林科要闻
为国家公园“打底子”“筑里子”
时间:2022-01-05 来源:中国绿色时报 文字:白登忠 宋平 张炜银 图片: 编辑: 点击:

“面子”是国家公园的自然风貌, “里子”是国家公园的内涵。作为服务林草行 业发展的科研国家队,中国林科院一直在为国家公园建设做着科技支撑的基础工作。


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建立国家公园体制是践行习近平生态文明思想、实现绿色发展、建设美丽中国的重大举措。2021年10月12日,我国正式设立首批5个国家公园。国家公园集中了我国自然生态系统中最重要、自然景观最独特、自然遗产最精华、生物多样性最富集的部分,正成为中国对外讲好美丽中国故事的亮丽名片。

“面子”是国家公园的自然风貌,“里子”是国家公园的内涵,其根本就是森林、草原、湿地、荒漠,以及生物多样性等资源,只有筑牢“里子”,才能撑起“面子”。中国林科院院长刘世荣表示,尽管国家公园建设在我国的起步相对较晚,但自然生态系统保护与修复的工作和研究从未间断。自20世纪50年代开始,中国林科院的吴中伦、蒋有绪等老一辈科学家就在四川九寨沟、海南尖峰岭等地开展了森林地理调查和野外生态系统观测等方面的研究工作。近年来,中国林科院又成立了自然保护地研究所,并先后与湖北、海南等地共建了神农架国家公园研究院、海南热带雨林国家公园研究院等合作平台,持续发挥着守护祖国绿水青山的“绿色卫士”作用,为国家公园的生态保护与建设做着“打底子”“筑里子”的基础工作。

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科研人员在海南热带雨林国家公园内的尖峰岭生态站的观测塔上取数据

本底调查

科学评估国家公园面积范围

森林、草原、湿地、荒漠,以及依附于这些自然生态系统生存繁衍的生物多样性资源,是构成国家公园的最基本要素,也是我国建立国家公园的根本目的——保护自然生态系统的原真性、完整性。如何做好“保护”这件事?摸清家底是基础,更是关键。

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自组网基站可以在无网络覆盖区形成无线自组网络,将各种终端数据实时回传。刘芳提供

在国家启动国家公园体制试点改革工作以前,中国林科院森环森保所研究员李迪强及其团队早已在三江源、神农架、祁连山等区域开展了20多年的生物多样性综合调查,先后发表了《神农架金丝猴生境与遗传多样性研究》《三江源生物多样性研究》等学术著作和60多篇论文,全面提供了3个国家公园体制试点区的生物多样性本底数据,并提出了该区域的旗舰物种保护优先等级。特别是在祁连山国家公园体制试点区边界确定过程中,当地根据研究团队在阿克塞县哈尔腾地区的雪豹研究成果分析,将该地区雪豹保护空缺地区、全球最重要的栖息地,以及甘肃和青海雪豹的活动廊道纳入了祁连山国家公园试点区范围。

受国家林草局委托,团队开展了国家公园完整性系统研究,在分析世界各国国家公园完整性研究案例的基础上,提出了基于生物生境完整性、生态功能完整性和物种迁徙路径完整性、水系连通完整性、植被垂直带谱完整性等水平的中国国家公园完整性指标体系。相关研究成果为《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》的政策出台提供了重要参考。团队还对东北虎豹、大熊猫国家公园保护地整合过程中的区域生物多样性评估方法、生态系统完整性评估指标体系、保护与发展权衡、省级保护区重要性,包容性保护模式等提出了一系列研究建议,提交了神农架国家公园功能区划调整和国家公园边界扩展研究报告,并协助将大熊猫国家公园试点区的长青和唐家河申报纳入了首批全球管理最佳保护地绿色名录。


