保护与气候变化 conser v a tion and clima te change in China 在中国气候变化对中国32个陆地生物多样性保护优先区的影响与适应 全球气候变化及其不利影响是人类共同关心的问题。近50年来以变暖为主要特征的显著气候变化，对 全球自然生态系统产生了明显影响，是全球公认对生物多样性的重要威胁因子。在气候变化影响下，未 来50年到100年，中国最需要优先保护的区域会受到怎样的影响？采取怎样的措施才能使那里宝贵的生 物多样性得到有效保护？ 2006年以来，大自然保护协会（TNC）参与的中国生物多样性保护战略与行动计划的工作，利用 TNC的“系统保护工程”（Conservation by Design）的方法体系，确定了中国陆地生态系统32个陆 地生物多样性保护优先区（下文简称优先区），这些区域都具有生物多样性富集和保护代价相对较低的 特点，对优先区的有效保护是中国实现可持续发展的重要保障。但是随着气候变化的发生，这些优先区 或多或少都将受到影响，所以制定适应气候变化的优先区保护行动尤其重要。 各国政府和国际研究机构为此做了大量气候变化应对策略和减缓影响的研究。然而以生态系统为基础的 气候适应研究却很少。从气候适应的角度而言，以生态系统为基础的气候适应是一个非常有效（ cost-effective）的方法，目前已经为联合国气候框架公约的许多缔约方接受，也被联合国生物 多样性公约和众多的政府和非政府保护组织推荐为气候适应的首选方案。 项目背景 项目目标 通过对32个优先区进行全面的气候变化数据分析、影响评估和策略研究，示范和推广以生态系统为基础的气候适应方法，有效应对气候 变化带来的不利影响。 【32个优先区位置示意简图】第一阶段（2009-2010年）：在全国层面对32个优先区进行气候变化影响的宏观评估，分析气候变化对32个优先区生物多样性的影响，及对32个 优先区气候变化脆弱性进行排序；并针对这些影响，提出相应的适应策略，为气候适应政策制定提供科学参考。 第二阶段（2010-2012年）：选择了三个具有代表意义的优先区进行深入研究，通过分析气候变化对保护对象（生态系统层面和物种层面）的 影响，以及物种和生态系统对气候变化的响应，识别出物种为适应气候变化所需的迁移廊道，建立气候变化下有效的生物多样性保护网络（Conser- vation Portfolio）。并在此基础上总结出一套能够在全国推广的系统方法。 第三阶段（2013年）：总结第一、二阶段的主要研究方法和成果，并在全国进行推广。 项目活动 2009 20 1 0 2 0 1 1 2 01 2 岷山-横断山北段区 西鄂尔多斯-贺兰山-阴山区 横断山南段区 32PCA气候变化适应策略 与政策建议 社区/少数民族地区气候变化影响和适应报告 高山生态系统气候变化影响和适应报告 沿海红树林地区气候变化影响和适应会议论文集 32PCA气候变化影响 评估报告/脆弱性排序 山地森林生态系统 优化保护网络及空缺分析 典型性草原生态系统 优化保护网络及空缺分析 高山生态系统 优化保护网络及空缺分析 四川省气候变化与生物多样性 保护行动规划 多种生态系统类型气候 变化弹性保护网络 多种生态系统及社区气候 变化影响和适应策略 气候变化影响及 脆弱性评估 1.气候变化下生物多样性评估 2.气候弹性评估 3.适应气候变化的生物多样性保护 网络识别 32个PCA 中国32个陆地生物多样性优先保护区 ( 以下简称PCA )建立了历史和未来气候数据集。历史气候基于753个中国地区观测站资料，制作 了一套19612008年0.5 ×0.5 分辨率的日气候数据集，并进一步插值至1×1 km网格距上，得到多要素的逐年逐月数据。 未来气候数据由两个模式模拟获得。一套采用RegCM3模式，进行19482100 年连续积分，水平分辨率为25km，并进一步经统计降尺度得到1×1km分辨率的 全国未来气候数据；另一套数据采用PRECIS模式，分辨率为50km，降尺度到 1×1km分辨率。 2. ClimateWizard气候向导公众网站 基于历史和未来气候数据集，建立了一个基于强大气候数据库和分析平台的网站。 该网站能够以交互地图和图表的形式进行动态查询，可以直观展示中国任意区域 过去50年的气候变化、和未来100年可能发生的气候变化，从而帮助气候变化相 关各领域的科学家、工作人员、决策者分析和研究气候变化的影响，为政府制定 气候适应策略和行动提供信息支持。 