全 文 ：长白山阔叶红松林生态保护关键区的确定*
于琳倩摇 李景文**摇 赵秀海摇 马摇 琳摇 吴摇 尚摇 白雪琪
(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京 100083)
摘摇 要摇 为完善长白山地区保护区体系、减少生物多样性破坏、保护阔叶红松林,对长白山国
家自然保护区周边 6 个林业局、64 个林场进行实地调查和数据分析;基于保护生物多样性的
地理学方法(GAP),选择 41 种植物作为重点保护物种,以采伐区、农田、居民点、公路数等因
子作为干扰因素,并利用 GIS空间分析研究了长白山地区指示植物数量和干扰强度的分布.
结果表明:不同林场指示物种分布不均匀,以泉阳县胜利、冷沟子林场为中心形成西北坡和南
坡 2 个保护植物富集分布区域,宝马、衡山、冷沟子和黑河林场有单个重要物种分布;各林场
干扰强度不同,露水河林业局和白河林业局北部整体受干扰程度较大.通过各项指标综合分
析,确定出长白山北坡的泉阳鄄露水河南部鄄白河北部和长白山南坡的长白县东部 2 个生态保
护关键区带.
关键词摇 保护关键区摇 保护生物多样性的地理学方法摇 保护植物摇 干扰
文章编号摇 1001-9332(2014)05-1250-09摇 中图分类号摇 S718. 5摇 文献标识码摇 A
Ecologically critical areas of broad鄄leaved Korean pine mixed forest in Changbai Mountains,
China. YU Lin鄄qian, LI Jing鄄wen, ZHAO Xiu鄄hai, MA Lin, WU Shang, BAI Xue鄄qi (Ministry
of Education Key Laboratory for Silviculture and Conservation, Beijing Forestry University, Beijing
100083, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(5): 1250-1258.
Abstract: In order to improve the protection system to reduce the damage of biodiversity and protect
broad鄄leaved Korean pine mixed forest, 64 forest farms from 6 Forestry Bureaus around Changbai
Mountains Nature Reserve were investigated and analyzed. A total of 41 plants were selected as key
protected plants, and felling area, cropland, mining area, highway, railway and residential area
were considered as the disturbance factors. GAP and GIS spatial analysis were used to draw the in鄄
dicator plant and disturbance intensity distribution maps. The results showed that the indicator spe鄄
cies distribution was uneven. The indicator plant enrichment regions were located on the north west鄄
ern and southern slopes centered with Shengli and Lenggouzi forest farms of Quanyang County, re鄄
spectively, and single distributions of the endemic plants were found in Baoshan, Henshan, Leng鄄
gouzi and Heishan forest farms. The different disturbance severities were observed in the different
forest farms, among which the north part in Lushuihe and Baihe forest farms were severely disrup鄄
ted. Two ecologically critical areas, Quanyang鄄Lushuihe鄄Baihe on the north slope of Changbai
Mountains and the east part of Changbai County on the south slope, were determined based on the
comprehensive analysis.
Key words: ecologically critical area (ECA); geographic approach to protect biological diversity
(GAP); protected plant; disturbance.
*科技部“十二五冶科技支撑计划项目(2012BAC01B03)资助.
**通讯作者. E鄄mail: lijingwen@ bjfu. edu. cn
2013鄄09鄄16 收稿,2014鄄02鄄12 接受.
摇 摇 长白山地区是整个欧亚东大陆北半球上一个最
大的种质植物基因库,为世界同纬度上温带生态系
统和森林植物保存较完整的地区[1] . 国家级自然保
护区的建立对当地生物多样性保护起到了积极作
用,但由于周边地区长时期的森林砍伐以及各种社
会、人为因素的干扰,生态环境逐渐恶化,珍稀濒危
植物的自然面积急剧缩小[2] .
生态关键区( ecologically critical area,ECA)的
说法最早于 1984 年被提出[3],后综合多位学者的定
义和讨论,认为 ECA是对保护生态系统功能或生物
多样性及廊道连通性、资源生产力有特别价值的关
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 5 月摇 第 25 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2014, 25(5): 1250-1258
键区域或最脆弱的地区,在生态环境综合管理中通
常应给予特别的关注和保护[4] . 美国、英国等国家
相继开展了生态关键区的研究和立法工作,维持了
多个地区的生态功能[5-6] . 国内也有学者对全国大
尺度的生态关键区做过研究和选定[7-8],徐卫华
等[9]基于优势生态系统将中国保护关键区的选取
标准概括为以下几条:反映特殊的气候地理与土壤、
只在中国分布、物种丰富度高、特殊生境. 许多研究
表明,生态关键区的确立可为科学保护提供决策信
息,有助于利用有限的资源进行有效保护[10-11] . 生
物多样性的热点地区被认为是本地物种多样性最丰
富的地区或是特有物种集中分布地区[12-14],而生物
多样性分布中心的概念与生物多样性的热点地区有
相似定义[15] . 保护生物多样性的地理学方法( geo鄄
graphic approach to protect biological diversity,GAP)
可通过对较大尺度区域内的生物物种分析和重要生
态系统的分析,找出动植物物种分布情况,识别没有
出现在生物多样性保护网中的植被型和濒危物种的
保护空白地区[16] . GAP分析为区域热点地区分析提
供了一种方法框架[17],能够找到保护区中哪些应受
保护的因素未受到保护[18] .
