大熊猫栖息地与国家公园生态系统服务价值十年演变:生态恢复成效与驱动机制解析

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.4

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  本研究针对中国"两屏三带"生态安全战略格局下大熊猫栖息地生态恢复成效评估需求,通过对比2011-2021年大熊猫国家公园(GPNP)与非公园区域土地利用结构与生态系统服务价值(ESV)时空差异,揭示ESV异质性的驱动因素。研究发现GPNP试点使生态用地增加1430 km2,ESV呈现"先降后升"特征,且对周边区域产生显著溢出效应,为国家级自然保护区生态管理策略优化提供科学依据。

  

在中国西南部的崇山峻岭间,生活着被誉为"国宝"的大熊猫。这些黑白相间的萌物不仅是生物多样性的旗舰物种,其栖息地更是中国"两屏三带"生态安全战略格局的重要组成部分。然而近年来,全球气候变化与人类活动导致土地退化、植被破坏和生物多样性丧失等问题日益严峻,生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)持续下降。特别是在2008年汶川地震后,大熊猫栖息地遭受重创,生态恢复面临严峻挑战。尽管中国政府实施了退耕还林、防护林建设等生态工程,并启动了大熊猫国家公园(Giant Panda National Park, GPNP)试点,但关于这些保护措施的实际成效仍缺乏系统评估。

为破解这一科学难题,四川省相关研究团队在《Environmental and Sustainability Indicators》发表了重要研究成果。研究团队创新性地采用30米高分辨率土地利用遥感数据,选取2011年(第四次全国大熊猫调查启动)、2015年(国家公园体制试点方案发布)和2021年(GPNP正式成立)三个关键时间节点,通过等效因子法、地理探测器(Geographical Detector, GD)模型等技术手段,系统评估了GPNP内外生态恢复成效。研究特别关注土地利用结构变化与ESV时空演变规律,揭示了自然因素与人类活动的交互作用机制。

关键技术方法包括:1)基于CLCD数据集的30米分辨率土地利用分类;2)采用改进的等效因子法计算ESV,通过农作物种植面积、单产和价格校准单位面积价值当量(2143.85元/hm2);3)运用地理探测器模型解析ESV空间异质性的自然(X1温度、X2降水等)与人为驱动因子(X8人类活动强度等);4)通过土地利用转移矩阵量化生态用地转化路径。

研究结果展现出三个重要发现:

3.1 生态系统服务价值时空演变
GPNP内部ESV呈现"先降后升"的V型曲线,2011-2015年下降2.53亿元,2015-2021年回升0.59亿元,主要归因于水域面积减少与森林恢复。而非GPNP区域ESV持续增长,年增长率从1.68亿元(2011-2015)提升至6.27亿元(2015-2021),证实国家公园建设产生显著溢出效应。空间上ESV高值区(8.42-34.29亿元)集中分布于岷山、邛崃山等核心栖息地。

3.2 土地利用类型的ESV贡献
森林与水域是ESV变化的主要贡献者,在GPNP分别贡献31.1%和51.1%的变化量。调节服务(如气候调节、水文调节)价值占比最高,支持服务次之,凸显森林生态系统在碳汇、水源涵养方面的核心功能。值得注意的是,2015年后湿地面积在非GPNP区域增加140.35 km2,使其ESV贡献率提升至21.3%。

3.3-3.5 驱动机制与政策效应
地理探测器显示:GPNP内ESV变化主要受自然因素主导(X1温度q=0.517,X11坡度q=0.487);而非GPNP区域在2015年前受人类活动(X8 HAI)与自然因素共同影响,试点后自然因子解释力显著增强。土地转移矩阵表明,GPNP试点使区域内土地转换强度降低29.41 km2,而非GPNP区域增加47.09 km2,证实保护区有效抑制了生态用地转化。

这项研究具有三重重要意义:首先,首次通过十年期高精度数据验证了国家公园体制在提升ESV方面的"双赢"效果——既改善保护区内部生态功能,又带动周边区域协同发展;其次,揭示了地震灾后生态恢复的特殊规律,为类似灾害生态修复提供参考;最后,建立的"土地利用-ESV-驱动机制"分析框架,可推广至其他自然保护区成效评估。

展望未来,随着国家公园建设的深入推进,建议:1)加强森林、湿地等关键生态系统的精准保护;2)建立生态补偿机制,缓解保护与发展的矛盾;3)推动Gross Ecosystem Product(GEP)核算体系应用,实现生态价值定量化。这项研究不仅为大熊猫保护提供科学依据,更为中国国家公园体系建设贡献了重要方法论。

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