（环境工程专业论文）湖南省生物多样性功能分区研究.pdf

工程硕士学位论文 摘要 湖南省生物多样性在全国占有较为重要的地位。物种丰富且区系复杂；起源古老， 孑遗物种多；特有属、种丰富，保护和利用价值高；在区系组成上湖南为生物地理分 布东西南北交汇地带，热带一亚热带一温带生物在本区都有分布；由于得天独厚的自 然地理和变化多样的地貌条件，许多第三纪植物因而得以免遭第四纪冰川的侵蚀被保 存下来，形成了古老特有而复杂的生物区系。 受生境条件的影响，湖南的野生动物分布具有明显的地域性、季节性。湘西武 陵一雪峰山地和湘南南岭一幕阜、罗霄山地受人为干扰相对较少，各类野生动物活 动频繁，湘北洞庭湖湿地是湖南水、涉禽及水生动物的主要分布区，这些地域野生动 物种类多、数量大、珍稀物种多，是我省各类脊椎动物的主要汇集地。 全省受国家重点保护的动植物物种约1 9 2 种，它们大多分布在各类型的保护区 内，但因泥沙淤积、围湖造田以及水利、水电工程建设、环境污染等使水域、湿地生 态系统破坏严重，危及了生物物种繁衍、栖息的生态环境。加上管理力度不够，过渡 采挖野生经济植物和乱捕乱猎野生动物，以及有意或无意的引进外来物种，致使生物 多样性面临减少的严重威胁。 湖南省2 0 0 0 年生物多样性经济总价值为1 9 l 1 0 1 2 元，占全国生物多样性经济 总价值3 9 3 3 1 0 坦元的4 9 ，其中2 0 0 0 年湖南省生物多样性净化环境价值达1 2 3 l o 。2 元，占湖南全省生物多样性经济价值的6 4 4 。涵养水源、有机物质生产、产 品及加工品年净价值和科学文化等价值分别为2 0 5 8 l0 9 、1 9 3 5 8 1 0 9 、1 0 9 6 6 1 0 9 和8 2 6 1 0 9 元，各占全省生物多样性经济价值的l o 7 、l o 1 、5 7 和4 3 。2 0 0 0 年湖南省生物多样性经济价值是全省g d p 的5 1 7 倍，其中，净化环境、涵养水源、 有机物质生产产品及加工品年净价值和科学文化价值是全省g d p 的3 3 3 倍、o 5 6 倍、 o 5 2 倍、o 3 0 倍和o 2 2 倍。 本文在湖南省生物多样性现状与总体评价、生物多样性功能经济价值评估等的基 础上，主要依据湖南省域卫星遥感影像叠合图、湖南农业地貌类型图、湖南重点保护 动植物图、湖南自然保护区图、林业区划图、水源涵养分级图、土壤保持分级图等图 件，采用空间叠置法、相关分析法、专家集成等方法，将全省的生物多样性功能分为 了四个区，即生物多样性极重要地区( i 区) 、中等重要地区( 区) 、比较重要地区 ( m 区) 和一般地区( 区) 。最后依循可持续发展的理念提出了各区生物多样性保 护与经济发展的基本思路和方向。 关键词：生物多样性；经济价值；功能；分区；发展方向 湖南省生物多样性功能分区研究 a b s t r a c t r c a r c ho nf 腑c t i o nc l 船s i f i c a t i o no f b i o d i v e r s 酊o f h 蛐锄p r o v i n c e b i o d i 、，e r s 时i sv e r yi m p o n 粕ti nc h i m 1 1 1 es p c c i e so f h i 曲e fp l a ma 1 1 de c o n o m i cc m p s i s “c h ，w h i c hi s 锄i i i l p o n 卸t 佗s o u f c eo fp r o v i n c e sc c o n o m i cd e v e l o p m e n t i n2 0 0 0 ， p r o v i n c ee c o n o m i cv a l u co f b i o d i v c 体畸佗h e d ￥1 9 l l o 眩，w t l i c hi s4 9 o fn a t i e c o n 鲫i c a 】v a l u eo fb j o d i v 髓d 1 ) ，￥3 9 ，3 3 1o 。2 1 1 1 e r e j n t 0 ，c j 啪i n g 叩c n v i r m e n t v a l u e w 船￥1 2 3 1 0 1 2 ，w h i c h o c c u p i e d “4 o f t h c w h o l e p m v i n c ce c o m i cv a l i l co f b i o d i v e r s i t y c o n s e r v a t i o no fw a t c rs o u r c e ，o f g a n i cm 砒盯p r o d u c t i o i l a n n u a ln e tv a l u eo f p m d u c t sa 1 1 dp r o c e s s e dp r o d u c t s 锄d i 朋c e & c u j t u 佗v a i u cw e r c ￥2 0 5 8 1 0 9 ￥1 9 3 5 8 1 0 9 ，￥1 0 