2002 年,长白山地区被我国确立为具有全球性
保护意义的生物多样性关键地区[19],但迄今为止,
该区域唯一的自然保护区以外的大面积阔叶红松林
并没有进行小尺度的保护关键区的讨论,以生态关
键区为标准的保护体系还未形成. 零散的森林公园
并不能使阔叶红松林及其濒危植物受到充分保护,
这给环境管理带来了一系列难度. 长白山自然保护
区东南部与朝鲜接壤,其东北部至南部被白河林业
局、露水河林业局、泉阳林业局、松江河林业局、临江
林业局和长白县林业局环绕,整个区域是长白山植
物区系的核心部分,是一个植被类型较为完整的陆
地森林生态系统,在进行生态系统保护时不应割裂
开.这些林业局中共有 64 个林场,林场是森林资源
统计和管理的第二级森林经营区划单位,也是大多
数自然保护区管护分区的重要层次单元. 经过多年
的森林植物群落样地调查和森林资源二类调查,可
以对林场和林班的植被状况有宏观了解. 现有各个
林场的森林植被现状和森林经营管理手段有很大的
内部统一性,不同林场之间的森林状况又各有特点,
在林场基础上划分生态保护关键区有利于进一步进
行保护体系的集约化管理.因此,提出林场尺度的保
护排序与评价,对于在自然生态系统多样性中选定
生态保护关键区具有一定的现实意义和可操作性.
本文根据生态关键区的理论和标准,结合热点
地区和 GAP 分析法,基于 2000—2011 年的二类调
查数据和实地调查结果,运用 GIS系统,在林场单元
基础上划分出小尺度的生态保护关键区,明确濒危
植物和生物多样性丰富的重要保护位置,以期为丰
富生态关键区理论、减缓长白山地生物多样性的破
坏、建立有效的保护区提供依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究地概况
长白山位于吉林省东南部,是松花江、鸭绿江和
图们江三大江的发源地,是我国乃至全球生态系统
保存最完整的地区之一. 以长白山为主体的长白山
林区,西北与小兴安岭、松辽平原接界,东南与朝鲜
为邻,东北接三江平原,西南接辽东半岛. 长白山地
区属温带、寒温带大陆性气候,年降水量 700 ~
1400 mm,年均气温-7. 3 ~ 4. 8 益 .植被主要有以红
松(Pinus koraiensis)为主的针阔混交林、以鱼鳞云杉
(Picea jezoensis var. microsperma)和冷杉(Abies fab鄄
ri)为主的常绿针叶林及岳桦(Betula ermanii)林等,
受气候影响有明显的垂直分布现象,在海拔 2000 m
以上的地方还有中国罕见的高山冻原带. 最高峰为
白云峰,海拔 2691 m[20] .
本研究区地处长白山自然保护区周边的白河林
业局、露水河林业局、泉阳林业局、松江河林业局、临
江林业局和长白县林业局,共 64 个林场,地理位置
在 41毅22忆—42毅46忆 N、 126毅45忆—128毅33忆 E,区域面
积 12790 km2,海拔 450 ~ 1400 m,地带性植被类型
为阔叶红松林,土壤以暗棕色泰加林土为主.临江林
业局 1946 年建局,是长白山林区采伐历史最长、建
局时间最早的森工企业,之后,露水河、松江河、白
河、泉阳、长白县林业局相继建局,形成了我国重要
的木材生产基地,遭到长时期的采伐.红松阔叶混交
林本身具有复杂的层次结构,可构成物种丰富、功能
强大的森林生态系统. 20 世纪 90 年代以前,该区的
采伐方式多为皆伐,森林结构和功能发生了巨大变
化,森林生态系统退化;之后经营理念的转变尤其是
“天保冶工程的实施使森林资源破坏趋势得到遏制,
但各种形式的干扰持续存在.由于人口的逐渐增加,
其他方式的人类干扰也影响到长白山地区的生态平
衡,如建设工地、采石场、交通运输、农地耕种等.现
今该区域除松江河林业局和长白县林业局之外,森
林覆盖率都达到了 90%以上,但是以次生林和人工
林居多,表现为群落结构区域简单化、动植物种类数
15215 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 于琳倩等: 长白山阔叶红松林生态保护关键区的确定摇 摇 摇 摇 摇 摇
量减少、生物多样性降低[21-24] .
