中國自然保護綜合地理區劃

郭子良,崔國發

(北京林業大學自然保護區學院, 北京 100083)

中國自然保護綜合地理區劃

郭子良,崔國發*

(北京林業大學自然保護區學院, 北京 100083)

綜合自然地理區劃可以為生物多樣性保護和自然保護區體系建設等提供基礎資料,為區域生物多樣性政策的制定提供科學依據。隨著我國自然保護區事業的不斷發展,自然保護綜合地理區劃成為自然地理區劃的重要研究內容之一。雖然我國自然保護區體系已經初步建立,但仍然沒有一個同時依據生物因素和非生物因素分布規律,確定的自然保護綜合地理區劃方案,為生物多樣性保護和自然保護區建設服務。利用GIS技術和PC-ORD4.0軟件中的雙向指示種分析(TWINSPAN)方法,將中國版圖劃分出3489個基本地理單元,并對這些地理單元進行了數量化分類。然后,根據這個分類結果,參考植被區劃和地貌區劃等,提出了中國自然保護綜合地理區劃方案。中國自然保護綜合地理區劃方案包括了8個自然保護地理大區、37個自然保護地理地區和117個自然保護地理亞地區。該區劃具有以下特點：(1)利用TWINSPAN的數量分類方法進行地理區劃的探索是區劃方法上的創新,為自然地理區劃的研究提供了新的研究途徑。(2)選取的數量化指標是在結合已有專項區劃資料提出的,有助于避免動植物分布指標的人為選擇偏差,可以綜合反映區域自然地理特征,對生物多樣性就地保護和自然保護區體系建設具有較好的指導作用。(3)量化分析保證了地理區劃的客觀性,同時定性分析避免了量化分析過程中的誤差,使區劃結果更準確。

自然保護; 地理區劃; 數量分類; 生態因子

綜合自然地理區劃可以為生物多樣性保護和自然保護區體系建設等提供基礎資料,為區域生物多樣性政策的制定提供科學依據[1- 2]。生物地理區劃是自然地理區劃的重要研究內容之一,國際上主要應用生物地理區劃為區域保護區的合理規劃布局提供依據。早在19世紀中葉,Sclater就根據鳥類的分布規律,提出了世界陸地動物區劃方案[3],隨后Wallace對這個方案進行了修訂,提出了全球陸地分為6個界的劃分方案[4]。而20世紀70年代,Udvardy首次將生物地理區劃與生物多樣性就地保護工作結合了起來,編制了生物地理區劃方案——世界生物地理省分類。Udvardy建議在每個生物地理省范圍內都要選擇適宜地段建立生物圈保護區,使主要原生性生態系統都得到必要的保護和發展[5]。隨后,國外開展了大量的生物地理區劃的研究,并提出了很多全球性的區劃方案[6- 9]。但這些區劃方案側重點各有不同,其分別考慮了氣候因素、生物群落和生物多樣性等自然特征對自然地理環境的指示作用。近代以來,中國的自然地理區劃和生物地理區劃研究發展也很快,并形成了許多不同的區劃方案[10- 21]。但是這些地理區劃很多是根據生物因子和非生物因子等單一因素的研究結果提出的,而且并不以生物多樣性保護為目的。而目前自然地理區劃逐漸向著跨學科綜合性研究方面發展,而且“生態化”明顯[2,13- 15,22]。近幾年,定量化分析方法也被引入到地理區劃研究中,其中倪健主要根據氣候、土壤和地形等非生物因子,而解焱主要根據野生動植物的分布信息,分別進行了地理區劃的量化分析研究,但兩者的地理區劃結果存在很大差異,說明定量化分析的指標選擇可能導致地理區劃結果的差異[1,13]。

自然保護綜合地理區劃是基于自然環境要素和生物分布特征進行的區劃工作,旨在為生物多樣性保護以及自然保護區建設和管理服務,屬于自然地理區劃的一個重要方面。目前,我國雖然制定了眾多的區劃系統,但是這些區劃方案并不能滿足我國生物多樣性保護和自然保護區體系建設的需要。而且隨著我國自然保護區數量的增加和體系的不斷完善,迫切的需要能更好的反應區域地貌類型、動植物區系和植被類型等特征的自然保護地理區劃,來配合中國的自然保護區建設工程,為自然保護區的科學建設和管理提供依據[23- 27]。

