生物多样性保护的区域生态安全格局评价手段——GAP分析

1、1 1.研究意义研究意义 区域生态安全格局是指能够保护和恢复生物多样性, 维持生态系统结 构、 功能和过程的完整性,实现对区域生态环境问题有效控制和持续 改善的区域性空间格局。 近年来, 国际上基于Burley的Conservation Gap 概念, 提出了一种生 态区域尺度上的生物多样性快速有效的评估方法 GAP分析 ( A Geographic Approach to Protect Biological Diversity )。 区域生态安全格局的构建不仅要考虑生物多样性及其生境的保护, 而 且,更要考虑 受损生态系统和破坏景观的恢复。 改进 GAP 方法可成为生态安全格局分析与构建的

2、途径,且有望成为 重要的研究手段。 2 2. “ GAP” 分析的基本概念与内涵分析的基本概念与内涵 1. 1“ GAP” 的两层含义的两层含义 “GAP” 是指通过对研究区域的植被状况、 物种分布及其丰富度的 分析,寻找到生物多样性热点地区( hotspots) , 然后对比当地土地所 有权和生境保GAP护与管理状况, 最终找到的目前生物多样性保护 的空白、遗漏 区域 (“ gaps” ) , 是生物多样性保护上的空白区域 ( conservation gap)即是应当立即采取保护行动的地区。 “ GAP”是国家方针指导下在州和地区水平上允许创新与合作的 “ bottom- up”的方法,是

3、估计当地动植物种被保护程度的一种技术, 在美国是评价整个国家生物多样性所有成分所处保护地位的惟一的 一个项目。 3 1. 2“ GAP” 分析的由来分析的由来 基于 Burley 首次提出的( conservation gap) 的概念, 国际上针对生 物多样性保护研究,将单个物种保护与整体生物多样性保护相结合提 出了生物多样性保护的GAP分析方法。 2. “ GAP” 分析的基本概念与内涵分析的基本概念与内涵 4 2. 3GAP分析的目标分析的目标 GAP 分析用来描述生物多样性变化的确定和分类以及对保护区现存 体系的考察。 主要是为土地管理者,规划者, 科学家和政策制定者在群落和景观水 平

4、上采取预先的( proactive ) 而不是应对性的( reactive) 管理行动提 供重点和方向, 防止更多的物种成为易危或濒危物种。 2. “ GAP” 分析的基本概念与内涵分析的基本概念与内涵 5 基本假设:存在一个降低因人为干扰引起的物种灭绝概率的最佳时间, 就是当它还处于普通状态时, 等到一个物种真正受到灭绝危险时,再 付诸于保护措施,则代价昂贵, 成功率极低。 低成本避免危机原则：GAP 方法基于生境保护和多种类保护的双重 目的要比单一种或种群的保护更可行而且代价更小。同时, GAP分 析认为维持物种在自然状态的花费比挽救濒危物种进行强度管理所 需的花费要低。 3. GAP 分

5、析基本理论分析基本理论 6 粗略过滤器理论：是相对于濒危物种行动中精细过滤器而提出的。 这种方法试图和着眼于那些近灭绝种的局部行为的精细过滤器保护 法相协调。粗过滤器在一个相对精过滤器更大的尺度下进行保护。 生物多样性替代种的应用： GAP 分析用脊椎动物和植被群系组作 为生物多样性的两个指示种。脊椎动物和群系组代表无脊椎动物, 真 菌, 或单个植物种的程度在GAP目前使用的分辨率水平下仍然无法 探测。 3. GAP 分析基本理论分析基本理论 7 4.1 GAP 分析方法分析方法 4.GAP 分析的步骤与评价分析的步骤与评价 步骤 ： 第一步: 为最终分析准备植被分布、 动物分布和管理分布范围

6、数据。 第二步: 把植被分布和动物分布 范围和管理分布范围相叠加,以确定 研究对象分布范围, 包括管理分布边 界和属性。 第三步: 从上面的叠加分析中, 使用 统计的方法, 在每一个管理范畴内制 作代表单个组分的属性表。第四步: 根据产生的结果合制作“ gap” 样图。 8 4.2精度评估精度评估 精确度评估的内容：空间精确性、 属性精确性、 逻辑一致性、 时间精确性。 精确度评估方法： 对比物种名录。即通过对比GAP 预测物种名录和同一地区实地考察所得 到物种名录。这是一种获得有效 GAP 分布图十分必要的方法； 用物种现有的记录比较。被用来做比较的评估数据必须是独立的, 现有的 记录识别以

