中国三江并流区保护地对森林生态系统综合保护效力的多维评估

本研究针对全球保护地(PA)在提升森林覆盖率、改善生态系统服务(ESs)和减缓森林破碎化(FFI)方面的综合效力评估不足的问题，研究人员通过植被覆盖度(FVC)、森林破碎化指数(FFI)和生态系统服务(ESs)三维指标，评估了中国三江并流区(TPRR)16个保护地20年(2001-2020)的保护成效。结果显示48.81%-59.82%区域呈稳定或改善趋势，33.03%区域达到高效保护水平，揭示了自然因素与保护地规模的关键影响，为世界自然遗产地管理提供了科学依据。

　　

在全球生物多样性持续衰退的背景下，保护地(Protected Areas, PA)作为生态保护的基石，其实际效力却长期面临争议。三江并流区(Three Parallel Rivers Region, TPRR)作为中国西南生态安全屏障和世界自然遗产地，拥有从亚热带到寒温带的完整森林垂直带谱，是欧亚大陆生物交流的关键廊道。然而令人担忧的是，尽管该区域已建立16个保护地，但过去研究多聚焦单一指标，难以全面评估其在维持森林完整性、生态功能和服务方面的综合成效。

针对这一科学难题，西南林业大学的研究团队创新性地构建了"植被生长-空间格局-生态功能"三维评估体系。研究选取植被覆盖度(Fractional Vegetation Coverage, FVC)表征森林生长状况，融合边缘密度、斑块密度和平均斑块面积构建森林破碎化指数(Forest Fragmentation Index, FFI)，并采用InVEST模型量化水源涵养、土壤保持、碳储量和生境质量四项生态系统服务(Ecosystem Services, ESs)。通过倾向得分匹配法(Propensity Score Matching, PSM)控制海拔、坡度等环境变量，首次实现了保护地内外3km×3km网格的精准对比。

关键技术包括：基于NDVI像元二分模型计算FVC，运用Fragstats 4.2软件分析景观格局指标，采用InVEST模型评估ESs，并利用随机森林模型解析8类影响因素。研究样本覆盖TPRR内13个以森林生态系统为主的保护地，时间跨度为2001-2020年。

【保护地各指标保护效力】
FVC分析显示35.15%网格呈积极保护效果，尤以高黎贡山北段、白马雪山南部分布显著；FFI指标表明40.92%区域破碎化得到有效遏制，但47.89%区域仍面临加剧风险；ESs评估发现50.46%网格服务功能改善，其中水源涵养对降水变化最为敏感。

【综合保护效力等级】
通过10级分类体系整合三维指标，发现33.03%区域达到高保护等级(8-10级)，主要分布在国家级自然保护区；60.73%属中等效力(4-7级)，93.76%区域至少在一个维度呈现改善。值得注意的是，高黎贡山中部同时存在FVC与FFI协同改善和恶化区域，揭示管理措施的时空异质性。

【影响因素解析】
随机森林模型显示：年均温变化(ΔT>0.03℃时效力骤降)和年降水变化(ΔP>-5mm时效力提升)主导保护效力变异，解释度超地形和管理因素。保护地规模呈现阈值效应——超过2500km²后效力急剧下降，这与监测覆盖度降低直接相关。管理级别中国有自然保护区>国家自然公园>地方级保护区，印证资金投入与执法强度的关键作用。

这项研究突破传统单一指标评估局限，首次揭示TPRR保护地"三分天下"的格局——三成高效保护、六成中等效力、局部亟待加强。其创新性在于：创建10级综合效力评估体系，实现复杂生态状态的等级化管控；发现气候因子的非线性阈值效应，为气候变化适应提供量化依据；证实国家级保护地的管理优势，建议对地方级保护区加强无人机、物联网等"空天地"一体化监测技术投入。论文发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》，为全球自然遗产地的多维评估提供了中国方案，尤其对横断山脉、喜马拉雅等生态敏感区的保护规划具有重要指导价值。