9 6 6 1 0 9 ，柚d ￥8 2 6 1 0 9 ，d l i c ho c c u p i e d1 0 7 ，l o 1 ，5 7 ， 锄d4 3 r c s p e c t i v e l yo fe c o n o m i cv a l u co f b i o d i v e r s i t yi nh 邶a 1 1p f o v i n c e c o n a t i o n o fw 栅u r c e ，o r g 锄i cm 栅p r o d l l c t i o n ，a 胁u a ln e tv a l u co fp r o d u c t s 锄dp f o c e s s e d 舯0 d u c t s 锄ds c i e n c e & c u j t u r ev 引l l ea r er e s p e c t i v e l y3 3 3 ，o 5 6 ，o 5 2 ，a 1 1 do 3t i m e so f g d p 1 1 1 i s p a p e ri s b a s e do nb i o d i v e r s i t yo fp r e s e n ts i t i l a t i o n 卸do v e r a l l 嬲s s m e n t ， e c o n o m i cv a l u eo fb i o d i v e f s 蚵龟n c t i o n 嬲踞s s m e n to fh u n 觚p r o v i n c e a c c o r d i n gt o r c m o t e r i s i n gs u p e r p o s i t i o ni m a g c ，m a po f a 嘶c u l t u m lr c l i e f t y p e s ，m a po f k e yp m t e c t e d p r o p a g a t i o n ，m a po f n a t i l r ep r o t e c t i o na r e a m 印o f f o r e s td i “s i o n ，卸dc l a r i f i c a t i o nm a p o f w a t 盯r e u r c ec o n s e r v e ，锄dc l a r i f i c a t i o nm a po fs o i le f o s i o i i ，e t c o fh u n a np r o v i n c e ， b j o d i v e 措毋f i l n c t i 册o f h 咖锄p v i n c ei sd i v i d e di n t 0f o u rr e g i 鲫s ：v e 巧一i m p o n a n tr e g j o n ， 工程硕士学位论文 m i d d l 争i m p o 咖tr e g i o n ，i e s s - i m p c 嘎t a mr c g i o n ，a n dc o m m o nr e g i o nb yw a y so fs p a c e s u p e r p o s i t i o nm e m o d ，r e l a t e d 孤a l y s 沁m e t h o 也锄de x p e r tm e t h o d i nt h ee n d ，b i c r e a s o 潞a n dd i r e c t i o no f 俺g i o n a lb i o d i v e 俗i t yp r o 晒：t i o n 和dc o o n o m i cd e v e l o p m e n ta r e b r o u 曲tf o n a r da c c o r d i n gt ot h e 龇s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tt h o u 曲t k e y w o r 凼：b i o d i v e 陪i t y ；e c o n o m yv a l ；f u n c t i o nc l 勰s i f i c a t i o n ；d e v e l o p m e md i r e c t i o n n 湖南省生物多样性功能分区研究 插图索引 图1 1 湖南省各类国家重点保护植物保护情况6 图1 2 湖南省各类国家重点保护动物保护情况1 3 图3 1 湖南省域卫星遥感影像叠合图3 3 图3 2 湖南农业地貌类型图3 4 图3 3 湖南重点保护动植物图3 5 图3 4 湖南自然保护区图。