青海湖地区生物多样性的空间特征与GAP分析.doc

青海湖地区生物多样性的空间特征与GAP分析 提要根据实地考察与有关资料，建立了青海湖环湖地区生态环境信息系统，在此基础上，提出了青海湖地区的生态系统分类，将青海湖环湖地区生态系统分为湖区及湖周水漫滩生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、高寒灌丛生态系统、高寒草甸生态系统、高寒荒漠生态系统、人工生态系统等。利用地理信息系统技术分析了青海湖地区的生物多样性空间特征，通过生物多样性保护的代表性、特有性、濒危性、敏感性原则与已经建立的青海湖国家级自然保护区进行叠加，进行GAP分析，发现代表性的生态系统和普氏原羚等国家级保护动物的最适宜的生境没有包括在保护区内。然后，提出了青海湖自然保护区的分区方案及青海湖生物多样性的保护对策。 关键词青海湖生物多样性保护GAP分析 分类中图法Q143 由于特有的自然环境与悠久的土地利用历史，青海湖环湖地区生物多样性形成了独特的空间格局。丰富的生物多样性一直受到人们的重视，在本世纪初期开始进行了动植物的初步考察1、2，解放后对青海湖地貌、地质、水生生物、微生物等进行了综合考察与研究1、2，在80年代以后，就青海湖的植被、植物区系、鸟兽、生态环境保护与综合农牧业发展等进行了大量研究1、314。1975年青海省在青海湖建立了鸟岛自然保护区，在鸟岛设立了保护管理站，1992年经联合国教科文组织批准，青海湖地区加入关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约，被列入国际重要湿地名录。在原自然保护区基础上，1997年建立了青海湖国家级自然保护区。 由于人类活动的增加与自然环境的恶化，青海湖地区的生态系统与生物多样性面临着严重的威胁，而生物多样性的空间特征是进行保护区合理规划和实施生物多样性有效管理的基础资料。Scott等提出的GAP分析（AGeographicApproachtoProtectBiologicalDiversity,保护生物多样性的地理学方法）为进行区域生物多样性保育与保护区的功能划分提供了有效方法15。GAP分析即综合考虑重要脆弱物种的生境分布、植被、土地所有权和保护区等方面的空间信息，在研究中力求达到既保护濒危物种，又保育一个地区的生物多样性的双重目标。这里GAP一词既是缩写词，又隐含“间隙”之意。GAP分析通过地图或卫星照片分析建立地理信息系统，找出不同植被类型、单个重要物种分布与保护区之间的间隙，从而保证在保护计划中，有代表性的植被类型、重要物种、生物多样性高的生态系统都得到保护。 我们对青海湖环湖地区生物多样性进行了考察。在综合利用各种自然资源调查资料的基础上，运用地理信息系统技术，采用GAP分析方法，对青海湖地区生物多样性的空间格局，重点保护野生动物的分布与保护现状，人类活动对该地区生物多样性的影响及保护区的功能区划分与应采取保护行动的地区及对策进行了探讨。 1自然地理环境 青海湖位于东径993610047，北纬36323715之间，流域面积34950km2，湖面海拔3193m，环湖地区地势为西北高而东南低，形成了四周群山环绕的封闭式山间内陆盆地，湖区山地面积约占流域面积的68.6%，河谷和湖积平原所占的面积为31.4%。地貌类型复杂多样，从东到西有滨湖平原、冲积平原、河谷平原，在青海湖西部和北部的河漫滩、三角洲及河流堆积阶地发育；东北部有大面积的风沙堆积。湖区属高寒半干旱草原气候，1月气温最低，可达30，平均12.7，七月最高可达28，平均为12.4，每年11月至翌年3月，平均气温在0以下，湖面冰封，冰厚可达0.5m，湖区夏季降雨量平均为247.6mm，占全年降水量的2/3，年蒸发量为降雨量的3.8倍左右。 