网址：climatewizard 3. 保护优先区气候变化影响和脆弱性评估 建立气候变化暴露度-敏感度-影响评价框架，设计暴露度指数、敏感度指数和植 被变化指数系统评价指标体系全面评价了我国32个陆地生物多样性保护优先区域 的气候变化脆弱性，并进行了排序，识别出受气候变化影响最剧烈的保护优先区。 项目主要成就 完成两个技术报告 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 完成中国32个陆地生物多样性优先保护区气候适应策略政策建议 建立气候变化数据集和ClimateWizard气候向导公众网站 完成气候变化评估和适应气候变化的生物多样性保护网络识别工具集 参与四川省气候变化与生物多样性战略和行动计划的编撰，提供核心技术支持 通过合作伙伴完成气候变化脆弱生态系统的适应策略研究报告 高山生态系统气候变化影响及适应策略 少数民族地区气候变化对传统知识的影响及适应 组织多次国际和国内气候变化适应相关主题研讨 组织7次气候变化影响评估和气候弹性保护网络识别的技术培训，培训涉及10单 位100人次 项目技术成果 1. 气候数据集4. 未来植被和物种分布模拟 采用BIOME4植被模型，以气候数据集作为输入，模拟全国当前和未来50年、 100年的植被分布状况，得到27种我国主要植被类型的分布及其变化。 以气候数据驱动MaxENT模型，模拟出270个指示物种当前和未来50年、100年 的分布范围，模拟出重要保护物种的栖息地随气候变化的潜在变化。 5. 气候弹性评估 特定景观物理特征能够形成高度连通的、丰富的微气候环境，以缓解气候变化的 不利影响, 从而利于物种的持续生存，称为生态弹性。通过定量的评估地形多样 性、海拔梯度和湿度梯度等因素识别出微气候环境丰富的地点，并结合景观渗透 性和连通性评估，最终识别出气候弹性高适应能力强的地理区域。 6. 廊道识别 廊道是物种应对极端事件和扩散基因流的关键通道，如何识别廊道一直是保护生 物学领域的热点和难点。我们采用基于电路理论和图论设计的CircuitScape工具 （McRae, Shah, 2009）根据景观结构对区域流通格局进行评估，在区域尺度 上识别物种大规模流动的迁移廊道。 7. 有弹性的保护网络识别 在系统的保护规划基础之上，将保护对象在气候变化下未来的潜在分布区、潜在 迁移廊道和高气候弹性区作为扩展的保护目标；并在考虑保护代价时，将气候变 化带来的压力和风险和人类干扰整合起来，通过Marxan空间优化模型最终识别 出有弹性的保护网络。这个网络不仅能够覆盖当前的生物多样性重要区域，实现 设定的保护目标，同时也能前瞻性的覆盖气候变化下的未来生物多样性分布 格局，降低气候变化带来的风险，在气候变化背景下仍然保证保护目标实现。 本项目在执行过程中得到了很多机构和科学家提供的帮助，是一个多方合作的 共同结果。感谢由UPS，Mac Aurther Foundation提供项目资金。 在第一阶段的工作中，感谢国家气象局气候中心高学杰博士，徐影博士团队提 供分析所需要的历史气候数据，未来气候模拟数据；感谢中科院地理所徐明教 授团队完成植被模型分析；也向TNC犹他州项目Barry Baker博士，中国林科 院李迪强博士，中科院地理研究所吴绍洪博士，中国农科院许吟隆博士在分析 方法上的无私指导表示感谢！ 在第二阶段工作中，感谢TNC阿巴拉契亚项目Thomas Minney博士，TNC科 学部Mark Anderson博士及其团队提供的技术支持和帮助！感谢中国民族大学 薛达元教授团队和香格里拉高山植物园方震东老师的辛勤工作！感谢四川省环 境保护厅对外合作中心李林主任，感谢中国科学院成都山地所王玉宽教授的支 持和合作！ 