3 6 图3 5 湖南省生物多样性重要性分级图3 7 工程硕士学位论文 附表索引 表1 1 湖南省野生动、植物资源情况4 表i 2 湖南省国家重点保护植物名录表6 表1 3 湖南省国家重点保护动物名录表9 表1 4 湖南省各地外来入侵物种分布情况1 5 表1 5 湖南省部分外来物种入侵影响情况1 7 表2 12 0 0 0 年湖南省生物产品和生物制品产出简表2 l 表2 2 森林养分净持留量2 6 表2 32 0 0 0 年湖南省生物多样性营养物质持留量及价值2 6 表2 42 0 0 0 年湖南生物多样性经济价值初步评估结果表2 7 表3 i 生物多样性保护重要地区评价3 l 表3 2 生物多样性保护重要地区评价- 3 2 v 工程硕士学位论文 第1 章湖南省生物多样性现状与总体评价 湖南省地处亚热带，总的地貌为一马蹄形盆地，其中既有北部著名的洞庭湖 平原，又有西、南、东部边缘蜿蜒隆起的山地，还有低海拔的河网水道，地形复 杂，高差大，土壤，气候和植被的垂直地带变化和水平地带变化明显，为生态系 统多样性和生物种类多样性创造了良好的条件。同时因其地理位置处于南北过渡 区，动植物混杂现象明显，不仅种类多，而且还保存了不少古老孑遗种和特有种， 可以认为，湖南是我国生物多样性的关键地带，世界自然基金会确定的全球2 0 0 个具有国际意义的生态区，中国仅有7 个，而湖南就占了2 个( 八大公山、壶瓶山) ， 湖南丰富的物种，多样的生态系统在全国处于前列。 1 1 生态系统多样性 湖南省自然生态系统以植被类型的多样性为特征，包括森林生态系统、灌丛 和灌草丛生态系统、草地生态系统、湿地生态系统等我国亚热带区域主要生态系 统类型，这些生态系统中群落、物种多样，体现了湖南生物多样性重要特征。 1 1 1 森林生态系统 湖南是世界亚热带森林分布中心，保存有目前全球同纬度地带最完整的亚热 带森林，是我国生物多样性发育的中心，是长江水系和流域生态安全的生命线。 湖南地带性植被为中亚、热带常绿阔叶林，但随着纬度的变化，植被区系组成上， 表现出南部有较多的亚热带种属，而北部则温带性植被有增加的趋势，其植被分 布的复杂多样，决定了森林生态系统的丰富多样，全省森林生态系统主要包括常 绿阔叶林生态系统，常绿落叶阔叶混交林生态系统，落叶阔叶林生态系统，山顶 矮林生态系统，竹林生态系统，低山针叶林生态系统，中山针叶林生态系统等亚 类型。 ( 1 ) 常绿阔叶林生态系统 湖南常绿阔叶林分布海拔上限一般为1 0 0 0 米，湘西北武陵山区气温较低，垂 直分布上限为海拔6 0 0 7 0 0 m ；湘南和湘西南因气温高，在莽山、都庞岭及越城岭 等山区分布上限为海拔1 2 0 0 1 3 0 0 m 。主要植被群系组包括栲林、青冈林、石栎林、 楠木林、润木林、木荷林、仿栗林等。 ( 2 ) 常绿落叶阔叶混交林生态系统 常绿落叶阔叶混交林分布在全省中、高山地海拔1 0 0 0 1 6 0 0 m 区域，包括青 冈类、落叶阔叶树混交林，栲类、落叶阔叶混交林等群系组。 湖南省生物多样性功能分区研究 ( 3 ) 落叶阔叶林生态系统 湘西北武陵区集中了世界上大部分落叶阔叶树的属，分布的海拔高度 1 4 0 0 1 9 0 0 m ，主要植被包括水青冈林、栗林、栎林、杨树林等9 类群系组。 ( 4 ) 山顶矮林生态系统 山顶矮林在湘南山地顶部分布较多，其海拔高度大约为1 5 0 0 2 0 0 0 m 的山顶 或脊岭地带，主要植被包括杜鹃矮林、八角矮林、栎类矮林等。 ( 5 ) 竹林生态系统 竹林主要分布在海拔l o o o m 以下的低山丘陵，湘南河谷、山地分布较多。其 植被包括箭竹林、牡竹林、刚竹林等8 个群系组。 ( 6 ) 针叶林生态系统 针叶林广泛分布于全省低、中山地区海拔1 5 0 0 m 以下她域，植被包括杉林、 杉木林、柏林林、黄杉林、银杉林、冷杉林、福建柏林、铁杉林、穗花桔林等。 森林生态系统野生动物较为丰富，湖南省野生动物分布的三个地理区中有两 个属山地森林区，其中湘西武陵一雪峰山地常绿阔叶林北亚热带动物区，代表物 种有红腹角雉、红腹锦鸡、白冠长尾雉、猕猴、金钱豹、五步蛇、毛冠鹿等：湘 南南岭一幕阜、罗霄山地常绿阔叶林南亚热带动物区，代表种有黄腹角雉、勺鸡、 白鹇、藏酋猴、眼睛蛇、云豹、水鹿、斑羚、虎纹蛙等，此区还有特有种，即莽 山烙铁头。 ， 1 1 2 灌丛和灌草丛生态系统 湖南的灌丛和灌草丛生态系统包括山地灌丛和灌草丛生态系统。 灌丛植被主要有杜鹃灌丛、白栎灌丛、山柳灌丛等多个群系，分布在海拔 1 5 0 0 m 以上。灌草丛植被主要是各类森林破坏后形成的次生类型，分布在全省低 中山地，主要植被有芒萁灌草丛，白茅灌草丛等，其类型多样，种类组成复杂。 1 1 3 草地生态系统 湖南的革地生态系统包括中山草甸生态系统和中低山山地草丛生态系统，中 山草甸植被分布在山地地势平缓，地下水位高，土壤为山地沼泽化草甸土的区域， 是野生动物的重要栖息地。中低山山地草丛是一大类人为干扰下次生的生态系统， 是次生灌草丛进一步退化的结果，在山坡坡度较大处表现为荒草地，在较平缓处 成为放牧草地。是山羊、牛、马的饲料基地。 1 1 4 湿地生态系统 湖南省现有湿地面积旺9 1 约4 5 0 0 0 k m 2 ，占全省土地面积的2 l ，其中天然湿 地包括湘、资、沅、澧四水及其支流，以我国第二大淡水湖洞庭湖为主体的湖泊 湿地、以及山地溪流、瀑布等，总面积9 1 0 0 k m 2 ；人工湿地由1 3 2 9 8 处不同类型 工程硕士学位论文 和不同规格的水库和2 0 3 9 7 9 3 万处塘坝及3 1 4 6 7 k m 2 的稻田组成，总面积 3 1 9 0 0 k m 2 。