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 数据准备和处理平台摇 本文数据主要来源于
对长白山地区实地调查结果和历史数据、图件等.物
种数据来源于 2012 年 5—6 月、9—10 月和 2013 年
5—6 月对长白山各个林业局和林场的考察调研.植
被类型和干扰因素数据来源于林相图、中国科学院
植物研究所编制的 1 颐 100 万植被图[25]和 2000—
2011 年林业局的二类调查数据.数据和图像处理基
于 ArcGIS软件,部分地理图件来源于国家基础地理
信息中心.
1郾 2郾 2 保护植物和干扰因子的选择与分析摇 依据物
种多样性热点地区分析的思想,根据物种的生存状
况和受威胁程度,有特殊意义的一类植物如特有种、
濒危种和受威胁种可作为指示物种,本文选择需重
点保护的植物物种作为指示种,包括:1)绝大多数
种群在中国只分布于长白山地区且处于受威胁状态
的物种;2)国内濒危物种 (国家一级重点保护物
种);3)国内受威胁物种(国家二级重点保护物种).
根据文献[26-27],在长白山分布或曾分布的一级
重点保护植物有 5 种,二级重点保护植物有 34 种,
长白山地区特有植物 5 种,其中,3 种既是二级重点
保护植物也是特有植物. 权重赋值为特有种 0. 25,
国家一级保护物种 0. 2,国家二级保护物种 0. 1[28] .
一般情况下,相对较小的规划单元比相对较大
的规划单元对分析保护空缺更有效[29] .根据研究地
情况,本文选择林场为分析单元. 通过野外踏查记
录、专家咨询,将各林场的 41 种植物物种数量分别
划分为由少到多 5 个等级,林场中极少见或无、在特
定少数生境中、林下散生、广布或广泛栽培、优势种
分别表示为 1、2、3、4、5 个等级(具体数字只代表相
对数量,并无绝对含义),结合权重将各林场的物种
数量进行累加,制作数量等级图. 选择砍伐作业面
积、农业作业面积、工矿用地面积、采石面积、公路
数、铁路数和居民点数表示对不同林场的干扰强度,
以长白山地区二类调查数据为依据,将各个干扰项
的面积占所在林场总面积的比例由低到高划分为
1、2、3、4、5 的相对等级(其大小只代表相对程度,并
无绝对含义),并直接累加,制作干扰等级图.
1郾 2郾 3 特殊保护地分析摇 为了准确地反映具有特别
价值的生态系统功能以及资源生产力的关键性区
域,结合研究区实际情况,选取 4 种特殊保护地纳入
生态关键区评价体系,分别是:重要的饮用水源地、
红松母树林、保护植物的少量分布地和大型种子园.
1郾 2郾 4 生态保护关键区的确定摇 生态关键区是对维
持生物多样性或资源生产力有特别价值的生物活动
高度集中的地区[30] . 本研究选择保护植物数量多、
受人为干扰弱的区域作为生态保护关键区,利用
ArcGIS软件将保护植物数量和人类干扰叠加生成
生态关键区等级图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 重点保护植物的分布
长白山地区有 5 种国家玉级保护植物、34 种国
家域级保护植物、5 种长白山特有植物. 其中,对开
蕨(Phyllitis scolopendrium)、刺参(Oplopanax elatusi)
和山楂海棠(Malus komarovii)既是特有植物也是国
家域级保护植物(表 1).
2郾 1郾 1 长白山特有植物 摇 长白松 ( Pinus sylvestris
var. sylvestriformis)、朝鲜崖柏(Thuja koraiensis)、对
开蕨、刺参和山楂海棠是在中国分布极少的濒危物
种,是长白植物区系特有物种.
长白松是树形优美的速生树种,有很大的观赏
价值[31] .长白松分布在长白山北坡白河林业局的宝
马林场附近的河流冲积平原,形成小片纯林,地理位
置为 42毅06忆—42毅03忆 N、128毅05忆—128毅25忆 E ,面积
为 1. 12 km2,海拔 110 m左右,长白松林下土壤为火
山灰始成暗棕色森林土,土层薄.目前长白松林分布
地已建立了生态公园,白河林业局长白松管理站对
其进行保护管理. 此外,长白松也零星生长在海拔
1600 m以下的红松阔叶混交林、云冷杉林和长白落
叶松林中,但很少见.
朝鲜崖柏又叫长白侧柏,是药用植物、香料植
物,并具有观赏价值[32] . 朝鲜崖柏散生于长白山南
坡 700 ~ 1800 m 的山坡上;长白县林业局的十九道
沟(横山林场)、十五道沟(冷沟子林场)和母树林林
场有成片的纯林,海拔在 1400 ~ 1500 m;松江河林
业局有散生的朝鲜崖柏,分布于红松针叶林带与岳
桦林带交界处.