致谢：联系我们 可发邮件至：csitnc 或致电：+86 010 85319586 TNC 的网站地址 英文网站 nature/ 中文网站 tnc/ 专业用户和非专业用户都可以在此观察全球气候变化及其影响，并下载相关数据 climatewizard/ 通过此网站可以检索TNC 和合作伙伴完成的1000 多个保护项目 conpro.tnc/ 此网站面向保护工作者、科学家和决策者，分享保护工作中最新最好的相关信息 conservationgateway/中国32个 陆地生物多样性优先区 气候变化影响评估20052008年，大自然保护协会参与了由环境保护部（当时的国家环境保护总局）主持的中国生物多样性保护战略与行动计 划，利用多年来在全球广泛使用的“系统保护规划”方法体系，确定了32个中国陆地生物多样性优先保护区，并结合威胁和 保护空缺分析，提出关键的保护策略与行动计划，为未来中国生物多样性的保护和自然资源的管理提供了科学依据，奠 定了中国生物多样性保护蓝图的基础。遗憾的是，传统的系统保护规划中没有考虑气候变化影响。在气候变化背 景下，32个优先区的保护面临着新的挑战。 由于本研究数据和方法有限，我们主要分析了气候变化暴露度、敏感性 以及气候变化对保护优先区的影响（图2-1）。 1/背景介绍 2/方法框架 为了示范和推广生态系统为基础的气候适应，TNC中国项目开展了相应的研究活动。在研究的第一阶段对32个优先区进行气候 变化影响的宏观评估，分析气候变化对32个优先区中大的植被/生物群区的影响以及对32个优先区进行影响的严重性排序，并 针对这些影响，分析相应的应对措施。 【图 2-1 气候变化影响及脆弱性评估框架】暴露度： IPCC定义为系统暴露于显著的气候变异下的特征及程度，根据定义，优先区的气 候变化暴露度就是气候变化在优先区中发生的幅度、速率、变异和频率。 (Adger 2006, Gallopin 2006). 敏感度： 根据IPCC定义，敏感度指系统被影响和干扰的程度。在本分析中，敏感度用优先 区压力/受威胁的状况、优先区中目标物种对干旱等气候事件是否敏感，物种的濒 危状况，重点保护生态系统和对气候变化敏感的生态系统来衡量。 | mean A | max mean A mean P SD max mean P SD | mean P | max mean P mean T SD max mean T SD | mean T | max mean T + + + + 暴露度 = 其中：T mean，P mean、A mean分别代表优先区的年均温度、年均降水和年干燥度。 SI | | | | max SI SSI | | | | max SSI + ESI | | | | max ESI + 敏感度 = 其中，SI 、SSI 、ESI 分别代表优先区的人为干扰、物种敏感度、生态系统敏感度。 植被变化指数： 综合考虑每个优先区内的植被功能型在出现消失、面积比例、位移、斑块上的 变化，我们将每个优先区在每个因素上的变化值按照如下公式计算得到优先区植被 变化得分指数。 影响： 指气候变化条件下引发的各种环境条件的变化，从而对一个系统带来的直接或间接 的各种可能后果。在本分析中，结合暴露度、敏感度和通过biome模型模拟的生物 群区的变化来进行衡量和描述。 其中 max、max 、max 、 max分别代表优先区的生物群区数量变化、面积比例变化、平移距离和斑块变化。 代表优先区i内生物群区的数量变化 : An 代表过去优先区i内生物群区的数量 ，Ad 代表当前优先区i内生物群区的数量； 代表优先区内生物群区的面积比例变化: Aj2000Aj2050分别代表生物群区j在优先区i内的面积, Ai 是优先区i的总面积； 代表优先区i内生物群区发生迁移的总和： xj、yj 是优先区内I内生物群区j平移的距离； 综合斑块变化指数： = 斑块密度 + 斑块平均大小 + 景观形状指数 + 植被变化指数 = I biome = + max max max + max 2050 2000 % j j j i A A A = ( ) ( ) 2 2 2000 2050 2000 j j j j x x y y = + d n A A a - = Impact Matrix = 气候变化暴露度 + 气候变化敏感度 + 植被变化 暴露度 影响 植被变化指数 敏感度【图3-1】 BIOME4 模型主要工作流程 历史气候数据： 1961 - 2008 1km 全国753个站点逐月气候数据 未来气候数据： 1951 - 2100 1km RegCM3模型模拟 A1B情景下的逐月气候数据 植被变化数据： 2000, 2050, 2100 1km 生物群区数据 (BIOME4 模型) 敏感性数据： 物种数据：物种敏感度评估， 统计优先区内物种敏感性得分 人类活动数据：居民点、道路、人口密度、土地利用、 人类足迹 未来气候数据模拟与降尺度： 使用薄板样条方法(ANUSPLIN)将分辨率为25km的RegCM3模式模拟结果降尺 度为1km。 