由于地理、气候、功能等的不同，生物物种的构成也复杂多样，形成 了多种多样生态类型，全省湿地生态系统由河流湿地生态系统、湖泊湿地生态系 统、沼泽化草甸等生态系统组成。 ( 1 ) 河流湿地生态系统 湖南的天然河流主要有4 种类型旺，即山地溪流、高地河流、低地江河和平 原江河，包括湘、资、沅、澧及其支流，以及瀑布、溪流等。各河流由于水流较 急，固着生长的水生高等植物不是很发达沅江是湖南的四大江河之一，据调查， 沅江现有水生维管植物束的情况为：沉水植物1 2 种，挺水植物1 8 种，漂浮植物 4 种。 ( 2 ) 湖泊湿地生态系统啪1 湖南是湖泊分布较多的地区，除洞庭湖外，仅在洞庭湖区就有内垸湖泊6 6 7 个，总面积在i 0 0 0 k m 2 以上；同时还有数量众多的水库。根据湖泊的水文特点、 功能和物种分布，全省湖泊湿地生态系统包括多个亚类型，以洞庭湖湿地为例， 就包括河流型湿地生态系统，河滩沼泽地生态系统、淡水湖泊及相邻的沼泽湿地 生态系统、小型淡水池塘湿地生态系统、季节性淡水草甸湿地生态系统、草地生 态系统、稻田湿地生态系统等。湖南省湿地生态系统的植被较为丰富，以湿生植 物为主，其主要高等水生植被群落有：苦草群落、芦苇群落、芡实群落、莲群落 等。低等浮游植物在洞庭湖的分布就有9 8 个属。湿地脊椎动物有4 1 6 种，其中鸟 类2 1 7 种，珍稀鸟类包括：白鹤、白头鹤、白枕鹤、白鹳、黑鹳、大鸨、白尾海 雕、中华秋沙等；无脊椎动物全省未作详细调查，仅洞庭湖目前已调查到大型底 栖无脊椎动物1 0 8 种。 ( 3 ) 沼泽化草甸生态系统1 沼泽化草甸是在土壤水饱和条件下发育成的一类生态系统，如山溪、河流湖 泊周围，水沟附近的湿地，排水不良，地下水位高，常出现沼泽化草甸。这类生 态系统分布较为零散，植被以湿生植被为主。 1 2 物种多样性 湖南得天独厚的自然、地理条件为各类野生动植物提供了良好的繁衍、栖息、 生长场所。多年来，科学工作者对全省动、植物开展了大量的科学考察、调查、 研究工作。但湖南的生物物种到目前为止应当说还远没有调查清楚，新的分类群 和新记录还在不断地被发现。哺乳类、鸟类、爬行类，两栖类、鱼类和蕨类、裸 子植物，被子植物等这些相对较清楚的动、植物类群中，也仍然不时发现新的物 种记录或新的物种。9 0 年代以来，植物专家在全省新发现2 0 0 多种植物，最近， 省林科院的专家在湖南通道县发现3 片国家二级保护植物水韭；2 0 0 2 年，从事动 湖南省生物多样性功能分区研究 物研究的专家考察组在湖南祁阳县挂榜山林场发现了很多中国小鲵，并认为这里 是我国目前最大的中国小鲵群。中国小鲵是中国的特有种，历史记载曾在湖北， 福建、浙江发现过，而湖北、福建至今己上百年没有出现过，浙江也是在上世纪 3 0 年代有过发现。湖南是发现中国小鲵的第4 个省份，也是耳前保存有这种动物 的极少数省份之一。据统计，全省已记录的植物有4 3 2 4 种，分属2 4 8 科1 2 4 5 属； 已知的各类脊椎动物8 2 6 种。各类动、植物物种占全国物种的比例在1 2 2 3 0 7 之间( 见表1 1 ) ，其中裸子植物、鸟类比例最高，分别达3 0 7 和2 9 9 。 表湖南雀野生动、植物资源情况 湖南的昆虫种数大约在l o o o o 种以上，目前发现的大型底栖无脊椎动物有l o o 多种；另外，还有大量的土壤生物不甚了解。在湖南农牧业发展过程中，培育和 驯化了大量的经济性状优良的作物、果树、家禽物种以及数以万计的品种。 1 3 遗传多样性 1 3 1 野生生物的遗传多样性 湖南丰富多样的野生动植物是一个珍贵的遗传多样性宝库。据可比资料统计， 全省植物资源的种类位于全国第七位，是我国植物区系丰富复杂的地区口。事实 上正是遗传多样性为湖南物种多样性形成奠定了基础，并通过丰富的物种多样性 形成了各种不同类型的生态系统。同时在对人类的生存与幸福至关重要的生态功 能与过程的维持中也起到了关键作用。动物遗传学者曾研究湖南猕猴的m t d n a 多态性和亚种分化关系，为确定全省猕猴的起源提供了重要的资料，更重要的是 从遗传学角度指出了其独特的m t d n a 类型，一但该物种灭绝，其遗传多样性就 严重丢失，当一个物种的个体数量幅度减少以后，其遗传多样性就会大量丧失， 满足人类需求的能力也会急剧下降。 1 3 2 栽培植物的遗传多样性 栽培植物遗传多样性是生物多样性的一个重要方面，它涉及粮食作物、经济 作物、果林树、蔬菜、药材、林木等多种植物，直接关系到人类的衣、食、住、 行以及社会的经济发展，是农业、林业的基础u 引。湖南是农业大省，为适应全省 不同区域的自然条件与耕作制度以及农业发展的需求，在长期自然和人工选择作 4 工程硕士学位论文 用下，形成了各种作物异常丰富的遗传资源，湖南仅稻谷品种就有9 0 0 0 多个，杂 交水稻远近闻名，玉米、高粱、小麦、薯、豆的品种也较多，湖南还有野生稻和 野生大豆，是十分重要的遗传种质资源。全省树种资源也较丰富，现有木本植物 2 4 2 7 种，其中不少是湖南特有种湖南的各种作物的品种成熟期和适应能力千差 万别，而且抗病性、抗逆性、产品品味、质地具有迥异的遗传多样性。 