2研究方法 2.1青海湖地区信息系统的建立 空间数据的输入：地理信息系统数据库的空间范围为北纬3638，东经99102，地图数字化采用Calp9100A0幅面数字化板和软件AutoCAD将地图数字化，利用EIS（EcologicalInformationSystem，生态信息系统）中的数据转换模块CADE将AUTOCAD输入的DXF格式数据转换成地理信息系统的矢量格式，然后，利用EIS的数据格式生成系统EDLS将矢量数据转换为网格数据。建立的空间网格数据库主要有高程图（110万，150万）及由此产生的坡度、坡向图，青海湖环湖植被图（1100万），土地利用图，土地类型图，行政区划图，道路图，水系图。 气候图采用EDLS模块进行散点数据插值和EIS的相关插值模块INSERT，根据温度与雨量和海拔、坡向之间的回归关系，进行插值。有关气候于共和、刚察、海晏县的农业综合自然区划报告及有关青海省气象资料报告，112月及年平均温度图，112月及年总降水量图，TM遥感图像（150万）采用中国科学院的遥感影像图利用扫描仪扫描，然后采用地理信息系统进行分类识别。居民点、放牧点利用野外实地GPS采集和将地图数字化而成。 2.2GAP分析流程 根据生物多样性保护的目标即保护代表性的生态系统类型、物种丰富度高、特有物种集中分布的高保护价值的热点地区和受人类活动威胁最大的地区，在这些地区建立自然保护区，至少应该使每一物种和生态系统类型在保护区中出现一次。将需要建立保护区的地区与已经建立的保护区相叠加，显示出保护上的空白地区，这就是GAP分析。在青海湖生态环境信息系统的基础上利用GIS软件EIS进行了分析，其分析流程见图1。 图1青海湖地区生物多样性GAP分析流程图 Fig.1TheflowprocessofGAPanalysisforQinghaiLakeregion 3结果与讨论 3.1物种多样性特征 由于地形地貌复杂和海拔高度与土壤特点不同，以及微地形与基质差异，青海湖地区形成了复杂多样的生态系统类型与物种多样性格局。据初步估计，青海湖湖区有种子植物52科，174属，445种，其中裸子植物3属6种，北温带分布型科属占有较大比重。植物资源以草本为主，多为优良牧草，其它资源植物有药用植物、纤维植物、油脂植物、淀粉类植物、观赏植物、饮料类植物等。湖水中的浮游植物有53种，其中硅藻22种、绿藻18种、蓝藻10种、裸藻、黄藻和甲藻各1种。在这些藻类中以硅藻占优势，绿藻中的刚毛藻和无隔藻非常发育。浮游动物共计29种，其中原生动物7种、轮虫11种、枝角类5种、挠足类6种。底栖动物共有22种，其中寡毛类3种、介形类4种、端足类1种、摇蚊幼虫14种13。 青海湖地区鸟类164种，分属15目35科。兽类36种，分属6目15科。在164种鸟类中，繁殖鸟（包括留鸟和夏候鸟）有114种，占鸟类总数的69.5%；夏候鸟61种，占鸟类总数的37.2%；留鸟有53种，占鸟类总数的30.5%。在36种兽类中，古北界种类31种，广布种4种。在这些野生动物中，有11种属国家I级保护动物，如雪豹(Pantheraunicia)、藏野驴(Equuskiang)、白唇鹿(Cervusalbirstru)、马鹿(C.elaphus)、普氏原羚(Procapraprzewalskii)、野牦牛(Poephagusmuths)、黑颈鹤(Grusnigricollis)、玉带海雕(Haliaetusleucoryphus)等，国家II级保护动物有24种。在上述这些鸟兽中，有显著经济价值的动物约30种左右。经济价值较大的有：斑头雁(Anserfabalis)、大天鹅(Cygnuscygnus)、鸬鹚(Phalacrocoraxcarbo)、鹤类(Grusspp)、鱼鸥(Larusichthyaetus)、棕头鸥(L.brunnicephalus)、鸭类(Anasspp)、雪鸡(Tetraogallusspp)、鹰类、狗獾(Melesmeles)、狐狸(Vulpesspp)、狼(Canislupus)、马麝(Moschussifanicus)、白唇鹿、岩羊(Pseudoisnayaur)、普氏原羚、狍鹿(Capreoluscapreolus)等