旗舰物种与生态系统服务的空间差异形成机制及保护空间优化研究

In regional level, important areas for biodiversity and ecosystem services are normally not completely overlapped with each other. How to understand the spatial patterns of those two major conservation objects, and improve the conservation efficiency by spatial optimization are important issue in conservation biology. In this study, the spatial patterns and change trend of flagship species (giant panda) habitat and major ecosystem services (water supply, soil retention, and water purification) will be modeled in the Qinling Mountains, by using habitat suitability model and ecosystems model (InVEST). Then the spatial relationship between panda habitat and ecosystems services will also be identified. Based on these results, the effect of reserves established for giant panda on ecosystems service will be evaluated, and major reasons will be analyzed. Finally, the method for optimizing nature reserves for conserving both biodiversity and ecosystems will be proposed, by comparing different scenarios. By carrying out this study, the effect and shortage of flagship species conservation on ecosystems will be identified. An approach for improving overall efficiency of ecological conservation will also be proposed.

区域尺度上，生物多样性保护重要区与生态系统服务重要区存在一定的空间分布差异，是什么原因导致这种差异、如何优化保护空间以实现这两大保护目标的效果最大化是保护生物学研究的重要议题。本研究以生物多样性丰富、生态系统服务重要的秦岭山系为对象，采用栖息地适宜性模型、生态系统服务评估模型和空间优化模型，结合野外调查和GIS/RS技术，研究旗舰物种大熊猫栖息地、以及重要生态系统调节服务（水源涵养、土壤保持与水质净化）的空间特征及时间动态；在此基础上揭示大熊猫保护空间与生态系统服务保护空间的相互关系，探讨其形成机制；明确大熊猫保护区对生态系统服务保护的贡献及二者的保护空缺，进而探讨兼顾大熊猫和生态系统服务保护的保护区网络优化方法。本研究旨在探讨导致旗舰物种与生态系统服务空间差异的自然与人类活动因子，辨识旗舰物种保护对生态系统服务保护的效果与不足，提出优化二者保护空间的有效途径，为提高生态保护效率提供方法。

生物多样性与生态系统服务是生态保护的两大主要目标，在保护区体系规划中兼顾两个保护目标有助于发挥自然保护区的综合效益。以旗舰物种为对象建立保护区是一种较为常见的方式，但旗舰物种保护重要区域与生态系统服务重要区域的空间关系如何、以旗舰物种为对象建立的保护区对生态系统服务的保护效果如何却很少有综合的评价。本研究以大熊猫分布区为研究范围，通过栖息地机理模型、InVEST模型、空间分析等方法，研究了大熊猫栖息地、调节服务以及二者之间的关系，并提出保护地空间优化方法。结果表明2013年的大熊猫栖息地面积比1988年大熊猫被列入濒危物种时的栖息地面积更少且更破碎，但2000年以来大熊猫种群数量、栖息地面积以及大熊猫分布区的主要生态系统调节服务功能均有所增加；大熊猫种群与调节服务之间存在一定的空间不匹配性，大熊猫分布的区域通常具有重要的调节服务，但由于栖息地的连通性等问题，具有重要调节服务的区域不一定有大熊猫分布；现有自然保护地网络对大熊猫及栖息地的保护效果较好，而对生态系统调节服务的保护效果相对较弱；在系统保护规划的基础上，兼顾生物多样性与生态系统服务的保护地空间布局优化可以提升大熊猫栖息地和生态系统服务的保护效率，提出了大熊猫国家公园及其他自然保护地的优化方案。课题在NATURE ECOLOGY & EVOLUTION、Trends in Ecology & Evolution等国内外重要期刊发表论文6篇，培养研究生3名，相关研究成果为大熊猫国家公园建设等提供重要支撑，圆满完成了预期目标。