1 3 3 水产养殖类生物的遗传多样性 湖南是“鱼米之乡”，淡水养殖鱼类较多旺2 一们，其中以青、草，鲢、鳙，“四 大家鱼”分布最广，另外，鳜、鳖、龟的养殖量也较大，湖南的汉寿县是全国闻名 的中华鳖养殖基地。虽然湖南淡水养殖业历史悠久，但历来都是靠从自然水域捞 取鱼苗然后人工放养，直到1 9 5 8 年才解决“四大家鱼”的人工繁殖问题。然而，由 于各项水利工程设施的建设和环境的污染，破坏了它们的天然繁殖场。水产养殖 用的苗种大部分是在人工控制下完成其生命周期的，经过十几个世代的人工近亲 繁殖，造成了种质资源的明显退化，表现为鱼体小型化和早熟化，同时由于养殖 方式欠科学( 如投肥养鱼，过分依赖饲料养鱼等) ，致使鱼产品品质下降。但是， 湖南水产养殖种类众多，自然水域中水产物种资源比较丰富，都是宝贵的水产物 种遗传资源。 1 4 生物多样性特点 1 4 1 植物多样性特点 湖南植物资源的主要特点是2 5 2 机j 7 3 钉：物种丰富且区系复杂；起源古老， 孑遗物种多；特有属、种丰富，保护和利用价值高。在区系组成上湖南为生物地 理分布东西南北交汇地带，热带一亚热带一温带生物在本区都有分布。由于得天 独厚的自然地理和变化多样的地貌条件，许多第三纪植物因而得以免遭第四纪冰 川的侵蚀被保存下来，形成了古老特有而复杂的生物区系。湖南至今保存完好的 孑遗植物有：珙桐，银杏、水杉、白豆杉、香果树等。 湖南的特有植物属有7 1 个，特有种1 4 2 种，在湖南分布的特有属占全国总特 有属的3 6 2 2 。在s c h u s t e r 所列举的全球1 9 4 个木本双子叶植物原始科中，中国 有l o 科，而湖南就有9 科，占9 0 。 湖南的珍稀植物较多，根据1 9 9 9 年8 月4 日国务院公布的我国第一批国家重 点保护野生植物名录，在湖南省分布的有7 9 种，其中一级保护植物1 4 种，二有 保护的6 5 种，湖南省各类国家重点保护植物保护情况见图1 1 及表1 2 。 湖南省生物多样性功能分区研究 围i 口i 缓l 嚣 l 囝l i 级l 鬟 鬻 纛 l o 丁咱磊二 图1 1 湖南省各类国家重点保护植物保护情况 表1 2 湖南省国家重点保护植物名录表 6 工程硕士学位论文 7 湖南省生物多样性功能分区研究 疰了i 明显增加； 2 略有增加；3 基本不变；4 略有减少；5 明显减少；6 濒临灭绝等变化类 型 1 4 2 动物多样性特点 ( 1 ) 分布的地域和季节性2 3 2 4 1 受生境条件的影响，湖南的野生动物分布具有明显的地域性、季节性。湘西 武陵一雪峰山地和湘南南岭一幕阜、罗霄山地受人为干扰相对较少，各类野生动 8 工程硕士学位论文 物活动频繁，湘北洞庭湖湿地是湖南水、涉禽及水生动物的主要分布区，这些地 域野生动物种类多、数量大、珍稀物种多，是我省各类脊椎动物的主要汇集地。 每年冬季到来，大量冬侯鸟来湖南湿地越冬，至第二年3 月离开。据东洞庭湖自 然保护区的调查，至2 0 0 0 年，已发现各种鸟类2 1 7 种。 ( 2 ) 动物个体向小型化发展。湖南的野生动物中食草动物的种类和个体数 量增多，食肉动物数量则有减少的趋势，个体较大的动物数量减少 ( 3 ) 群落特征发生变化 湖南的野生动物群落格局变化明显。比如鹭的数量在增多( 包括：小白鹭、 绿鹭、池鹭等) ，其增多的原因，一方面是适应湖南多水的生态特征，另一方面也 反应了生态链出现断痕，生态环境在向不利于肉食性动物物种生存的方向变化。 根据1 9 9 9 年8 月4 日国务院批准实施的国家重点保护野生动物名录统计， 在湖南省分布的国家重点保护野生动物1 1 3 种，其中一级重点保护动物2 2 种，二 级9 1 种，湖南省各类国家重点保护动物保护情况见表1 3 及图1 2 。 表1 3 湖南省国家重点保护动物名录表 9 湖南省生物多样性功能分区研究 1 0 工程硕士学位论文 湖南省生物多样性功能分区研究 1 2 工程硕士学位论文 洼：l 明显增加；2 略有增加；3 基本不变；4 略有减少l5 明显减少；6 濒临灭绝等变化 类型。 6 口i 级 i 墨i i 级 l 一 l 一 l 2 1 l ： l圈 ， l 翘一占- 一警蔷一暑。 巍 图1 2 湖南省备类国家重点保护动物保护情况 1 4 3 湖南的野生经济物种异常丰富 据初步统计2 2 棚1 ，湖南可利用的经济物种有3 0 0 0 多种，其中药用植物2 0 0 0 多种，有观赏价值的植物7 0 0 多种。湖南的经济动物资源也极丰富，有经济价值 的鸟类、哺乳类、两栖类、爬行类、鱼类的种类也较多。湖南有很多具有经济价 值的微生物，仅食用、药用真菌2 0 0 多种。近年来许多野生动物进入了养殖行业， 以最大限度地利用其价值，如蛇、龟、鳘等。湖南的汉寿县是全国闻名的中华鳖 养殖基地。 1 5 生物多样性受威胁现状 1 5 1 生态系统受威胁现状 ( 1 ) 陆地生态系统受到严重破坏 森林是陆地生态系统中分布最广，生物量最大的植被类型3 9 3 4 0 3 4 。