植被和生物群区模拟: 本次研究所采用的BIOME模型是一个比较成熟的静态植被模型，目前已经发展到 第四代（BIOME4）。BIOME系列模型定义了一系列的植物功能型，并由此定义 了相应的植被群区。 BIOME4 对当前、未来50 年和100 年的植被模拟结果请参见图 3-2、图 3-3、 图 3-4。 3/数据准备与处理 生物地理学 生物化学 自然干扰【图3-2】当前(2000年)中国植被分布 【图3-3】未来50年(2050年)中国植被分布 【图 3-4】未来100年(2100年)中国植被分布在全球环境变暖背景下，中国地区近几十年经历了一个以气候变暖为主要特点 的气候变化(Zhai et al.，2003)，同时降水型也出现了以“南涝北旱”(即华 北等地降水减少，长江中下游地区降水增加)为代表的变化 (Wang et al.，2001)。 基于全国753个气候站点地面资料,我们分析了1961年到2008年近地表气候变 化在主要生境类型 中的表现，全国范围内，所有主要生境类型平均气温趋势 均有所上升（图4-1），北方升温趋势大于南方。 温带阔叶林和混交林，洪泛草原和洪泛稀树草原，温带草原、稀树草原和灌丛， 北方针叶林/泰加林，热带亚热带湿润阔叶林等主要生境类型中出现降水减少 趋势。温带针叶林，荒漠和干旱灌丛，高山草原和高山灌丛，年降水量呈增加 的趋势（图4-2）。 4/ 全国气候变化概况 【图4-1】 19612008 年主要生境类型年均温变化(单位:° C) 【图4-2】 19612008 年主要生境类型年降水变化(单位: mm) NOW主要生境类型（Major Habitat Types， MHT）指优势生态系统相同的生态区集合体（聚群）， 它由气候、景观和生态系统格局相似的生态区组合而成，它主要反映全球尺度的生物多样性分布格 局。 1 1【图4-3】 未来50年主要生境类型年平均温度(单位:° C)变化 【图4-4】 未来50年主要生境类型年降水(单位: mm)变化 未来50年，所有主要生境类型的年平均气温均有所上升（图4-3）且升温幅度都在3°C左 右，增幅在2.42°C到3.52°C之间。 洪泛草原和稀树草原、北方针叶林泰加林生境类型的年降水出现了小幅减少，其它类型的 年降水均出现了不同程度的增加（图4-4），增加约37mm，增幅在19.56mm到 55.54mm之间。 3 C 37mm The next 50 years未来100年，各类型气温持续上升（图4-5），上升幅度都在5° C左右，增幅在4.31° C 到5.84° C之间。所有生境类型的年平均气温都在2050年基础上升高2° C左右。 所有生境类型中的年降水呈不同程度的增长（图4-6），平均增加60mm左右，增幅在 31.68mm到104.63mm之间。 【图4-5】 未来100年主要生境类型年平均温度(单位:° C)变化 【图4-6】 未来100年主要生境类型年降水(单位: mm)变化 60mm 5 C The next 100 years 3 C 37mm从目前的植被分布图分析，我国目前一共分布有20种生物群区。根据模型 模拟气候变化下植被变化的结果，到2050年，生物群区将增加为21种， 新增类型是热带半常绿林到2100年，生物群区增加至23种，新增类型有 热带半常绿林热带落叶林/林地、热带旱生灌丛。而不毛之地从2000年到 2100年基本消失。 从2000年到2050年，面积增加的生物群区有12个，面积增加最多的类型 是亚热带混交林，而亚热带常绿林的面积增加比例最大，面积增加为原来 的10倍。面积减少的生物群区有7个，其中面积减少最多的类型是温带落 叶阔叶林，而减少比例最多的是不毛之地，垫状非禾草-地衣藓类冻原， 分别减少为原来的17%，13%。 未来50年内，随着区域气候的变化，所有的20个生物群区均发生不同程 度水平方向的迁移（表5-1）；来100年内，生物群区迁移距离较前一个 时相有所增加，生物群区发生了更大的变化。 