自然保护区科学杂志报告

卧龙自然保护区案例

科学杂志报告：保护区生态退化：卧龙大熊猫自然保护区的案例 2001年4月6日出版的科学杂志发表了中美科学家

联合撰写的报告《保护区生态退化：卧龙大熊猫

自然保护区的案例》

一般认为，自然保护区会减少人类活动对生物多样性的影响。但 是，我们发现，这一通常的理解在（中国西南的）卧龙自然保护区并 不正确。卧龙自然保护区建立于1975年，它是世界闻名的濒危物种大 熊猫的"旗舰"保护区。遥感数据表明，保护区建立后比保护区建立前， 森林更加稀疏、栖息地更不适宜大熊猫的生存。保护区建立后，最适 宜大熊猫生活的栖息地的减少速率甚至比保护区建立前还要快，其分 布也更加分散。与保护区建立前形成对比的是，保护区建立后，保护 区内栖息地消失和分散的速率出人意料的增长到与保护区外相同、甚 至高于保护区外的程度。

全世界现存至少12 700个保护区，占地面积1 320万平方千米（比美国或中国的国土面积还大），或曰陆地面积的8.81%。尽管保

护区被认为是维持生物多样性的基石和野生动物最安全的避难所，人 类的侵犯和威胁在很多保护区仍然是普遍现象。尽管管理不善的问题 和保护政策被广为宣传，但是，关于保护区退化的量化信息仍然缺乏。 人们不知道保护区是否有效的运作，因为很少有研究比较保护区建立 前与建立后的生态退化状况。

保护区建立后的生态退化速率是否降低？为了回答这给问题，我 们选择了卧龙自然保护区（中国西南的四川省，东经102°52'到103° 24'，北纬30°45'到31°25'）作为研究对象。我们选择卧龙有3个原 因。第一，它是最大的为保护濒临灭绝的大熊猫而建立的保护区，约 有10%的野生大熊猫生活在这里；1975年创立时，保护区占地200 000 公顷。第二，如同其他很多保护区一样，卧龙有当地居民生活。第三， 卧龙是自然保护区的旗舰。它从中国政府以及诸如世界自然保护基金 会(WWF)这样的国际组织获得经济和技术的支持。从广义上说，卧龙 自然保护区的命运代表着中国政府和国际组织在保护工作上做出极大 努力的成功或失败。

我们评估卧龙成为自然保护区前后的森林覆盖率和大熊猫栖息地的变化率。森林覆盖、坡度、海拔是影响熊猫的重要因素。我们综合

这些因素来评估大熊猫栖息地的适宜性。参照调查飓风来临前后的条 件，从而对飓风的破坏进行估价，我们使用三个不同时间点的遥感数 据确定保护区建立前后的森林覆盖情况。不同的数据来源都曾应用于 典型的国土使用和覆盖面积的研究，因为获得长时间特性一致的遥感 数据是不现实的（因为传感器的变化）。不存在跨越整个研究时间的 航空照片或者多光谱数据。尽管我们没有在生物气象学上一致的无云 照片，无叶(leaf-off)[ 科罗娜（Corona）卫星数据和陆地资源卫星

(Landsat)多光谱扫描数据（MSS）]对比有叶(leaf-on)[陆地资源卫 星Thematic Mapper（TM）数据]条件对于森林和大熊猫栖息地的分析 的贡献并不大。，这是因为两个原因。第一，我们的分类是简单的， 仅仅区分森林和无森林。第二，由于1997年的数据是在有叶条件下获 得的，因此对于森林减少的分析将更保守。不同时间拍摄的图片根据 图片判读的方式分类，并且使用几种不同有效分类保证高质量。

在保护区，海拔高度在1 200m到6 250m之间。大熊猫主要生活在 海拔2 250m到2 750m的地区。（由于非生命因素--如海拔--的限制， 甚至不考虑人类活动的影响，保护区也只有不到一半的面积适宜熊猫 生存）森林覆盖率来源于上文所述的遥感数据，尽管每一个像素的坡 度和海拔都是来源于数字化高度模型。这个模型是我们根据保护区提 供的地形图而开发的。使用以前建立的栖息地分析程序和以前对熊猫 生理需求的研究，熊猫栖息地的适宜性被划分为四种类型：高度适宜， 适宜，勉强适宜，不适宜。（"不适宜"可能被低估，因为关于影响大 熊猫栖息地的某些因素，诸如整个保护区竹子的分布，我们并不清楚， 在这次研究中也没有考虑在内）我们使用FRAGSTATS程序计算出了每 一时间点栖息地的数量和面积，作为衡量栖息地分散程度的依据。 保护区建立前后变化的年平均速率（大熊猫栖息地的数量、面积