湖南的 森林因5 0 7 0 年代受到乱砍滥伐、毁林开荒及森林病虫害的破坏，“六五”期间有 林地面积，比5 0 年代减少了2 6 ，天然林减少了5 0 。至2 0 0 0 年底，全省林地 虽然大幅度增加，但林龄林种结构不合理，生态功能弱，许多在森林生存的野生 物种处于濒危或濒临灭绝。 ( 2 ) 湿地生态系统受到损坏口们 湖南省生物多样性功能分区研究 湖南的湿地水域生态系统也受到了严重破坏。洞庭湖湿地因历史上的人工围 垦和长期泥沙淤积，天然湿地面积由解放初期的4 3 5 0 k m 2 减至现在的2 6 2 5 k m 2 湘、资、沅、澧四水中上游的梯级水利开发建设以及其它一些大型的水利工程建 设，弱化了水体生态系统的自然调控和平衡功能，导致自然水系被人为分割，破 碎度增加，一些洄游性水生动物通道受阻。水污染的影响也相当严重，许多珍贵 鱼种的产卵场因此而遭破坏，给生物资源造成了深远的不利影响。 1 5 2 物种受威胁现状 据统计，全省具有重要经济、科学、文化价值的物种资源锐减，受威胁和濒 临灭绝的动物有7 6 种，植物有6 0 种。如狼、獐、豺等3 种兽类已濒于灭绝，喜 雨草、黑草、天麻等也很难见其踪影。1 9 6 3 年全省江河半洄游鱼类占当年渔获物 的3 2 ，江海洄游性鱼类占5 ，至1 9 9 9 年，江河半洄游性鱼类占渔获物的总量， 下降至1 0 左右。刀鲚已鲜见，江海洄游性鱼类已极罕见，珍贵水产品鲥鱼、胭 脂鱼、中华鲟、白鲟等几近绝迹。江湖鱼类产量也大幅下降，5 0 年代平均捕捞量 3 0 7 万吨，六十年代2 1 2 万吨，七十年代降为1 4 6 万吨，八十年代1 2 5 万吨。 珍稀水生哺乳动物江豚数量大幅减少，现只有1 5 头左右，白暨豚则已难见。 1 6 受威胁原因 1 6 1 生境遭到破坏 泥沙淤积、围湖造田以及水利、水电工程建设、环境污染等使水域、湿地生 态系统破坏严重，危及了生物物种繁衍、栖息的生态环境口”。湘、资、沅、澧四 水及洞庭湖是全省珍贵水生动物的栖息活动场所，由于泥沙淤积严重，使河床抬 高，加上水利、水电工程的建设影响，使水生生物洄游通道改变或受阻，严重危 害洄游性鱼类的生殖繁衍；水污染、围湖造田等人类经济活动使水域面积减少， 产卵场、索饵场减少或遭受破坏，水生物种种类数迅速减少森林资源的质量下 降，一方面使许多森林物种遭到破坏，物种数量减少，另一方面，破坏了森林生 态系统，某些在此环境中生长、繁殖、栖息的物种被迫迁移或消失。解放初期全 省山丘区时常出现的华南虎和金钱豹，如今难觅踪迹。 1 6 2 人为采挖和捕捞 过渡采挖野生经济植物和乱捕乱猎野生动物也是造成生物多样性受威胁的重 要原因h 2 1 4 3 1 。湖南的许多药用植物，如杜仲、桂皮、竹柏、青檀、苦木、厚朴、 七叶一枝花、黄莲、八角莲、三棵针、天麻、玉竹、黄精、百合、贝母、石槲、 灵香草等因过度采伐而大量减少或罕见。八大公山保护区的天然林，原有“天然中 药库”之称，盛产竹节人参、扣子七、乌金七、四两麻、天麻等，现在几乎绝迹， 4 工程硕士学位论文 湖南主要江湖鱼产量下降，个体变小即是因为使用有害渔具进行过度捕捞所致。 1 6 3 外来物种强势入侵，威胁物种多样性 外来物种是对于一个生态系统而言的1 ，其中原来并没有某个物种的存在， 它是借助人类活动越过不能自然逾越的空间障碍而进来的。在自然情况下，自然 或地理条件构成了物种迁移的障碍，依靠物种的自然扩散能力进入一个新的生态 系统是相当困难的趣j 是现在人类有意或无意的活动却使物种的迁移越来越频繁。 如果这些外来物种在新的生态系统中立住脚，能够自行繁殖和扩散，而且对当地 的生态系统和景观造成了明显的改变，它们就变成外来入侵种。我国目前有外来 物种约2 5 0 余种。其中外来杂草1 3 3 种，主要外来害虫有3 2 种，外来病原菌有 2 3 种，外来入侵淡水水生动物、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类4 0 余种。其中 几种主要的外来入侵种对农林业所造成的直接损失每年就高达5 7 4 亿元。 ( 1 ) 外来物种入侵现状口“ 湖南地处我国生物地理东、西、南、北交汇带，是外来物种较为敏感的区域， 很多外来物种都能在这里找到合适的栖息地。外来物种对全省的入侵情况尚未有 系统的调查与研究，据调查，湖南外来物种入侵有以下特点： 1 ) 涉及面广。全省1 4 个市( 州) 均发现有外来入侵物种，见表1 4 。 表1 4 湖南省各地外来入侵物种分布情况 市( 州)动物( 种)植物( 种)病虫害( 种) 飞莎t 株洲 湘潭 衡阳 邵阳 岳阳 常德 张家界 益阳 郴州 永州 怀化 娄底 自治州 初步调查结果 2 ) 涉及的生态系统多。湖南几乎所有的生态系统。从森林、水域、沼地、城 市居民区都可见到，其中以森林、农田生态系统发现的入侵种数多。 3 ) 涉及的物种类型也较多4 5 1 4 酣。从动物、植物到细菌、病毒都能够找到例 证。据调查汇总的情况，仅对生态环境造成破坏和影响的物种有克氏原螯虾、空 心莲子草、豚草、美洲斑潜蝇、柑桔溃疡病、水稻白枯病、杨树花叶病毒病、松 针褐斑病等，另外还有水葫芦、大米草等。