智慧监测

科学感知国家公园资源动态

“看图数猿”“听声识猴”“闻味辨熊”……为了动态掌握国家公园内的野生动植物资源,中国林科院的专家可谓“煞费苦心”,在物联网、大数据等信息化设备和技术的支持下,建立了全国林草系统生物多样性监测平台,构建了红外相机放置、物种鉴定和分析的软件支持系统,为建立看得见野生动植物,管得住人的“互联网+国家公园”模式提供了技术支撑。

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海南热带雨林国家公园中的海南长臂猿母子 喻佳摄

“2020年8月18日,首次实现利用4G红外相机拍摄到海南长臂猿”“2020年8月28日首次远程拍到海南长臂猿新家庭群E群雌猿产仔”“2021年5月30日首次拍到海南长臂猿下地活动” ……这是森环森保所金崑研究员带领的野生动物生态与自然保护地管理研究团队近两年基于智能监测平台取得的监测研究成果。

海南长臂猿是海南热带雨林国家公园的旗舰性和指示性物种。为加强海南长臂猿种群增长关键因子监测等方面的基础研究和新技术研发工作,中国林科院在海南热带雨林国家公园霸王岭片区及周边,针对海南长臂猿建立了以4G红外自动相机和音频自动采集装置为主的智能监测试验平台。该监测平台可开放给当地林草主管部门,管理人员可随时调看海南长臂猿监测情况,与地面人工监测形成互补,对于及时掌握海南长臂猿的动态,可提供有力技术支持。

走进中国林科院资源所实验室,张旭研究员通过互联网远程调用方式讲解着神农架国家公园川金丝猴智慧监管系统的监测数据和分析结果。利用这一监测系统平台,不仅可以实时看到远在千里之外神农架国家公园体制试点区核心保护区内金丝猴的生活状况,还可以通过在金丝猴栖息地布设的物联网,将声景指数、大气温湿度、光照、降水、土壤等动态监测数据和分析结果同步呈现出来。

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四川雪宝顶国家级自然保护区红外相机拍摄的野生大熊猫 刘芳提供

中国林科院从2012年就开始在神农架国家公园体制试点区开展旗舰物种川金丝猴为代表的珍稀濒危动物保护和生物多样性监测等研究,利用国产高分辨率遥感卫星、北斗卫星定位导航、无线宽带专网、物联网和大数据云计算等先进技术,全面掌握了神农架国家公园体制试点区的川金丝猴种群现状、遗传结构和气候变化以及人类活动等对金丝猴种群与栖息地的影响等,建立了野外种群生境和行为监测平台,对补食种群和圈养种群管理和栖息地重建技术、人为活动和气候变化影响进行了系统研究,为国家公园试点建设提供了技术支撑。

人兽冲突问题是全球性难题,更是我国建立以保护为要义的中国特色国家公园的管理和技术难题,普遍发生在我国的青藏高原地区。

李迪强研究团队基于多年在人兽冲突调控方面的研究与实践,为三江源国家公园开发了基于保护区巡护监测系统利用的人兽冲突监管平台,该平台更简易,能实时有效监管并具有分析功能。在神农架国家公园试点区,针对黑熊对养蜂和农作物的损害情况,采取红外相机+臭味剂的方式对黑熊种群数量和食物组成进行调查分析,得出食物短缺和冲突区域黑熊行为是关键影响因素的研究结果。初步建立了祁连山国家公园体制试点区(青海片区)野生动物资源监测体系,采取分子粪便学方法,进行了雪豹的密度估计,全面研究了雪豹与其他肉食动物之间的关系,揭示了雪豹在人兽冲突中的比例大大低于狼、棕熊等。研究成果得到央视的多次报道。


尊重自然

科学管护国家公园生态资源

“保护”与“利用”是人与自然和谐共生和发展的永恒话题。国家公园内的森林、湿地等资源该如何发挥生态调节功能,为野生动植物的栖息地以及人类的美好生活提供服务?对此,中国林科院的专家取得了重要研究进展。