未来50年内，随着区域气候的变化，18个（90%）生物群区向高海拔迁 移，只有落叶泰加林/山地林和温带阔叶稀树草原的平均分布海拔有所下 降。落叶泰加林/山地林在水平方向的迁移距离也很大，是变化较大值得 关注的类型。未来100年内，仍然有18个生物群区继续向高海拔迁移，并 且迁移的幅度增加。而温带硬叶林地和沙漠两个类型的平均海拔有所下降 （表5-2）。 5/气候变化下的植被变化 【表5-1】 生物群区在水平方向的迁移状况 东 13 3.47°或285 冷温带针叶林 西 7 2.25°或198 落叶泰加林/山地林 南 8 2.39°或280 开阔针叶林地 北 12 1.77°或249 落叶泰加林/山地林 东 13 8.29°或692 温带针叶林 西 7 3.75°或529 温带硬叶林地 南 7 3.96°或478 开阔针叶林地 北 13 2.21°或287 温带硬叶林地 2000 2050 2000 2100 变化时段 迁移方向 发生迁移的 生物群区数量 平均迁移距离 （°或km） 迁移距离最大 的生物群区 上 18 452 开阔针叶林地 下 2 70 落叶泰加林/山地林 上 18 922 开阔针叶林地 下 2 324 温带硬叶林地 2000 2050 2000 2100 变化时段 迁移方向 发生迁移的 生物群区数量 平均迁移距离 （°或km） 迁移距离最大 的生物群区 【表5-2】 生物群区在垂直方向迁移状况6/气候变化对优先区的影响分析 1 大兴安岭区 1.65 1.56 1.41 1.50 22 2 小兴安岭区 1.97 1.50 1.69 1.61 19 3 三江平原区 1.41 1.29 1.56 1.42 31 4 长白山区 1.56 1.60 1.78 1.73 15 5 松嫩平原区 1.73 1.77 1.40 1.50 21 6 呼伦贝尔区 1.74 1.58 1.50 1.45 26 7 锡林郭勒草原区 1.31 1.52 1.37 1.49 24 8 阿尔泰山区 1.87 2.45 2.16 2.32 8 9 天山-准噶尔盆地西南缘区 1.92 2.00 2.66 2.26 9 10 塔里木河流域区 1.53 1.20 1.20 1.24 32 11 祁连山区 1.54 2.80 2.60 2.89 4 12 西鄂尔多斯-贺兰山-阴山区 1.84 1.74 1.48 1.67 16 13 羌塘-三江源区 2.25 2.80 2.76 2.94 3 14 库姆塔格区 1.66 1.76 1.60 1.80 14 15 太行山地区 3.88 2.13 2.33 2.04 10 16 六盘山-子午岭地区 2.64 1.41 2.04 1.63 17 17 喜马拉雅东南区 2.60 3.93 3.56 3.65 1 18 横断山南段区 2.00 2.68 2.16 2.65 5 19 岷山-横断山北段区 3.37 2.98 2.54 3.13 2 20 秦岭区 2.83 1.87 1.87 1.94 12 21 桂西黔南石灰岩地区 1.81 1.40 1.43 1.50 20 22 武陵山区 2.35 1.64 2.08 1.42 30 23 大巴山区 1.81 1.74 1.81 1.61 18 24 大别山区 1.86 1.18 1.71 1.44 27 25 黄山-怀玉山区 2.03 1.11 2.01 1.47 25 26 武夷山地区 1.83 1.58 1.38 1.43 29 27 南岭地区 1.15 1.94 1.86 2.01 11 28 洞庭湖区 1.66 1.25 1.94 1.49 23 29 鄱阳湖区 2.85 1.78 2.10 1.85 13 30 海南岛中南部区 1.80 2.61 2.68 2.49 6 31 西双版纳区 1.86 1.33 1.40 1.44 28 32 桂西南山地区 1.36 2.30 2.03 2.42 7 China 中国 2.75 2.56 2.58 2.60 6 ID 优先区名称 1961-2008 气候变化暴露度 2000-2050 气候变化暴露度 2050-2100 气候变化暴露度 2000-2100 气候变化暴露度 排序 【表6-1】优先区气候变化暴露度 6.1优先区的气候变化暴露度分析 在气候变化暴露程度上来看，整体上本世纪后50年比前50年 变化不大，从暴露度排名上看（表6-1），2000-2050年位 于前十位的横断山南段区、阿尔泰山区、祁连山区、横断山 南段区、岷山-横断山北段区、南岭地区、桂西南山地区的气 候变化暴露度在50年后排名都有所降低，特别是南岭地区和 桂西南山地区两个优先区的气候变化暴露度没有落在前 十位。