保护与气候变化在中国_32页_4mb

报告摘要

大自然保护协会在中国生物多样性保护与气候变化适应项目总结

项目背景

大自然保护协会（TNC）自2006年起参与《中国生物多样性保护战略与行动计划》，利用“系统保护工程”方法确定了中国陆地生态系统32个生物多样性保护优先区。这些优先区具有生物多样性富集和保护成本相对较低的特点。然而，随着气候变化加剧，传统保护规划未能充分考虑其影响，因此需要制定适应气候变化的保护策略。

项目目标

本项目旨在通过分析气候变化对32个优先区的影响，识别适应气候变化的生物多样性保护网络，推广以生态系统为基础的气候适应方法，为政策制定提供科学依据。项目分为三个阶段：

第一阶段（2009-2010年）：全国层面的宏观评估，分析气候变化对优先区的影响，提出适应策略。
第二阶段（2010-2012年）：选取三个代表性优先区进行深入研究，识别迁移廊道和高弹性区域，建立保护网络。
第三阶段（2013年）：总结研究方法和成果，推动全国推广。

项目主要成就

完成技术报告：包括《中国32个陆地生物多样性优先保护区气候变化影响评估报告》、《识别适应气候变化的生物多样性保护网络——方法与案例》及《中国32个陆地生物多样性优先保护区气候适应策略》。
建立气候数据库：开发了历史和未来气候数据集，分辨率从 $0.5^\circ \times 0.5^\circ$ 插值至 $1 \times 1$ km，用于分析气候变化趋势。
创建ClimateWizard网站：提供交互式地图和图表，用于展示中国区域气候变化趋势及模拟数据，支持科学家和决策者进行研究。
识别气候弹性区域：通过定量分析地形多样性、海拔梯度、湿度梯度等因素，识别出具有高气候适应能力的地理区域。
识别迁移廊道：采用CircuitScape工具，识别物种大规模迁移的廊道，为保护网络设计提供依据。
建立有弹性的保护网络：整合未来物种和生态系统分布、迁移廊道及高气候弹性区域，识别出适应气候变化的生物多样性保护网络。

项目技术成果

1. 气候数据集

历史气候数据：1961-2008年，覆盖全国753个站点，分辨率 $1 \times 1$ km。
未来气候数据：采用RegCM3和PRECIS模型模拟，分辨率 $1 \times 1$ km，涵盖1951-2100年。

2. ClimateWizard气候向导公众网站

提供中国任意区域过去50年和未来100年气候变化数据查询。
支持科学家、决策者进行气候变化影响分析。

3. 气候变化脆弱性评估

建立暴露度-敏感度-影响评价框架，对32个优先区进行排序，识别出气候变化影响最剧烈的区域。

4. 未来植被和物种分布模拟

使用BIOME4模型模拟当前和未来50年、100年植被分布，得到27种主要植被类型变化。
使用MaxENT模型模拟270个指示物种分布变化，识别关键物种栖息地变化趋势。

5. 气候弹性评估

通过地形多样性、海拔梯度、湿度梯度等指标，识别出高气候弹性区域。

6. 廊道识别

使用CircuitScape工具，识别物种迁移关键廊道，提升保护网络连通性。

7. 有弹性的保护网络识别

综合未来分布、迁移廊道和高气候弹性区域，识别出适应气候变化的保护网络，覆盖当前和未来生物多样性格局。

气候变化对优先区的影响分析

6.1 气候变化暴露度分析

暴露度指数：计算公式为 $\text{暴露度} = \frac{|\Delta \mathrm{T}{\text{mean}}|}{\max |\Delta \mathrm{T}{\text{mean}}|} + \frac{\mathrm{SD}{\mathrm{T}{\text{mean}}}}{\max (\mathrm{SD}{\mathrm{T}{\text{mean}}})} + \frac{|\Delta \mathrm{P}{\text{mean}}|}{\max |\Delta \mathrm{P}{\text{mean}}|} + \frac{\mathrm{SD}{\mathrm{P}{\text{mean}}}}{\max (\mathrm{SD}{\mathrm{P}{\text{mean}}})} + \frac{|\Delta \mathrm{A}{\text{mean}}|}{\max |\Delta \mathrm{A}{\text{mean}}|}$。
优先区暴露度排名显示，喜马拉雅东南区和岷山-横断山北段区暴露度最高，塔里木河流域区暴露度最低。

6.2 优先区对气候变化的敏感度分析

敏感度指数计算公式为 $\text{敏感度} = \frac{|\Delta \mathrm{SI}|}{\max |\Delta \mathrm{SI}|} + \frac{|\Delta \mathrm{SSI}|}{\max |\Delta \mathrm{SSI}|} + \frac{|\Delta \mathrm{ESI}|}{\max |\Delta \mathrm{ESI}|}$。
横断山南段区、岷山-横断山北段区和西双版纳区的敏感度最高，阿尔泰山区和库姆塔格区的敏感度较低。

6.3 优先区内的植被变化

气候变化下，20种生物群区将增加至23种，其中亚热带混交林面积增加最多，温带落叶阔叶林和不毛之地面积减少最多。
从2000年到2050年，18个生物群区向高海拔迁移，仅2个向低海拔迁移。
从2000年到2100年，18个生物群区继续向高海拔迁移，开阔针叶林地迁移距离最大。

6.4 气候变化对优先区的影响分级

按照暴露度、敏感度和植被变化，将优先区分为I至IV级。
横断山南段区和岷山-横断山北段区影响最严重，塔里木河流域区影响最小。

以四川省为例的适应气候变化保护网络识别

2.1 方法框架

保护对象：包括当前和未来物种、生态系统分布及气候庇护所。
生境适宜性：考虑人类干扰、气候压力及生态弹性。
连通廊道：识别关键生态流动通道，提高保护网络连通性。

2.2 方法特点

数据驱动：使用定量模型和客观数据。
专家知识结合：在数据不足时，补充专家意见。
保护过程与生态过程结合：不仅保护生物多样性，也保护生态过程。

3.1 保护网络识别过程

识别出三个部分：物种和生态系统区域、气候庇护所、关键廊道。
保护网络面积分别为：8.92万平方公里、3.98万平方公里、4.28万平方公里，分别占四川省面积的 $18.35%$、$8.19%$、$8.80%$。

3.2 与传统方法比较

传统方法：识别出保护网络占四川省面积的 $27.3%$。
气候适应方法：识别出保护网络占四川省面积的 $35.34%$，比传统方法多出 $8.04%$。
保护地分布：气候适应方法在多数生态区识别出更大比例的保护地，尤其在邛崃-岷山针叶林和藏东南灌木林和草甸生态区。

保护成效与空缺分析

现有保护区：四川省已建立61个国家级和省级自然保护区，覆盖保护网络面积3.04万平方公里，占总保护网络面积的 $17.57%$。
覆盖情况：部分生态区如怒江澜沧江峡谷高山针叶和混交林、贵州高原阔叶和混交林未被现有保护区覆盖，横断山脉亚高山针叶林、大巴山常绿林、四川盆地常绿阔叶林和云南高原亚热带常绿林的保护面积较少，不足 $10%$。
保护较好的区域：包括秦岭落叶林、藏东南灌木林和草甸、邛崃-岷山针叶林。