1 區劃原則

(1)相對一致性原則

地域分異的相對一致性是自然保護地理區劃的基礎,相對一致的自然地理特征有助于自然保護區網絡中相同類型或種類的野生動植物之間的基因交流。因此區劃方案應充分體現區域自然地理特征和生物類群的空間組合及其空間分異特征,保持區域的相對一致性。

(2)綜合性原則

綜合地理區劃研究是以綜合反映一個地區的地域異質性為目標而開展的,不能根據某一專項區劃的邊界劃定其邊界。而且數量分類方法雖然能對區域異質性進行綜合表達并保證區劃的客觀性,但并不能對相鄰基本地理單元的關聯程度進行區分,所以必須綜合運用圖層疊加等手段對其進行修正。

(3)生物因子與非生物因子相結合的原則

氣候、土壤和地貌等非生物因子對區域自然生態特征具有重要影響,但是并不能完全反映一個地區的地域性差異,這些地域性差異必然在生物因子上具有重要體現。

2 區劃依據

氣候區劃、土壤區劃、植物區系分區和動物地理區劃等均反應了較大尺度的生態因子的分布規律,對小尺度綜合區劃的影響有限,但地貌區劃和植被區劃的影響一直較大。因此本研究中將地貌區劃和植被區劃作為主要依據,而其它區劃方案為輔。

2.1 區劃方案的依據

地貌區劃方案：選取了本研究組2013年確定的“中國地貌區劃系統”,其包括4個地貌大區、40個地貌地區、127個地貌亞地區和473個地貌區[28]。

氣候區劃方案：選取了1978年中央氣象局根據已有氣候區劃和全國氣象臺站所的數據確定的“中國氣候區劃”。

土壤區劃方案：選取了1965年趙其國等提出的“中國土壤區劃”。

植物區系分區方案：選取了1983年吳征鎰等提出的“中國植物區系分區”。

動物地理區劃方案：選取了1999年張榮祖等提出的“中國動物地理區劃”。

植被區劃方案：選取了2007年張新時等提出的“中國植被區劃”。

2.2 數量分類的依據

氣候、土壤、植物、動物和植被等5個方面構成了TWINSPAN方法數量分類最基本的指標體系,這些指標的屬性信息分別通過氣候區劃、土壤區劃、植物區系分區、動物地理區劃和植被區劃等方案獲得。確定基本地理區劃單元的各項屬性依據的是各個專項區劃方案中屬性信息,包括了45個氣候區、78個土壤區、29個植物地區、54個動物地理省和116個植被區。利用GIS10.0通過圖層疊加,提取這些信息并輸入到基本地理區劃單元內,得到基本地理區劃單元的屬性表,作為基本地理單元的數量分類依據。

3 區劃方法

區劃方法是判斷一個區劃系統科學性的重要依據,也是區劃過程中應解決的核心問題和關鍵所在,本研究的技術路線如圖1。首先,使用GIS10.0軟件將氣候區劃單元、土壤區劃單元和根據地貌類型確定的地貌區劃單元進行疊加和聯合,得到中國陸地區域的3489個基本地理區劃單元,南海諸島并未參與數量分類。

然后,根據每個基本地理單元所處地理空間在中國氣候區劃、中國土壤區劃、中國植物區系分區、中國動物地理區劃和中國植被區劃中位置的不同,利用GIS10.0提取各個基本地理單元的不同屬性作為數量分類的指標,再得到“基本地理單元×屬性信息”排列矩陣,用1表示具有的屬性字段,用0表示不具有的屬性字段,并使用PC-ORD4.0軟件中的雙向指示種分析(TWINSPAN)方法進行數量分類,得到基本地理單元數量分類結果。其中TWINSPAN方法是一種兼顧定性及定量的分類方法,在群落分類中較為常用,為數值分類的一種,本法由Hill等在1975年所創立[29]。其原理是采用序列法中的交互平均法[30],對分類樣本自上而下依次進行二分,直到各群無法切分為止。TWINSPAN方法可以通過計算模型來反映樣本之間的差別,比較客觀的反映分類樣本的相似或相異性,并據此進行分類,但仍然需要人為判斷臨界值。