而羌塘-三江源区、太行山地区、海南岛中南部区、天 山-准噶尔盆地西南缘区、鄱阳湖区气候变化暴露度在50年后 排名都有所升高，特别是天山-准噶尔盆地西南缘区、鄱阳湖 区两个优先区的气候变化暴露度排名进入前十位。【图6-1】 优先区气候变化的敏感度 6.2 优先区对气候变化敏感度分析 在本分析中，敏感度用优先区压力/受威胁的状况、优先区中 目标物种对干旱等气候事件是否敏感，物种的濒危状况，重 点保护生态系统和对气候变化敏感的生态系统来衡量。图 61 给出了优先区气候变化敏感度分布图.南岭地区、武夷山地区、横断山南段区、岷山-横断山北段 区、桂西南山地区、西双版纳区、锡林郭勒草原区、黄山-怀 玉山区、武陵山区、大别山区的综合敏感程度最高。其中， 横断山南段区、岷山-横断山北段区、西双版纳区的物种重要 性程度很高; 南岭地区、桂西南山地区、武陵山区的人为干扰 较大，同时物种重要性程度很高; 武夷山地区、大别山区的重 要生态系统覆盖范围比较大，同时人为干扰较大; 锡林郭勒草 原区的重要生态系统覆盖范围比较大; 黄山-怀玉山区的人为 干扰比较剧烈。阿尔泰山区、库姆塔格区、小兴安岭区的气 候变化敏感性较低。【图6-2】 2000-2050 优先区植被变化指数 【图6-3】 2000-2100 优先区植被变化指数 6.3 优先区内的植被变化 我们从数量变化、面积变化、平移距离和斑块变化四个方面的指数来反映优先区 内的植被变化的剧烈程度。四个方面的指数结合得到植被变化指数Ibiome，指数 值越大越则说明该优先区的植被变化幅度越大，优先区内的保护对象发生的变化 也越大，相应的需要更多针对气候变化影响的保护策略。 数量变化 平移距离 面积变化 斑块变化 植被变化指数6.4. 气候变化对优先区的影响分析 根据排序结果将敏感度、暴露度和植被变化都分成从 高到低I、II、III和IV四个级别。在表6-2中，我们可以 清楚的看到气候变化对每个优先区的影响程度。 根据排序结果将敏感度、暴露度和植被变化都分成从 高到低I、II、III和IV四个级别。首先，最值得关注的 优先区是横断山南段区、岷山-横断山北段区。这两 个区域不仅对气候变化极其敏感而且在未来50年和 100年中的暴露度和植被变化都是最剧烈的，是受气 候变化影响最大也最为脆弱的区域。同时这两个区域 因为分布着丰富的濒危珍稀特有物种，地形复杂，生 态系统相对脆弱，对气候变化又非常敏感，是最脆弱、 需要优先进行气候变化适应保护的区域。 与此同时，三江平原区、塔里木河流域区、桂西黔南 石灰岩地区、大别山区、洞庭湖区和鄱阳湖区是在优 先区中暴露度较低而且植被变化不明显的区域，因而 是在气候变化下受影响最小、最为稳定的区域。【表62】 优先区气候变化的影响分级 1 大兴安岭区 II III I III II 2 小兴安岭区 IV III II III II 3 三江平原区 II IV IV IV IV 4 长白山区 IV III III II I 5 松嫩平原区 II II IV III III 6 呼伦贝尔区 III III IV IV IV 7 锡林郭勒草原区 I III IV III II 8 阿尔泰山区 IV I I I I 9 天山-准噶尔盆地西南缘区 IV II II II II 10 塔里木河流域区 IV IV IV IV IV 11 祁连山区 IV I I I III 12 西鄂尔多斯-贺兰山-阴山区 IV III III II III 13 羌塘-三江源区 III I I I II 14 库姆塔格区 IV II III II III 15 太行山地区 III II I II IV 16 六盘山-子午岭地区 III IV III III III 17 喜马拉雅东南区 III I I I I 18 横断山南段区 I I I I I 19 岷山-横断山北段区 I I I I I 20 秦岭区 II II II II I 21 桂西黔南石灰岩地区 III IV III III IV 22 武陵山区 