对开蕨既是药用植物也是观赏植物,因为生态
环境遭受破坏,种群面临灭绝的危险,已被列为国家
域级重点保护植物. 它的发现填补了对开蕨属在中
国地理分布上的空白,在研究植物地理学、植物区系
学等方面具有一定价值. 对开蕨主要分布在长白山
南坡(临江林业局和长白县林业局)红松阔叶混交
林下潮湿的石缝中,数量不多且零散,北坡的露水河
林业局也有零星分布,海拔在 700 ~ 800 m.
刺参在长白县林业局较多见,阔叶林和针阔混
2521 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 1摇 研究区重点保护植物物种统计
Table 1摇 Key鄄protected plants in the study area
种名
Species
保护类型
Protection type
海拔
Elevation (m)
种名
Species
保护类型
Protection type
海拔
Elevation (m)
北重楼 Paris verticillata 域 1100 ~ 2300
垂花百合 Lilium cernuum 域 200 ~ 1800
朝鲜崖柏 Thuja koraiensis 特有 700 ~ 1400
黄耆 Astragalus membranaceus 域 800 ~ 1500
野大豆 Glycine soja 域 150 ~ 2650
苞叶杜鹃 Rhododendron bracteatum 域 2600 ~ 3500
牛皮杜鹃 Rhododendron aureum 域 1000 ~ 2500
紫椴 Tilia amurensis 域 <1100
东北红豆杉 Taxus cuspidata 玉 500 ~ 1000
东北茶藨子 Ribes mandshuricum 域 300 ~ 1800
红景天 Rhodiola rosea 域 1800 ~ 2700
库页红景天 Rhodiola sachalinensis 域 1600 ~ 2500
小丛红景天 Rhodiola dumulosa 域 1600 ~ 3900
大花杓兰 Cypripedium macranthos 玉 400 ~ 2400
杓兰 Cypripedium calceolus 玉 500 ~ 1000
紫点杓兰 Cypripedium guttatum 玉 500 ~ 4000
二叶舌唇兰 Platanthera chlorantha 域 400 ~ 3300
广布红门兰 Orchis chusua 域 500 ~ 4500
角盘兰 Herminium monorchis 域 600 ~ 4500
十字兰 Habenaria schindleri 域 240 ~ 1700
手参 Gymnadenia conopsea 域 >1250
绶草 Spiranthes sinensis 域 200 ~ 3400
天麻 Gastrodia elata 域 400 ~ 3200
小斑叶兰 Goodyera repens 域 700 ~ 3800
长苞头蕊兰 Cephalanthera longibracteata 域 1000 ~ 3300
草苁蓉 Boschniakia rossica 域 1500 ~ 1800
木通马兜铃 Aristolochia manshuriensis 域 100 ~ 2200
狗枣猕猴桃 Actinidia kolomikta 域 800 ~ 1500
软枣猕猴桃 Actinidia arguta 域 100 ~ 900
五味子 Schisandra chinensis 域 1200 ~ 1700
水曲柳 Fraxinus mandshurica 域 700 ~ 2100
山楂海棠 Malus komarovii 特有,域 1100 ~ 1300
穿龙薯蓣 Dioscorea nipponica 域 100 ~ 1700
红松 Pinus koraiensis. 域 150 ~ 1800
长白松 Pinus sylvestris var. sylvestriformis 特有 800 ~ 1600
对开蕨 Phyllitis scolopendrium 特有,域 700 ~ 1000
人参 Panax ginseng 玉 400 ~ 1600
刺参 Oplopanax elatusi 特有,域 760 ~ 2100
刺五加 Acanthopanax senticosus 域 <2000
钻天柳 Chosenia arbutifolia 域 300 ~ 950
黄檗 Phellodendron amurense 域 400 ~ 1100
交林下都有分布,临江林业局只有东小山林场有小
片聚集,松江河林业局东南部和泉阳林业局亦有
分布.
山楂海棠主要分布在长白山西南坡长白县林业
局内的八号闸至龙泉镇海拔 1100 ~ 1300 m 间的疏
林内.
2郾 1郾 2 国家玉级重点保护植物 摇 人参(Panax gin鄄
seng)是第三纪的孑遗植物,也是一种名贵药材,过
度采挖导致野生人参数量不断下降,现仅在郁闭度
0. 7 ~ 0. 8 的红松针阔混交林和落叶阔叶林下还能
找到极少量的野生人参,人工栽培的人参十分常见.