最后,將得到3489個基本地理單元的數量分類結果輸入GIS10.0中。因為TWINSPAN分類方法并不考慮不同指標之間的近似和相關程度,所以要對數量分類所得結果中各區域的邊緣進行檢查矯正。在數量分類的基礎上,參考了植被區劃、地貌區劃等確定了中國自然保護綜合地理區劃方案的等級區劃系統。

4 結果

4.1 基本地理單元數量分類結果

自然保護區是以保護區域內主要自然生態系統、野生動植物及其生境為目標的。因此,在自然保護綜合地理區劃中,全面考慮了影響自然界的生物和非生物因素,對其指標進行了量化處理,得到了數量化的分類結果,部分結果如圖2。

圖2 數量分類4次(a)和7次(b)分類結果Fig.2 The result of numerical taxonomic after 4 times and 7 times

中國陸地區域分類四次后,被分為了12個區域,基本符合中國東北、華北、東南、中南、內蒙古、西北和青藏高原等的地域分異規律。而分類7次后,分類結果較為復雜,而局部地貌特征的變化對其影響變大。這說明隨著區劃尺度的不斷變小或區劃方案的細化,局部地貌特征等因素的影響越來越大。數量分類結果對區劃指標具有了較好的表達,較為客觀的表現了區域差異。

4.2 中國自然保護綜合地理區劃方案

根據整體性原則和相對一致性原則將面積較小的帶狀區域并入周邊地理區域,并參考進一步的分類結果、地貌區劃和植被區劃等對各個區域的邊界進行調整。而南海諸島部分由于其具有獨特的自然地理特征,因此將其作為獨立的一級區。根據上述的區劃原則、區劃依據和區劃方法,提出了包括8個一級區(自然保護地理大區)、37個二級區(自然保護地理地區)和117個三級區(自然保護地理亞地區)的中國自然保護綜合地理區劃方案,如圖3和表1。

圖3 中國自然保護綜合地理區劃圖Fig.3 The natural conservation comprehensive geographical regionalization of China