中国林科院院长刘世荣研究员在主持的“海南长臂猿栖息地及其他热带雨林生态修复研究”项目中发现,栖息地面积狭窄,生境退化可能是限制海南长臂猿种群增长的重要潜在因素。项目从人为干扰程度、食物资源分布和初净级生产力3个方面对海南长臂猿适宜性栖息地进行评价,寻找除现有栖息地之外的适宜栖息地,为海南长臂猿栖息地的恢复规划提供参考,并结合霸王岭保护区实际情况,综合考虑各成本因子,构建海南长臂猿适宜栖息地斑块与潜在扩散分布斑块之间的潜在连接生态廊道。相关技术成果将汇总提出海南长臂猿栖息地及其他热带雨林生态修复技术方案。

中国林科院森环森保所研究员臧润国及其团队基于海南霸王岭森林生态系统国家定位观测研究站,构建了大样地、卫星样地、公里网格样地和随机样地组成的四位一体的热带雨林生物多样性和生态系统观测体系,阐明了海南热带雨林典型植被类型的生物多样性形成和物种共存机制,从功能群和功能性状的角度揭示了不同干扰体系下的热带雨林恢复途径。多年积累的研究结果为海南热带雨林国家公园生态修复、生物多样性保护和海南长臂猿栖息地扩大提供了重要技术支撑。

钱江源-百山祖国家公园试点区是浙江乃至我国东部地区重要的生态屏障。中国林科院亚林所吴统贵研究员及其团队研究发现,钱江源国家公园试点区内多数人工林均为用材林直接更改为公益林,经过多年封禁保护,凸显出人工林生态功能不高,生态系统稳定性差,人工林结构简单,难以为园区内重点保护对象提供良好的生境,存在栖息地和食物紧张等风险。为进一步提升钱江源人工林“一塔两库”的生态系统服务功能,团队向相关管理部门提出了尽快启动钱江源园区的人工林精准生态修复工程的研究报告。

高寒湿地以其特有的高海拔特点,在涵养水源、储碳释氧、调节气候、维持生物多样性等方面发挥着独特的生态功能,是国家公园建设中的关键环节之一。中国林科院湿地所研究员康晓明及其团队的最新研究发现,高寒湿地的退化,将减弱水源涵养能力,降低高寒湿地鸟类栖息地的适宜性,影响高寒湿地的碳源汇功能,直接影响长江、黄河流域水源供给和调蓄能力。基于高寒湿地的生态功能,团队提出应将高寒湿地的保护和恢复纳入国家公园建设体系,加强高寒湿地在国家公园建设中的重要地位,采取一系列有效措施使高寒湿地能够更好地发挥其生态功能,切实推动我国国家公园建设。

在神农架国家公园体制试点区,中国林科院湿地所研究员张曼胤及其团队联合湖北省林科院、神农架国家公园研究院开展了大九湖湿地植物群落及湿地生境保护与恢复研究,完成了大九湖湿地无人机航拍、野外样方调查、航拍影像解译,分析获取到了大九湖湿地的植被分布和主要植物群落数据。明确大九湖湿地人类活动的主要类型,分析了典型水鸟对大九湖湿地生境的利用方式,并基于水鸟对湿地生境需求的差异,提出大九湖湿地水鸟栖息地维持和功能提升的技术方案。结合人类耕种、放牧及旅游活动等对大九湖湿地的影响,提出了大九湖湿地生境保护恢复与合理利用对策,支撑了神农架大九湖区域的保护管理。


价值核算

科学提升国家公园生态价值

2045.13亿元!这一数字是中国林科院和海南省林科院共同完成的最新研究成果——海南热带雨林国家公园2019年生态系统生产总值(GEP)。中国林科院热林所研究员李意德表示,GEP核算体系有效弥补了GDP核算中未能衡量自然资源消耗、生态资源与环境破坏的缺陷,这次核算在“绿水青山”与“金山银山”之间搭建了一座桥梁。

