投入的保证等,以确保我国的资源安全。
4.加强生物多样性保护管理体制的建设,增加财政投入。在保护机构之间要形成监督机制,明确管理权限与责任。
5.加强执法,严厉打击违法犯罪行为。各主管部门要加强协作,加强监管,联合执法。做到有法可依,执法必严。采取高压态势,有效打击违法犯罪活动,确保国家生态安全。