7、后，在 GIS 上处理, 用于某些适合多边形分布的物种。用于评估 的记录一些被用于分布图的制作, 一些用于分布图进一步发展完善。 区域调查。区域调查为现有物种的存在性和丰富度这一完整独立的数据 提供了主要来源, 通过概率抽样, 设计选择范围和区域, 可以获得有关全部或 部分资料, 考虑到评估的客观性, 备用资料数据的属性和基本的统计学和生 物学假设必须是可行和可靠的。 4.GAP 分析的步骤与评价分析的步骤与评价 9 5. GAP 方法在区域生态安全格局评价中的应用方法在区域生态安全格局评价中的应用 5.1相关案例相关案例 针对夏威夷森林濒危鸟类的保护, 结果显示现有保护区几乎没有保护 濒危物

8、种多样性的热点地区, 后来, 多数关键地区被联邦和州政府给 予了很好的保护。 对美国Idaho 州进行的 GAP 分析, 预测出一种尖尾鹞有可能分布在 以前从未记载过的地区, 后来的野外调查证实了预测结果, 也因此这 种方法也被认为是 GAP 的标准格式而在美国各州推广。 用 GAP分析的方法,在青海湖和龙门河地区进行了相关的研究工作, 取得了很好的结果。 10 5. GAP 分析的应用前景分析的应用前景 可以用GAP 分析的手段在一个区域中, 找出恢复的“ gap” ,以及健 康的生态系统,区域生态安全格局的评价不仅要考虑生物及其生境的 保护, 而且, 更要考虑受损生态系统和破坏景观的恢复。

9、 “ 3S” 技术与空间制图分析的飞速发展为 GAP 分析提供了强大的 动力工具, 利于进行大尺度的景观分析、 评价、 规划。 进行区域生态格局的评价,构建安全的区域生态环境, 实现社会- 经济 - 自然复合生态系统的协调发展, 对西部开发及国家发展都有重要的 意义。 因而,改进 GAP 方法用于生态安全格局的分析与评价,且有望成为重 要的研究手段。 谢谢！ 12 2. “ GAP” 分析的基本概念与内涵分析的基本概念与内涵 1. 1“ GAP” 的两层含义的两层含义 “GAP” 是指通过对研究区域的植被状况、 物种分布及其丰富度的 分析,寻找到生物多样性热点地区( hotspots) , 然

10、后对比当地土地所 有权和生境保GAP护与管理状况, 最终找到的目前生物多样性保护 的空白、遗漏 区域 (“ gaps” ) , 是生物多样性保护上的空白区域 ( conservation gap)即是应当立即采取保护行动的地区。 “ GAP”是国家方针指导下在州和地区水平上允许创新与合作的 “ bottom- up”的方法,是估计当地动植物种被保护程度的一种技术, 在美国是评价整个国家生物多样性所有成分所处保护地位的惟一的 一个项目。 13 基本假设:存在一个降低因人为干扰引起的物种灭绝概率的最佳时间, 就是当它还处于普通状态时, 等到一个物种真正受到灭绝危险时,再 付诸于保护措施,则代价昂贵

11、, 成功率极低。 低成本避免危机原则：GAP 方法基于生境保护和多种类保护的双重 目的要比单一种或种群的保护更可行而且代价更小。同时, GAP分 析认为维持物种在自然状态的花费比挽救濒危物种进行强度管理所 需的花费要低。 3. GAP 分析基本理论分析基本理论 14 4.2精度评估精度评估 精确度评估的内容：空间精确性、 属性精确性、 逻辑一致性、 时间精确性。 精确度评估方法： 对比物种名录。即通过对比GAP 预测物种名录和同一地区实地考察所得 到物种名录。这是一种获得有效 GAP 分布图十分必要的方法； 用物种现有的记录比较。被用来做比较的评估数据必须是独立的, 现有的 记录识别以后，在 GIS 上处理, 用于某些适合多边形分布的物种。用于评估 的