具有药用价值的还有东北红豆杉,由于近年来的采
挖,导致本在长白山针叶林和针阔混交林广布的东
北红豆杉(Taxus cuspidata)现如今很难找到成熟植
株,多为树高 1 m左右的更新苗木,劲松林场和泉阳
林业局的胜利林场有较多分布,冷沟子林场已建成
红豆杉育苗基地.该区其余的 3 种玉级保护植物为
兰科的大花杓兰(Cypripedium macranthos)、紫点杓
兰(Cypripedium guttatum)和杓兰(Cypripedium cal鄄
ceolus),生境相近,在红松阔叶林和针阔混交林腐殖
质丰富的林窗下能够发现极少量的分布,两江林场、
宝马林场稍多.
2郾 1郾 3 国家域级重点保护植物 摇 研究区内海拔
450 ~ 1000 m地区的顶级森林群落是红松针阔混交
林,海拔 1000 ~ 1400 m 地区则是红松针叶混交林,
现如今原始红松林遗存甚少,仅露水河林业局的红
松林保护最好,面积比例较高,平均为 63% ,其中,
比例最高的永清林场达到 75. 4% ,比例最低的清水
河林场也达到 42. 4% .其他林业局平均红松林面积
皆不足 50% ,大部分以次生林替代. 红松林保存较
好的林场还有白河林业局的红石、黄松浦和劲松,泉
阳林业局的胜利、东北岔和抚安,红松林面积均在
50%以上.露水河林业局有我国目前最大、种植资源
最完整的红松母树林,面积 142. 03 km2,蓄积量
329 m3·hm-2 . 20 世纪 90 年代以后各林场抚育力
度加强,红松阔叶林面积逐步增加. 水曲柳(Chose鄄
nia arbutifolia)在研究区内也是常见优势种,在某些
林场大面积人工种植,已经具有较成功的培育经验.
在大多数林场分布多且常见的植物还有北重楼
(Paris verticillata)、穿龙薯蓣(Dioscorea nipponica)、
垂花百合 ( Lilium cernuum)、刺五加 ( Acanthopanax
senticosus)、狗枣猕猴桃(Actinidia kolomikta)、软枣猕
猴桃 ( Actinidia arguta)、木通马兜铃 ( Aristolochia
manshuriensis)、黄檗(Phellodendron amurense)、五味
子(Schisandra chinensis)、紫椴(Tilia amurensis).
东北茶藨子(Ribes mandshuricum)生长在海拔
35215 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 于琳倩等: 长白山阔叶红松林生态保护关键区的确定摇 摇 摇 摇 摇 摇
较高的山坡上,长白山西北坡的露水河林业局和泉
阳林业局常见;二叶舌唇兰(Platanthera chlorantha)
分布于西南坡的松江河林业局,林下和草丛中偶见;
广布红门兰多生长在海拔 1100 ~ 1300 m 的落叶松
林下,松江河林业局东部通往长白山山坡分布较多;
黄耆(Astragalus membranaceus)虽是常见种,但多数
为栽培种植,野生种极为少见;角盘兰(Herminium
monorchis)在松江河林业局 1200 m左右的针叶林下
偶见,其他地区数量极少;十字兰在针叶林下少有分
布,宝马林场、二道林场和黄松浦林场西部稍多;天
麻(Gastrodia elata)在各个林场种植数量较多,野生
种数量很少;小斑叶兰(Goodyera repens)多分布在长
白山西部和南部,松江河、临江和长白县林业局偶
见;钻天柳(Chosenia arbutifolia)集中分布的区域有
黑河林场和漫江林场交界处河流沿岸,位于十九道
沟林场的省道路边;长苞头蕊兰(Cephalanthera lon鄄
gibracteata)和绶草(Spiranthes sinensis)是极少见的
植物.
苔原植物中,牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)
和手参(Gymnadenia conopsea)在松江河林业局东部
山坡有分布,其他种仅生长在自然保护区内.
2郾 1郾 4 重点保护植物数量分布格局摇 从长白山地区
重点保护植物数量分布格局图(图 1)可知,经过累
加的保护植物数量范围在 6. 35 ~ 8. 85,长白山国家
自然保护区的保护植物最丰富、数量最多,一方面由
于保护区内森林生态受到的保护时间最长,另一方
面由于长白山主体海拔达到 2500 m以上,东北茶藨
子、苞叶杜鹃、牛皮杜鹃等高海拔植物只在保护区内
分布.研究区内的林场中,泉阳林业局的胜利林场、
长白县林业局的衡山林场、冷沟子林场是保护植物
数量最多的地区;长白山自然保护区西北部的抚安、
泉水、东北岔、大顶子、大川等 10 个林场形成了保护
植物数量较多的东西区域带;南部的母树林、衡山和
冷沟子林场也是保护植物集中的区域.