坐落于海南热带雨林国家公园尖峰岭林区的尖峰岭森林生态系统国家级野外科学观测研究站(尖峰岭生态站)始建于1957年,是我国最早的一批国家级生态监测研究站,至今已有60多年的野外监测和数据积累历史。正是基于尖峰岭生态站积累的多年连续监测数据和研究成果为这次GEP的核算奠定了基础。GEP核算主要包括绘制生态底图、确定测算指标、收集数据并建立模型、核算实物量、生态产品定价与价值量核算等工作。为了获取这些关键参数,团队开展了大规模野外调查,仅设置的固定样地就有200多个,主要参数基本来源于尖峰岭生态站长期观测的涵盖水、土、气、生等的各类监测指标。团队研究构建了海南热带雨林国家公园GEP核算指标体系,编制了《海南热带雨林国家公园生态系统生产总值(GEP)核算技术方案》。GEP核算工作和结果得到了海南省林业局的高度肯定和评价,认为核算结果不仅是彰显热带雨林价值的有效例证,更体现出海南省划清生态红线、强有力推进生态保护的决心。

森林在维持区域生态安全和实现区域可持续发展中发挥着重要的生态服务功能。由中国林科院森环森保所和湖北省林科院共同完成的《神农架国家公园森林生态系统服务功能与价值评估报告》显示,2019年神农架国家公园森林生态系统服务总价值为179.92亿元,森林生态系统单位面积价值为14.13万元/公顷。森林涵养水源、生物多样性保护、保育土壤和森林游憩价值占森林生态系统服务总价值的比例分别为28.95%、19.17%、17.90%和14.20%。评估结果初步反映了神农架作为水源涵养地、生物多样性保护地和保育土壤等生态系统服务价值的贡献。

森环森保所研究员黄志霖表示,本次只是对神农架森林生态系统服务功能及其价值进行估算。神农架资源禀赋极高,有5个世界级保护地、4个国家级自然保护区,拥有重要的自然资源、人文资源和游憩资源,保存了完好的北亚热带原始森林生态系统,极为珍稀的亚高山泥炭藓沼泽类湿地,古老孑遗、珍稀濒危、特有生物的栖息地。因此,基于此次评估,需要进一步从地方、区域、国家多层面评估神农架国家公园各类资源重要程度及其提供的生态系统服务价值,综合性地反映神农架国家公园的贡献及吸引力。


决策咨询

科学推进国家公园建设管理

在我国,国家公园是新生事物,建立国家公园体制是自然保护领域内进行的一场系统性、重构性变革,建立统一、规范、高效的新体制是国家公园行远致稳的重要基石。在国家林草局的领导下,中国林科院参与了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》《中国生物多样性国家战略和行动计划》等文件的起草,牵头或参与了“国家公园生态价值评估体系研究”“国家林草局国家公园监测管理与能力提升”等专题研究项目,以及大熊猫、神农架、东北虎豹等国家公园体制试点工作的评估工作。

近年来,中国林科院科信所研究员何友均带领团队在国家公园研究领域开展了创新性研究,承担了“国家公园体制试点区生态系统服务形成的多尺度特征与驱动机制”“国家公园体制试点区生态补偿与管理体系研究”等多项科研项目,分析了美国、加拿大、南非、法国、澳大利亚、肯尼亚等国家在国家公园类型、法律法规体系、管理体系、投入体系、社区发展方面的做法和经验,提出了可资借鉴的启示,为国家公园体制试点提供了支撑。

研究团队集成研发了国家公园生态资源资产统计指标体系和定价机制,构建了生态资源资产评估模型和方法,揭示了生态资源资产价值时空动态和驱动机制;建立了反映各种成本和生态资源资产价值的差异化生态补偿标准,提出了多自然保护地集中的国家公园生态功能协同提升、产业持续发展、社区居民持续增收的多元化生态补偿模式。团队以钱江源国家公园体制试点区为例,开展了景观美学等生态系统服务研究,从多利益主体视角对景观感知、景观治理、公众参与等社区问题进行探讨,阐明了国家公园体制试点区生态系统服务形成的多尺度特征与驱动机制。

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