和平均面积）被计算出来，用于作适当的比较，这是因为保护区建立 前（1965-1975）和保护区建立后（1974-1997）的时间跨度是不同的。 （当我们计算保护区建立前后变化的速率时，我们用1974年的数据代 替了1975年（三月）的数据。在1975年，保护区被正式的建立。这是 因为我们缺少1975年无云的遥感照片。这种数据替换不会产生严重误 差，因为根据我们对保护区当地居民和管理人员的调查，1975年人类 活动对大熊猫栖息地的干扰，并不强于上一年。我们也比较了保护区 内外大熊猫栖息地变化的速率（之外的栖息地未受保护）。我们使用 的空间对照法与以前研究的类似。保护区外的定义是，一个围绕保护 区宽3km的环带，因为它和保护区具有相近的生物物理特性（例如海 拔）。

大熊猫栖息地的数量和质量在保护区建立以后一直在减少。更令 人惊奇的是，大熊猫栖息地的变化速率证明，在保护区建立后，对高 度适宜栖息地的影响更加剧烈。（见表一）。高度适宜栖息地的变化 率（总栖息地面积的减少，栖息地数量的减少，平均栖息地面积的减 少），保护区建立后要比建立前高了很多。对于适宜栖息地，保护区 建立后总面积的减少率要比建立前降低，是平均面积的减少率要比建 立前高。栖息地的数确实要比保护区建立前高。勉强适宜栖息地数量 的减少率要比建立前低，尽管其均面积的增加微乎其微。不适宜栖息 地的减少率（总栖息地面积的减少，栖息地数量的减少，平均栖息地 面积的减少）比保护区建立前低。

图一：1975年3月卧龙自然保护区建立前后大熊猫栖息地数量的变化。

（A）高度适宜栖息地，（B）适宜栖息地，（C）勉强适宜栖息地，

（D）不适宜栖息地。

图一：1975年3月卧龙自然保护区建立前后大熊猫栖息地数量的变化。

（A）高度适宜栖息地，（B）适宜栖息地，（C）勉强适宜栖息地，

（D）不适宜栖息地。

表一：保护区建立前后的年平均变化率（栖息地总量，栖息地数量， 平均栖息地面积）大于1的数字表明，保护区建立后变化率的绝对值 要比建立前的低。括号里的符号代表变化趋势（"+"代表增加，"-"代 表减少）。

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栖息地类型 栖息地总量 栖息地数量 平均栖息地面积

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高度适宜 4.54 (-,- ) 1.85 (-,- ) 22.30 (-,- ) 适宜 0.56 (-, -) 0.78 (-, +) 1.11 (-,- ) 勉强适宜 0.07 (-,- ) 0.25 (-,- ) 0.07 (-, +) 不适宜 0.46 (+, +) 0.36 (-,- ) 0.52 (+, +) -------------------------------------------------------------------

尽管在保护区建立前，区内适宜栖息地减少率要比区外低，保护区一 经建立，栖息地减少和分散的速率出人意料的戏剧性的增长到等于甚 至大于区外的水平。（见表二）

此外，保护区内外高度适宜栖息地的森林减少和分散率差别特别

大。对于适宜栖息地，保护区建立后区内的栖息地的减少率达到了区 外的水平。保护区建立后区内的平均栖息地面积 的减少率甚至高于 区外。保护区建立后，区外勉强适宜栖息地的数量增加，而区内的数 量减少。保护区建立后，区内区外的平均勉强适宜栖息地面积继续增 加。区内区外不适宜栖息地的数量和平均面积一直在增加。保护区建 立后，区内区外不适宜栖息地的增加速率的差距几乎扩大了一倍。保 护区建立后，尽管区内平均不适宜栖息地面积的增长率相对区外的下 降很小，区内平均不适宜栖息地面积的增长率还是要远高于区外。