最近省林业科学院的专家在江华瑶族 自治县的一个山区里还发现了飞机草。 l l，l ， l l 湖南省生物多样性功能分区研究 ( 2 ) 外来物种入侵途径 全省外来物种入侵途径主要包括以下二个方面：一是用于农林牧渔业生产， 生态建设、生态保护等目的的引种，即有意引进；二是随贸易、运输、旅游等活 动而引入的物种，即无意引进。 1 ) 有意引进 农业、林业、园林、水产、畜牧、特种养殖业，饲养繁殖基地等单位，大多 以提高经济收益、观赏、环保等目的，开展外来物种的引进项目。比如空心莲子 草、风眼莲是用作观赏、饲料和净化水质而引进的；湖南湖区的白杨、黑杨的引 进是为了增加造纸原料、提高经济收益；克氏原螯虾的引进则是因发展水产养殖 而引进的。 2 ) 无意引进 各种运输工具的往来为外来物种远距离传播提供了方便，进口货物如苗木、 种子、果品、竹木制品等也是全省外来物种入侵的重要渠道。比如豚草就是随运 输进入湖南的；而病虫害则主要是通过货物进口入侵而来。 ( 3 ) 外来入侵物种造成的危害 据调查，外来入侵种已对全省的生态环境、生物多样性和社会经济造成了一 定的影响。 1 ) 破坏了生态系统的结构与功能 大部分外来物种成功入侵后大爆发，生长难以控制，对生态系统造成不可逆 转的破坏。它们的入侵危害森林、农田、破坏堤坝，影响农作物的生长。据南县 调查，一只2 5 9 的克氏原螯虾年可打洞移土o 0 0 0 1 0 ，造成河堤滑坡，沟渠淤塞， 田埂穿孔，全县历年沟、渠、坝、田埂、土体破坏达1 4 万m 3 ，稻田走漏水l o o o 万t ，造成肥水流失、土壤肥力下降；同时因取食水生作物而使作物受毁失收， 对农业生态系统造成较大破坏。据林业厅的调查，毛竹枯稍病、松针褐斑病，自 2 0 世纪9 0 年代传入我省，在一些林区迅速蔓延，危害森林植被。飞机草、豚草 在开花时节引起人体支气管炎、鼻炎等，直接危害人体健康，由于外来病虫害入 侵时天敌较少，对各种农作物、蔬菜的破坏程度加剧，防治它们往往需要加大农 药等化学杀虫药物的使用量，这就势必造成粮食作物、蔬菜等农产品农药残留量 增加或超标，影响了农产品的质量安全。湖区水网地带的水葫芦疯狂生长也对当 地水域生态带来严重的影响。一方面使水体富营养化，水葫芦腐烂后，有机质留 在了水里，严重影响了水质：另一方面，水葫芦覆盖水面，导致水体缺氧，影响 了水生动植物的生存；再者大面积的水葫芦堵塞航道，影响了水体运输功能。洞 庭湖大量引种意大利杨、美国黑杨，对增加优质造纸原料，提高当地人民的收入， 无疑有显著的作用，但从生态系统的角度看，大量引种使得当地森林群落结构简 单化，异质性程度降低，对植物群落抵御内外干扰和物种移动的功能维护则有一 6 工程硕士学位论文 定的负面影响。 2 ) 外来物种入侵加快了生物多样性丧失，危及物种安全 外来入侵物种压制或排挤或破坏本地物种，形成单优势种群，危及本地物种 的生存安全。江华发现的飞机草生长旺盛、密集成丛或成片，在植被严重破坏的 地段，陡坡形成片状优势分布，严重危害了当地原生植被与草地。松材线虫病已 在湖南临近省区造成危害，且形成“四面夹击”之势，一旦传入，天然林特别是纯 天然马尾松林将面临“灭顶之灾”，因此面临着严峻的预防形势，决不可掉以轻心。 转基因生物的引入，可与本地同属边缘种，甚至不同属的种杂交，导致后者 遗传侵蚀。岳阳大量引进的转基因大豆，作为榨油的原料如若监控不严，其花粉 可借助于昆虫或风漂移，逃逸进入野外，同本土原生的大豆种接触，可能使湖区 原有的本土大豆种质资源的遗传基因受到污染，导致遗传多样性丧失，后果严重。 3 ) 外来物种入侵造成了较大的经济损失 外来入侵物种在适宜的生态、气候条件下，大量生长，破坏生态环境，危害 各种农林作物正常生长，给全省造成了较大的经济损失。 调查统计的外来物种入侵总面积累计达4 1 9 8 万公顷。据农业部门提供的资 料，克氏原螯虾在南县分布面积达5 7 1 6 9 4 公顷，取食莲、藕、菱白、水稻等水 生经济作物，破坏农田、堤坝等，导致直接经济损失每年达5 0 0 万元左右又据 林业部门的统计，松针褐斑病入侵全省已造成5 0 0 万元的直接经济损失。美洲斑 潜蝇在全省广泛入侵面积达1 6 6 7 万公颂，严重危害作物生长，造成经济损失约 l o o o 万元以上。有关研究表明空心莲子草对不同作物造成的经济损失巨大，其中 以番薯的损失最重，达6 3 ，莴苣和水稻损失也高达4 5 左右；小麦的损失率约 为3 6 。空心莲子对湖南造成的经济损失未有全面的统计，据在长沙县的调查， 空心莲子草的大量生长繁殖占有面积达3 3 8 0 公顷，影响植物生长，造成直接与间 接经济损失1 2 6 8 万元；省内怀化市因外来物种入侵目前造成的直接或间接经济 损失达6 0 7 万元。湖南省部分外来入侵物种造成的经济等影响情况见表1 5 。 