保护植物的整体分布并不均匀,这是内在因素、
自然因素和人为因素共同作用的结果. 长白山地区
的山楂海棠、对开蕨、长白松、钻天柳等植物的分布
具有明显的地域局限和生态脆弱性,它们多呈零星
岛屿状残遗分布,造成了遗传多样性降低和基因流
受阻;水曲柳、人参等为孑遗植物,种群难以繁殖扩
大;刺参、红豆杉等的种子多依靠鸟类传播,红松的
更新依靠啮齿动物的活动,由于近年来动物种群数
量下降,植物更新也受到影响,导致珍稀濒危植物资
图 1摇 长白山地区各林场指示植物数量等级
Fig. 1摇 Number gradient of indicator plants in each forest farm
of Changbai Mountains.
0)长白山自然保护区 Changbai Mountains Nature Reserve; 1)母树林
Mushulin; 2)横山 Hengshan; 3)龙泉镇 Longquanzhen; 4)冷沟子
Lenggouzi; 5)十三道沟 Shisandaogou; 6)向阳川 Xiangyangchuan; 7)
燎荒地 Liaohuangdi; 8)新房子 Xinfangzi; 9)西小山 Xixiaoshan; 10)
红土山 Hongtushan; 11)柳树河 Liushuhe; 12)东小山 Dongxiaoshan;
13)黑河 Heihe; 14)老岭 Laoling; 15)漫江 Manjiang; 16)芒河 Mang鄄
he; 17)大西 Daxi; 18)贾家营 Jiajiaying; 19)闹枝 Naozhi; 20)桦树
Huashu; 21)柳毛河 Liumaohe; 22)锦北 Jinbei; 23)白西 Baixi; 24)
抚南 Funan; 25)金山 Jinshan; 26)银山 Yinshan; 27)青川 Qing鄄
chuan; 28)板石河 Banshihe; 29)松山 Songshan; 30)马鞍山 Maans鄄
han; 31)槽子河 Caozihe; 32)开峰 Kaifeng; 33)前川 Qianchuan; 34)
曙光 Shuguang; 35)松江河胜利 Shengli in Songjianghe; 36 )抚安
Fuan; 37)泉水 Quanshui; 38)大顶子 Dadingzi; 39)兴参 Xingcan;
40)明水 Mingshui; 41)北岗 Beigang; 42)东北岔 Dongbeicha; 43)东
升 Dongsheng; 44)泉阳胜利 Shengli in Quanyang; 45)大川 Dachuan;
46)大东 Dadong; 47)榆树 Yushu; 48)新兴 Xinxing; 49)红光 Hong鄄
guang; 50)黎明 Liming; 51)四湖 Sihu; 52)西林河 Xilinghe; 53)两
江 Liangjiang; 54)永清 Yongqing; 55)清水河 Qingshuihe; 56)宝马
Baoma; 57)二道 Erdao; 58)春雷 Chunlei; 59)光明 Guangming; 60)
兴隆 Xinglong; 61 )劲松 Jinsong; 62 )红石 Hongshi; 63 )黄松浦
Huangsongpu; 64)东方红 Dongfanghong. 下同 The same below.
源不断萎缩.
2郾 2摇 干扰强度分析
通过实地调查、资料分析和专家咨询得出,长白
山地区面临的干扰威胁有:1)采伐作业. 保护区以
外的各林业局每年实施一定量的林业采伐,自天保
工程实施以来,林场采伐量逐年减少,现今林业局年
均采伐量<6000 m3,平均采伐面积占林场面积的
10% ~20% ,东升林场作业面积最大,为 41. 5% . 2)
采伐植物和药材. 41 种保护植物中,有 7 种药用植
物、6 种观赏植物、3 种优良材用树种,过度盲目地采
挖药材和大力推行毁林种参的种植模式等是造成一
些物种濒危的重要原因.人参、五味子、黄耆、天麻、
4521 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 2摇 长白山地区各林场干扰强度等级
Fig. 2摇 Gradient of disturbance in each forest farm of Changbai
Mountains.
手参、红豆杉是采挖最严重的几种药用植物,原始野
生种都已濒危,多地已在大量种植;刺五加、杓兰等
植物因为可食用或观赏性佳也多被采挖. 3)农业耕
种.农业较多的林场有新房子、两江、十三道沟等,面
积比例在 10% ~20% . 4)城市化基础建设.居民点、
公路、铁路、采矿基地的建设都在一定程度上破坏了
森林的生态环境.
通过对每个干扰项赋值的的等级叠加图(图 2)
进行分析得出,干扰程度形成 13 个等级,等级越高
受人为干扰程度越大.东升、红光、青川、宝马是受干
扰最严重的几个林场,除自扰保护区以外,曙光、胜
利、闹枝、兴参受干扰程度较小,自然程度较高.