表二：保护区建立前后区内区外年变化率（大熊猫栖息地的数量和平 均面积）的比率。比率1 表明区内变化率的绝对值比区外高。括号里的符号分别代表区内和区 外的变化趋势（"+"代表增加，"-"代表减少）。

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栖息地类型 栖息地总量 平均栖息地面积

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保护区建立前/后 保护区建立前/后

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高度适宜 0.29 (-,- ) 1.15 (-,- ) 0.05 (-,- ) 4.38 (-,- ) 适宜 0.71 (-,- ) 0.98 (-, -) 4.37 (-, -) 4.79 (-, -) 勉强适宜 0.61 (-,- ) 0.96 (-, +) 1.01 (-,- ) 0.88 (+, +) 不适宜 0.64 (+, +) 1.17 (+, +) 1.28 (+, +) 1.16 (+, +) -----------------------------------------------------------------

卧龙地区大熊猫栖息地减少和分散的直接原因是森林的减少和分 散，这有两方面可以显示（图二）。第一，靠近无森林地区的小片森 林正在减少和消失。第二，大片森林被分成了小片。森林以及高度适 宜栖息地的减少和分散对于保护区内大熊猫数量的戏剧性减少至少负 有部分的责任。保护区内大熊猫从1974年的145头减少到了1986年的 72头。基于野生动物栖息地关系，以及在野外发现熊猫频率（我们自 己的观察和对保护区生物学家、当地居民的调查）的减少推测，现在 卧龙的野生大熊猫数量更少。

图二：1997年卧龙自然保护区森林分布图（左），保护区建立前后代 表地区森林的分散和减少（中）和大熊猫栖息地分散和减少（右）。 灰色区域代表森林覆盖，白色代表无森林。高度适宜栖息地、适宜栖 息地、勉强适宜栖息地、不适宜栖息地分别以红、黄、绿、黑表示。 通过考察保护区内的人口和人类活动，我们不难解释卧龙被划定

为自然保护区以后，大熊猫栖息地的减少和分散率升高的原因。1995 年，卧龙有4260个当地居民，组成904个家庭，然而1975年保护区建 立时只有2560个居民，组成421个家庭。保护区内人口的快速增长主 要归咎于高出生率（1997年的数字是平均每个妇女生2.5个孩子）， 这是由于中国的计划生育政策不能施行于占当地人口75%的少数民族。 由于年轻人选择自立门户--而不是和自己的长辈过传统的生活方式 （几世同堂），家庭增长的速率甚至要高于人口增长率。除了人口和 家庭数量的增长，人口结构也在经历戏剧性的变化。从1982年到1996 年，当地居民中的劳动力大军（20到59岁）暴涨了60%。

保护区内的居民是破坏森林和大熊猫栖息地的直接推动力量。劳 动大军中大部分是农民，保护区中有多种经济形态，包括农业、薪柴 收集、伐木业、筑路和养护、中草药收集和旅游业。保护区每年都吸 引成千上万的观光客。不断增长的旅游业把保护区的封闭经济变为了 开放经济。例如，旅游业明显的刺激了对自然资源的需求，诸如薪柴 变为商品。保护区内的人类活动已经对森林和熊猫栖息地产生了负面 的冲击。当容易获取或者靠近人们的森林耗尽时，偏远地区和高海拔 地区（通常是大熊猫的高度适宜栖息地）就成为了诸如薪柴收集活动 的毁灭目标。相比之下，保护区外的家庭在出生率上控制更严，对薪 柴的依赖更少。他们转为使用煤、电能和其他能源形式。这些社会经

济学的差异是保护区内和区外栖息地减少速率不相同的原因之一。

生物多样性的保护面临着比以前更大的挑战，因为即使是卧龙这 样的"旗舰"，在保护区建立后也不能很好的被保护。对于保护区内外 在建立前后的定量分析揭示了深刻的结论，为发展有效的生物多样性 保护策略提供了急需的信息。因为世界上大多数自然保护区于70年代 早期建立。从1972年开始人们定期拍摄卫星遥感照片，航空照片在很 多地区的拍摄甚至早于其几年甚至几十年时间。这也为对其他保护区 建立前后基础条件的效果的评估，提供了一种可行的手段。为了更好 的了解保护区的效果和发展更切实可行的策略，我们必须综合考虑生 态学、人口统计学、人类行为学和社会经济学。#

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