生物多樣性評價動態(tài)指標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鍵地區(qū)。面對云南省極為豐富、復雜、脆弱的生物多樣性，目前在生物多樣性評價這一基礎性工作中，一方面缺乏科學嚴謹、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，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)域和領域。為此，本文通過“兩庫（評價指標庫和生物多樣性空間信息庫）”、“一系統(tǒng)（動態(tài)指標體系應用系統(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體系的構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)學角度對其水平分布、經(jīng)緯度和海拔梯度規(guī)律進行了分析。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，兩者呈線性關系。經(jīng)度梯度方面：①物種構成變化的劇烈程度不及緯度

5、，約有1/4的物種構成發(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，自動生成評價指標體系的功能：①對現(xiàn)有生物多樣性指數(shù)進行收集、整理、分類、編目，參照本文提出的“花冠概念模型”構建了由755個指

6、標構成的“生物多樣性評價指標庫”；②對現(xiàn)有生物多樣性空間分布數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)、區(qū)劃進行整合，構建了云南省“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）對指標庫中指標進行篩選的功能，可生成用于評價指標體系的子指標集；④由系統(tǒng)參照層次分析法等方法，自動進行指標權重的賦予以及各層級結構權重的賦與，完成評價指標體系的構建。在用戶計算得到各

7、評價指標數(shù)值后，參照指標評價標準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系和生物與環(huán)境之間關系兩方面入手，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，針對生物間關系，本文建立了從“種-面積關系”到“種-種關系（即不同生物類群之間物種數(shù)的相關關系）”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)之間存在相關性，并推導出

8、一系列任意兩生物群類之間物種豐度相關關系函數(shù)，供替代性評價使用。實證研究中發(fā)現(xiàn)，該相關關系具有嚴重尺度依賴性，為此本文又提出以觀鳥為基礎，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函數(shù)關系式，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)、生物入侵之間的關系，并使用梯度分析方法總結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，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域的集成創(chuàng)新研究，可為云南省的生物多樣性保護、研究和決策，我國環(huán)境