2郾 3摇 特殊保护地分析
考虑到长白山地区独特的自然生态环境和经济
社会价值,将饮用水源地、种子园、红松母树林等纳
入到特殊保护地范围. 人参是一种兼有自交和异交
的植物,人工栽培参在生长过程中可能与野山参发
生一定的种质交流,这些过程将包含野山参与栽培
参种质的混合[33-34] .抚松县的北岗林场作为我国重
要的人参产地,其生态环境应给予保护.长白松在我
国只分布于白河的宝马林场,也应是重点保护对象.
白河林业局的二道白河、长白县林业局的十五道沟
和十九道沟都是发源于长白山地的典型流水地貌,
沟谷河岸旁土壤湿润,形成了湿地生态系统.二道白
河中游河岸是原始阔叶红松林和长白松纯林,下游
是绿头鸭和国家域级保护动物野生鸳鸯的栖息地;
十五道沟和十九道沟都有丰富的生物多样性,对开
图 3摇 长白山地区保护关键区
Fig. 3摇 Ecologically critical area in Changbai Mountains.
蕨、钻天柳、朝鲜崖柏等在北坡极少的植物在这里都
有分布.分布在永清红光、东升林场的红松母树林从
1950 年起规划,历经 5 次清查和抚育,对红松林种
植资源的生态系统的保护有明显成效,已经成为我
国最大的红松母树林基地.
2郾 4摇 生态保护关键区
叠加各林场指示物种等级和干扰强度等级,再
综合考虑特殊保护地,得到长白山地区生态保护关
键区(图 3).长白山西北坡有保存较完好的红松阔
叶林,有相对丰富的保护植物和重要的饮用水源地,
从榆树林场向东延伸到自然保护区最北端应当列为
生态保护关键区;长白山南坡、长白县林业局东部的
十五道沟和十九道沟是朝鲜崖柏、钻天柳、对开蕨适
宜生长的生境,同时也有其他丰富的保护植物,是另
一条生态保护关键区带.
3摇 讨摇 摇 论
生态关键区理论发展得不够成熟,关于内在涵
义和标准仍在不停地讨论和发展当中,当今对于生
态关键区的研究大部分是从国家乃至全球的大尺度
来选取优先保护的生态系统类型[4,9] . 本文尝试以
大尺度的理论结合小尺度的调查资料对局部区域进
行细化来描述生态保护关键区,因而部分评价标准
基于专家知识的基础之上,难免受到主观因素的影
响而使评价体系的结果有所偏颇;热点地区分析只
是提供了一个分析方法,并没有告诉人们如何进行
保护,也并不是所有的热点值的大小都与需要保护
的程度直接相关.以往文献在评价优先生态区时主
55215 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 于琳倩等: 长白山阔叶红松林生态保护关键区的确定摇 摇 摇 摇 摇 摇
要从生态系统类型出发,很少考虑到生态系统受威
胁程度及生态系统与人类生存的干扰、服务之间相
互作用的评价因子,本文将其纳入了评价标准,但仍
有不足,如没有时间变化对比研究等.对于生态系统
的健康程度和受威胁程度,保护物种的数量只能反
映其中的一方面,群落间的相互作用、群落演替未能
表现出来.在干扰方面,人类社会的发展对生态系统
的影响体现在许多方面,并且不完全是负面影响,本
研究认为采矿、道路、农业耕作等因子加速了森林景
观破碎化,不利于生物多样性的保护,但适当的干扰
也有利于提高生物多样性. 长白山是满族的发源
地[27],居民的信仰、人文活动也直接或间接地影响
着森林生态环境.这些因子应在以后的研究中加以
分析.
本文选取的 41 种需重点保护植物的生境和价
值都不相同,它们的分布数量和区域能在一定程度
上反映出森林生物多样性的变化和受干扰状况. 本
研究发现,长白山的保护植物分布不均匀,规律性不
明显,它们的数量很大程度上取决于人类的生产活
动行为.杓兰和大花杓兰的生境分布在红松阔叶林
下腐殖质层较厚、土壤较湿润的林隙中,其数量的减
少说明大部分红松阔叶林经过皆伐或择伐林窗增
多,水土条件发生改变;对开蕨的生境为潮湿阴暗的
沟谷湿地和林下石缝,因为湿地的减少也面临较大
威胁.临江林业局和露水河林业局建局最早,对红松
阔叶林资源保护力度最大,但保护植物的种类和数
量反而减少,可能原因一方面是历史自然因素的破
坏非常严重,使物种大面积衰退,另一方面是经营方
式不科学,屡次皆伐后人工营林破坏了保护植物的
适宜生境.从单一物种保护角度来说,这些大量被人
工栽培的植物避免了物种灭绝的威胁,但大部分保
护植物的生存状况不容乐观. 苞叶杜鹃、牛皮杜鹃、
杓兰等观赏性极佳的草本植物被居民和游客采摘严
重,红豆杉、五味子等药用植物每年被大量挖掘,红
豆杉几乎不能自然更新. 部分保护植物本可以作为
森林生态系统生物多样性的指示物种,但由于生产
价值较高,已经开始大面积人工栽植,如人参、天麻、
黄耆等,失去了指示意义.
