自然灾害后保护区人类-自然耦合系统动态特征研究——以地震后卧龙自然保护区为例

The study Coupled Human and Natural Systems (CHANS) is an interdisciplinary research program, which is essential for studying the sustainability of both human society and the natural environment. Natural disasters (e.g., tsunamis, earthquakes and hurricanes) are among the important factors influencing dynamics of CHANS. However, the complex patterns and mechanisms associated with CHANS dynamics are not well understood due to lack of research data and unparalleled interdisciplinary challenges, especially with respect to seldom conducted quantitative and empirical studies. To help fill this critical information gap, we plan to study the dynamics of CHANS in the Wolong panda nature reserve, an area that was recently struck by a sudden enormous earthquake and a place where there is also a strong existing foundation of long-term study. Using long-term socio-economic data and integrating multiple study methods, such as field investigation, infrared camera monitoring and 3S technology (Remote Sensing, Global Positioning Systems and Geography Information Systems), we plan to investigate the following research topics: the social and economic changes in this characteristic protected area after the earthquake, natural earthquake recovery processes, human activity variation and giant panda activity patterns at different spatial and temporal scales, and the impact of human activities on the pandas and their habitat. We will analyze the reciprocal effects and feedbacks among policies, humans, and natural systems after natural disturbance by analyzing the influence of development and conservation policy on the coupled relationship between humans and pandas. This project will contribute to empirical studies and improve the development of CHANS theory. We also aim to provide a scientific reference point for making sustainable policies to promote both conservation of key species and development of vulnerable human communities after large natural disasters worldwide.

人类-自然耦合系统是融合多学科以解决人类社会与自然可持续发展的重要途径。自然灾害（如海啸、地震和飓风等）是导致人类-自然耦合系统发生变化的主要因素之一，由于缺乏研究数据，且面临跨学科挑战，关于灾害事件后人类-自然耦合系统动态变化研究一直未深入开展。本项目以地震后卧龙大熊猫保护区为例，开展震后保护区人类-自然（大熊猫）耦合系统的动态特征研究。利用长期的社会经济数据，结合野外样方调查，红外相机监测及3S技术，分析震后保护区的社会经济变化特征，及自然恢复过程中，不同时空尺度上保护区人类活动变化特征，与大熊猫活动模式特征，进而研究人类活动变化对大熊猫及栖息地的影响；同时通过分析震后保护与发展政策对人与大熊猫耦合关系的作用，揭示政策、人与自然之间相互作用与反馈机制。本项目旨在丰富人类-自然耦合系统的量化实证研究，促进其理论发展；为灾后关键物种保护与社区社会经济可持续发展决策提供科学依据。

本项目基于长期的社会经济统计数据与多种调查方法，包括野外调查、DNA检测技术、红外线照相机监测、3S（遥感影像数据、全球定位系统和地理信息系统技术）分析大熊猫栖息地恢复过程，以及地震前后卧龙自然保护区居民的人口、社会和经济动态变化特征，保护区人类活动动态变化特征，对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)等珍稀野生动物及栖息地的影响的动态变化，进而研究了保护区人类-自然耦合系统的动态变化特征。研究表明：（1）汶川地震显著地降低了受损大熊猫栖息地的植物生物多样性，大熊猫对地震灾害体采取了主动躲避的行为响应策略；地震后，大熊猫栖息地的恢复速度较快，主要受土壤比例和坡度的影响，发现人工修复工程在植被恢复及生态补偿两个方面具有正面作用。（2）地震重建完成后，保护区社区居民更加依赖畜牧业，扩大了养殖的规模和放养的区域，家畜与大熊猫在空间利用、生境选择和食物资源存在明显竞争。（3）同域分布的大熊猫及伴生动物对家畜入侵的行为响应特征不同，大熊猫、小熊猫与金丝猴采取在空间上躲避的行为策略，未改变其活动节律，而水鹿调整了活动时间，避开家畜的活动高峰，实现与家畜在空间上共存。（4）运用远程耦合理论框架，研究汶川地震后卧龙自然保护区人类-自然耦合系统动态变化特征，发现地震破坏了连接保护区与城市的道路之后，旅游业与特色农产品贸易受阻，导致畜牧业快速发展，明显增加了对大熊猫栖息地的干扰强度，而当地管理部门的保护与发展政策在此过程中扮演了重要角色。本项目的实施为保护区人类与自然耦合区域内突发事件后应急管理政策的制定提供科学依据，丰富了人类与自然耦合系统动态特征研究的理论与实践案例。