II III II IV I 23 大巴山区 II III III III I 24 大别山区 II IV IV IV III 25 黄山-怀玉山区 I IV II IV III 26 武夷山地区 I III II IV II 27 南岭地区 I II II II III 28 洞庭湖区 III IV IV III IV 29 鄱阳湖区 III II IV II IV 30 海南岛中南部区 II I II I II 31 西双版纳区 I IV III IV IV 32 桂西南山地区 I I III I II ID 优先区名称 敏感度分级 2050分级 2100分级 暴露度 植被变化 暴露度 植被变化识别适应气候变化的 生物多样性保护网络 -以四川省为例保护地作为最有效的生物多样性保护手段，需要通过宏观设计、在联合作用下发挥最大保护作用，这就必须借助并基于生态信息来优化 设计。在60年的发展历史中，大自然保护协会（TNC）在遵循生态系统的方法与适应性管理原则的同时，开发了一种系统的保护规划方 法-生态区评估，以其系统的保护地识别能力在全球的生物多样性保护中发挥了巨大的作用。近30年来，气候变化的发生极大程度的影 响了物种分布范围和丰度变化，甚至导致了物种绝灭。根据预测，未来气候变化将进一步改变物种的分布范围，提高绝灭风险。然而目 前的系统保护规划方法主要是静态的，在设计时并没有考虑未来气候变化的影响，随着气候变化的事实、预估及其潜在影响的科学研究 不断深入，如何保证保护地这一最有效的保护手段，在气候变化背景下能够长期有效的发挥作用，成为系统保护规划领域的关键问题。 本此研究的总体目标是将气候变化的影响整合到系统保护规划方法中，通过分析气候变化对保护对象（生态系统层面和物种层面）的影 响，评估气候变化带来的风险和威胁，识别出具有气候弹性的保护网络，确保重要的生物多样性能够在气候变化的背景下得到长期有效 的保护。该研究以四川省为示范，识别出适应气候变化的生物多样性保护网络，并在此基础上总结出一套能够在全国推广的系统方法。 1/背景2/方法 专家知识 各地气候弹性的不同 连通廊道的重要作用 气候变化的影响 空间优化选择 当前物种分布 当前生态系统分布 未来物种分布 未来生态系统分布 庇护所 人为干扰指数 气候暴露度指数 气候弹性指数 连通廊道 选择保护对象 设定保护目标 保护地网络 生境适宜性 【图1】 适应气候变化的生物多样性保护网络方法框架 我们还是沿用了生态区评估系统的设计思路，并通 过三种途径来考虑气候变化适应的需求，并将其整 合到现有的生态区评估方法中，识别出有弹性的气 候变化网络。 在保护对象上：除了物种、生态系统的当前分 布外，增加了未来物种、生态系统的分布，以应对 气候变化对物种生态系统分布的影响；此外我们还 选择了气候庇护所作为保护对象，在一定程度上还 能弥补数据的不足，并保留潜在的生物多样性丰富 场所； 在生境适宜性因子选择上：除了当前的人为活动干 扰外，还增加了未来气候的变化强度和各地的气候 弹性，以减少气候变化的压力； 最后我们还增加了连通廊道，以应对气候变化下物 种的迁移需求，提高保护网络之间的连通性。 2.1方法框架在保护生物多样性要素的基础上保护生态过程 庇护所,连通廊道 数据驱动 客观，定量 模型分析 可重复，透明 专家知识 在信息有限的条件下充分结合专家知识 3/分析过程 适应气候的系统保护规划的最终目标是识别气候变化下生物多样性优先重点保护区域，使其 包含有足够大的物种种群和生态系统当前分布范围、和气候变化下未来的潜在分布区域，还 要包含气候变化下物种种群的关键迁移廊道和生态弹性最高的区域，且分布于人为干扰小、 气候变化不太强烈、气候弹性高的区域，以保证生物多样性长期生存尤其是气候变化下所需 要的基本生态和进化过程。具体分析步骤如下： 生态系统对象和目标 选择当前所有自然植被作为保护对象，并以同时根据其当前和未来的分布设定保护目标，以 保证最后的保护优先区能够代表当前和未来的生物多样性分布格局。按照专家建议保护30% 的生态系统设置。 物种对象和目标 根据专家知识，选定四川的珍稀、濒危、特有、国家重点物种，并识别气候敏感物种作为保护对 象，并并根据IUCN红色名录、特有种等依据进行分类设定目标，同时考虑当前和未来的分布。 