长白山地区影响森林生态系统功能的因子除物
理环境以外,还包括群落组成结构特征和人类干扰
程度[35] .通过保护植物和干扰程度分析,能够整体
评价出长白山地区森林生物多样性状况. 与保护区
内相比,自然保护区以外的红松阔叶林的生物多样
性水平较低,并且不断受到人类活动的干扰,各个林
场不同的森林经营方式直接影响了植物群落的演替
和单一物种的分布. 西北部和南部地区群落生物多
样性水平高,受干扰较少,生态系统类型丰富,保护
植物较多,应当选定为生态保护关键区带,与自然保
护区内生态系统连成一体,共同保护.
长白山区在第三纪、第四纪发生过强烈的冰川
运动,我国北方的冻土向南推进,许多物种因此遭到
了毁灭性破坏.长白山也是一座火山,历史上曾有过
3 次火山喷发,使整个高山带的植被变得十分脆弱
而又年轻,土质变得更加贫瘠[34] .新中国成立以来,
研究区有关部门做了大量工作以保护森林动植物资
源,对长白山阔叶红松林的生物多样性、群落空间格
局、种间关系等方面也做过大量研究工作,但对生态
保护关键区的研究却相对空白.有研究表明,人类活
动导致生境丧失是对生物多样性的最大威胁,应该
从更大尺度进行研究,即充分利用已有信息,在多物
种水平与生态系统水平研究保护对策[36] .优先保护
生态系统及其生态关键区如果能得到有效保护,栖
息其中的野生动植物也能得到相应保护,因此,尽可
能大的保护面积对物种保护越有利. 本研究主要依
据各林场保护植物分布数量和人为干扰程度,同时
考虑不同生态景观之间的连接性、保护地带性植被
和特殊生境,找出当前的保护空缺;但在资源财力有
限的情况下,在保护空缺地带中分别选取两个生态
保护关键带是更好的选择,并不是说明其他地区没
有生态保护价值.小尺度生态保护关键区的划分更
有利于保护措施的实施,是跨国、跨省保护带体系建
立的细化过程,本研究将空缺分析和热点地区分析
思想通过保护植物和人类干扰进行量化,对山地森
林生态系统进行分析,选出生态保护关键区,力求达
到既保护濒危物种,又提高生物多样性的双重目标,
是对长白山森林生态系统应对气候变化提出的策
略,更是对生态保护关键区研究方法的探讨.
中国自然保护区的管理体系与制度已基本建
立, 但在管理机制方面尚存在一些问题[37] .生态保
护关键区的保护思想区别于自然保护区抢救式保护
方式,最终目标是基于生态系统的潜在分布,跨越省
域甚至国家的界限,构成相互嵌合连接的生态带和
生态网.建议长白山地区以生态保护关键区为理论
依据,分层次扩大保护区域,在区域之间构建保护廊
道;在未来的保护规划中,将数据库和地理信息系统
作为技术支持,提高评价的准确性和高效性,最终实
现物种、群落和生态系统信息的动态管理.
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作者简介摇 于琳倩,女,1988 年生,硕士研究生.主要从事生
物多样性保护研究. E鄄mail: yulinqiananna@ sina. com
责任编辑摇 杨摇 弘
封 面 说 明
图片由成都信息工程学院大气科学学院贾志军 2007 年 7 月 26 日摄于三江平原沼泽湿地生态
试验站附近的水稻田内,利用涡度相关系统对水稻田地表 CO2 和水热通量进行观测. 水稻田由沼
泽湿地开垦而来.三江平原是我国中纬度冷湿(长期季节性冻融)低平原沼泽湿地的典型代表区.
建国后多次大规模垦殖使该区农田面积显著增加,成为我国重要的商品粮生产基地.中国科学院三
江平原沼泽湿地生态试验站位于三江平原腹地的黑龙江省同江市东南部,别拉洪河与浓江河的河
间地段,始建于 1986 年,1992 年加入中国生态系统研究网络(CERN).试验站以三江平原沼泽湿地
为主要对象,开展沼泽湿地生态系统要素和主要生态过程长期定位观测,为沼泽湿地生态过程、区
域沼泽湿地资源保护、区域尺度生态与环境安全管理等研究提供基础数据支撑和研究平台.同时,
也开展了人类活动影响下自然生态系统变化观测、区域尺度生态与环境变化及区域农业生态可持
续发展模式的研究工作.
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