表1 5 湖南省部分外来物种入侵影响情况 外来侵入物种名称 侵入时间 侵入面积( 公顷) 危害情况 鸶霎孳誊 克氏原螯虾7 0 年代 1 5 2 0 0 0 0 影响生产5 0 0 万以上 空心莲子草1 9 5 0 年 2 1 5 2 3 5严重 不详 豚草1 9 8 7 年 2 1 5 2 3 5影响生产 不详 美洲斑潜蝇1 9 9 4 年 1 6 6 6 6 6 7比较严重 1 0 0 0 杨树花叶病毒病1 9 7 2 年 1 3 3 37 3 3 公顷+2 0 0 松针褐斑病1 9 7 4 年 4 6 7 8 5 6 7 公顷 5 0 0 指造成危害的面积 随着我国加入w t d 和全球经济化进程加快，人员、物资交流将越来越频繁， 这势必加大外来物种入侵的风险，同时，在自然植被恢复过程中，有意或无意引 1 7 湖南省生物多样性功能分区研究 入大量外来物种，带来了外来物种入侵的潜在威胁，应引起我们的高度重视，因 此，应加强早期预警工作与控制对策研究，将外来入侵生物带来的危害降到最低 点。 1 7 生物多样性保护中存在的问题 全省在生物多样性保护中取得了一些成绩，但问题也比较突出。主要表现在： ( 1 ) 机构不健全，管理水平落后3 2 + 3 钉。 目前，全省尚有部分保护区未建立管理机构，有2 0 的保护区未配备管理人 员，已建管理机构的自然保护区也有不少是森林公园、风景旅游区几块牌子、一 套人马，管理关系不顺，影响了对主要保护对象的保护力度。同时，全省大多数 自然保护区基础设施薄弱，缺少必要的巡护、宣传教育和科研设施，加之在现有 管理人员中专业技术人员较少，管理工作大多维持在简单的看护水平上。科学管 理、科学研究和生态监测等工作严重滞后。所以不能对自然保护区、风景名胜区、 森林公园和周边生态环境质量进行有效监测。建设和完善环保部门的环境遥感监 测装备，加强遥感和自动化监测队伍建设和早日开展生态环境遥感监测并辅以标 志点的实地自动监测，是急需解决的三大问题。没有第一手的监测资料，环保部 门将无从进行执法检查和行使综合监督管理的职能。 ( 2 ) 生态保护意识不强，发展速度缓慢。 建立自然保护区、森林公园、风景名胜区是保护生态环境、自然资源和生物 多样性的有效措施，是社会经济可持续发展的客观要求，巩固和发展自然保护区 事业是一项功在当代，利在千秋的事业。但有些地方的政府和部门领导对此认识 不足，思想上重视不够。有的一直未把自然保护区建设列入经济和社会发展计划 之中，致使发展速度较为缓慢，不能适应自然资源保护和生态环境保护的需要。 目前，全省自然保护区己建面积仅占全省国土面积的3 7 9 ，远远落后于全国 9 8 5 的平均水平。而且现有保护区规模小，布局和结构也不太合理，尚有许多 保护价值较大、生态系统典型而且临危的区域，如江河源头区、重要湿地、水源 涵养区、天然林区、生物多样性丰富和珍稀濒危物种集中分布区及自然遗迹地等， 未能得到很好的保护。 ( 3 ) 人类经济活动中的急功近利和盲目性，对生态环境造成了极大的损害， 威胁生物物种多样性。长期以来，由于认识上的局限性，许多地区和行业未能正 确处理社会经济与生态环境保护之间的关系，缺乏可持续发展的思想，在经济发 展上受急功近利等不合理的发展思想的支配，每一次“开发热”、“采矿热”、“开垦 热”等都对生态环境产生了巨大的冲击，如在发展经济林的工作中缺乏科学合理的 规划，个别地方毁去原有山林，给生物多样性造成很大威胁。 ( 4 ) 群众意识淡薄，加上执法不严，使违法行为得不到有效控制。 8 工程硕士学位论文 由于宣传、教育等工作力度欠缺，群众环保意识淡薄，加上执法不严，惩罚 不力，非法捕、杀珍稀物种现象时有发生据资料统计，东洞庭湖自然保护区内 国家一类保护鸟类白鹤、白鹳等在8 0 年代末至9 0 年代中期在此越冬的数量呈上 升趋势，但近几年逐年下降，其原因除受生态环境变化因素影响外，其周边地区 乱捕滥猎所带来的破坏不容忽视；对一级保护物种中华鲟的捕杀行为至今还有发 现，严重威胁其生存。 ( 5 ) 资金投入严重不足 加强自然保护区的建设对有效保护珍稀动植物资源等自然生态环境有着十分 重要的作用。由于全省大多数保护区地处老少边穷地区，政府资金投入少，缺口 大，严重制约了保护区的建设与发展，有些保护区因缺少起码的管护费而难以为 继。 1 8 总体评价结论 综上所述，湖南省生物多样性总体评价情况如下： ( 1 ) 全省生物物种丰富、现有高等植物4 3 2 4 种，经济作物品种繁多，是全 省经济发展的重要资源；有脊椎动物8 2 6 种。全省受国家重点保护的动植物物种 约1 9 2 种，它们大多分布在各类型的保护区内，但因栖息生态环境受到破坏，加 上管理力度不够，生物多样性面临减少的严重威胁。 ( 2 ) 自然保护区、森林公园、风景名胜区的建设与管理取得初步成效，各级 别的数量在逐步增加，但因认识不足、管理体制落后加上资金短缺，各类保护区 的建设速度和监管能力不能适应自然资源保护和生态环境保护的需要。 湖南省生物多样性功能分区研究 第2 章湖南生物多样性功能经济价值评估 生物多样性具有巨大的、历史的、现时的及未来的社会经济价值，对湖南省 生物多样性进行经济价值评估，可以为绿色g d p 核算提供依据，能够使公众、管 理者及决策者充分认识生物多样性这一生态系统服务功能在社会经济发展中的重 要作用2 1 ；可以为生态省、生态市、生态县建设以及有关环境影响评价提供一 套价值评估的参考方法。然而因为生物多样性的自然属性距离市场与商品的社会