庇护所对象和目标 高生态弹性的区域，是潜在能孕育出生物多样性的场所，在气候变化发生后，因其能够为物 种重组提供最大的可能性，从而是未来气候变化发生时生物多样性的孕育场所，可以作为生 物多样性的庇护所，因此，我们把高生态弹性作为保护对象并设定保护目标。 气候变化下，保护对象是多个时间尺度，空间维度和生物系统层次上的保护体系。因而重点 关注的能够从各个层次上代表当地生物多样性的要素（物种，生态系统）作为保护对象，不 仅考虑其当前的分布也考虑气候变化下的未来分布，和气候庇护所。并根据保护对象的特点 确定相应的保护目标，满足长期维持保护对象生态过程和进化过程的数量和分布范围。 保护优先区域的识别，不仅要满足各个保护对象的保护目标，同时也要考虑生境的适宜性， 即考虑人类活动干扰的强度，因为人类活动与保护往往会有冲突，人类活动大的地方往往保 护代价相对就高，其生物多样性适宜性程度也就相对较低；此外，考虑到气候变化，在未来 气候变化程度如何，这些区域是否具备适应能力。我们将人类干扰，生物气候区变化情况， 生态弹性叠加分析，得到气候和生态适宜性图层，作为保护的干扰图层，以保证我们的保护 优先区网络尽量选择那些人类活动干扰小、气候变化程度低、生态适宜性高的区域。 2.2方法特点 3.1确定保护对象及设定保护目标 3.2生境适宜性评价在上述步骤的基础之上进行保护优先区的识别，如果这些区域得到有效保护，就能够维持生 态区内的生物多样性在气候变化下长期稳定存在。保护优先区域的设计需要在最佳的空间效 率和气候/生态条件下，满足所有的保护目标，因此由生态完整性最高、最能够适应气候 变化、最小面积、边缘效应最低并满足设定的生物多样性保护目标的区域组成。保护优先区 的设定为保护行动的实施提供指导，最大化保护投资的效率。 保护优先区域通过整合自动筛选的模型（计算机优化模型MARXAN）运算和专家意见得到。 首先将一些已知的保护完整的自然保护区作为生物多样性重要区域选择的基础。在此基础上 综合考虑下列原则进行筛选：代表性、效率性、气候适宜性/完整性、连通性。 区域的通达是气候变化变化下群落大规模重组和大部分物种迁移的保障，是生物多样性适应 变化的关键生态过程，而连通廊道是确保迁移发生的通道。最后我们将潜在的关键生态流动 聚集区域通道和重要掐点识别出来，作为重要的生态功能区域廊道，在生物多样性的保 护中应作为重要的生态流动通道进行保护。我们将廊道与保护优先区叠加整合起来，形成最 终的能够适应气候变化的生物多样性保护网络。 气候弹性和庇护所的识别： 理论研究证明：一个景观复杂的地区，因为能够提供足够丰富的微气候环境，从而为气候变 化下的物种提供更多的重组机会而保留其多样性。因此景观复杂度是衡量气候弹性的重要指标。 此外，气候变化下，物种要利用给定区域的丰富的微气候环境，它必须能够自由扩散到该区 域，因而本地扩散能力是衡量气候弹性的又一指标。 然后针对每种地理背景，选择相对气候弹性最高的区域，这些区域因为能够为气候变化下的 物种提供最好的重组机会，是未来气候变化下的生物多样性的孕育场所，我们把它作为 庇护所。 3.3有气候弹性的生物多样性关键区域识别 3.4保护网络优化 3.5关键步骤 景观复杂性 本地连通性 气候弹性 地形丰富度 海拔梯度 湿度梯度 【图2】 气候弹性方法框架景观复杂度指数 气候弹性指数 庇护所 本地扩散能力指数 灰绿 = 高 浅蓝 = 低 【图3】 气候弹性识别过程 生境适宜性评估 保护优先区域的识别，不仅要满足各个保护对象的保护目标，同时也要考虑生境的 适宜性， 即考虑人类活动干扰的强度，因为人类活动与保护往往会有冲突，人类活 动大的地方往往保护代价相对就高，其生物多样性适宜性程度也就相对较低； 此外，考虑到气候变化，在未来气候变化程度如何，这些区域是否具备适应能力。 因此这里我们将人类干扰指数，气候区变化指数，气候弹性三个图层综合得到生境 适宜性指数。 【图4】 保护代价图层1 人类干扰指数2 气候压力指数3 脆弱性指数（气候弹性指数的倒数）4 综合了以上三个指数的生境适宜性指数 1 2 3 4 深色=高 浅色=低与传统方法结果的比较 连通廊道的识别 我们将潜在的关键生态流动聚集区域通道和重要掐点识别出来，作为重要的生态功能区域廊道，在生物多样性的 保护中应作为重要的生态流动通道进行保护。 【图5】 区域连通格局浅蓝色是扩散区域深蓝色是连通廊