自然保護地理大區Thenaturalconservationgeographicalzone自然保護地理地區Thenaturalconservationgeographicalarea自然保護地理亞地區Thenaturalconservationgeographicalsubarea東北大區Ⅰ大興安嶺北部寒溫帶半濕潤地區Ⅰ1大興安嶺北段山地落葉針葉林亞地區Ⅰ1A大興安嶺南部溫帶半濕潤地區Ⅰ2大興安嶺中段針闊混交林亞地區Ⅰ2A、大興安嶺南段森林草原亞地區Ⅰ2B小興安嶺溫帶半濕潤地區Ⅰ3小興安嶺北段丘陵針闊混交林亞地區Ⅰ3A、小興安嶺南段山地針闊混交林亞地區Ⅰ3B東北平原溫帶濕潤半濕潤地區Ⅰ4小興安嶺山前臺地針闊混交林亞地區Ⅰ4A、松嫩平原栽培植被與濕地亞地區Ⅰ4B、大黑山臺地針闊混交林亞地區Ⅰ4C、遼河下游平原栽培植被與濕地亞地區Ⅰ4D長白山溫帶濕潤半濕潤地區Ⅰ5三江平原栽培植被、濕地與針闊混交林亞地區Ⅰ5A、張廣才嶺山地針闊混交林亞地區Ⅰ5B、長白山山地針闊混交林亞地區Ⅰ5C遼東半島暖溫帶半濕潤地區Ⅰ6龍崗山山地針闊混交林亞地區Ⅰ6A、遼東半島落葉闊葉林與濕地亞地區Ⅰ6B華北大區Ⅱ華北平原暖溫帶半濕潤地區Ⅱ1遼西冀東山地落葉闊葉林與濕地亞地區Ⅱ1A、海河平原栽培植被與濕地亞地區Ⅱ1B、太行山東側栽培植被與落葉闊葉林亞地區Ⅱ1C山西高原暖溫帶半干旱地區Ⅱ2冀北山地落葉闊葉林與草原亞地區Ⅱ2A、晉北中山盆地落葉闊葉林與草原亞地區Ⅱ2B、晉中山地落葉闊葉林亞地區Ⅱ2C陜北和隴中高原暖溫帶半干旱地區Ⅱ3陜北高原切割塬落葉闊葉林與草原亞地區Ⅱ3A、隴中高原南部落葉闊葉林與草原亞地區Ⅱ3B太行山南段和秦嶺北坡暖溫帶半濕潤地區Ⅱ4陜南豫西栽培植被與山地落葉闊葉林亞地區Ⅱ4A、甘南高原山地森林與草甸亞地區Ⅱ4B、太行山南段山地落葉闊葉林與濕地亞地區Ⅱ4C黃淮平原暖溫帶半濕潤地區Ⅱ5黃淮平原栽培植被與濕地區Ⅱ5A山東半島暖溫帶半濕潤地區Ⅱ6膠東低山丘陵落葉闊葉林區Ⅱ6A、膠河平原栽培植被與落葉闊葉林區Ⅱ6B、魯中南山地落葉闊葉林區Ⅱ6C東南大區Ⅲ長江中下游北亞熱帶濕潤地區Ⅲ1江淮平原栽培植被與濕地亞地區Ⅲ1A、大別山及周邊栽培植被與常綠闊葉林亞地區Ⅲ1B長江中下游中亞熱帶濕潤地區Ⅲ2浙皖山地常綠闊葉林與濕地亞地區Ⅲ2A、鄱陽湖平原栽培植被與濕地亞地區Ⅲ2B、羅霄山脈北段山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ2C、湘中平原丘陵栽培植被與常綠闊葉林亞地區Ⅲ2D、浙閩山地常綠闊葉林與濕地亞地區Ⅲ2E、贛南山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ2F東南南亞熱帶濕潤地區Ⅲ3戴云山及周邊山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ3A、南嶺東段山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ3B、南嶺西段山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ3C、黔桂石灰巖丘陵山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ3D、粵桂丘陵山地常綠闊葉林與濕地亞地區Ⅲ3E、閩粵沿海山地常綠闊葉林與濕地亞地區Ⅲ3F臺灣島熱帶亞熱帶濕潤地區Ⅲ4臺灣西部平原栽培植被與濕地亞地區Ⅲ4A、臺灣東部山地常綠闊葉林亞地區Ⅲ4B、臺南地區熱帶雨林季雨林與濕地亞地區Ⅲ4C華南熱帶濕潤地區Ⅲ5雷州半島臺地栽培植被與濕地亞地區Ⅲ5A、十萬大山熱帶雨林季雨林與濕地亞地區Ⅲ5B海南島熱帶濕潤地區Ⅲ6海南島北部平原栽培植被與濕地亞地區Ⅲ6A、海南島南部山地熱帶雨林季雨林與濕地亞地區Ⅲ6B中南大區Ⅳ秦巴山地北亞熱帶濕潤地區Ⅳ1秦嶺東部栽培植被與常綠闊葉林亞地區Ⅳ1A、大巴山北段常綠闊葉林亞地區Ⅳ1B、秦嶺中段常綠闊葉林亞地區Ⅳ1C、米倉山北段常綠闊葉林亞地區Ⅳ1D、岷山常綠闊葉林亞地區Ⅳ1E四川盆地及邊緣山地北亞熱帶濕潤地區Ⅳ2大巴山脈南段常綠闊葉林與濕地亞地區Ⅳ2A、四川盆地栽培植被與濕地亞地區Ⅳ2B、川西山地常綠闊葉林與高山草甸亞地區Ⅳ2C貴州高原及邊緣山地亞熱帶濕潤地區Ⅳ3武陵山常綠闊葉林亞地區Ⅳ3A、雪峰山常綠闊葉林亞地區Ⅳ3B、貴州高原常綠闊葉林與石灰巖溶洞亞地區Ⅳ3C橫斷山北部北亞熱帶濕潤半濕潤地區Ⅳ4怒江瀾滄江切割山地常綠闊葉林與高山植被亞地區Ⅳ4A、金沙江切割山地常綠闊葉林與高山植被亞地區Ⅳ4B橫斷山南部中亞熱帶濕潤地區Ⅳ5川南山地常綠闊葉林亞地區Ⅳ5A、云南高原栽培植被與常綠闊葉林亞地區Ⅳ5B、怒江瀾滄江平行峽谷常綠闊葉林亞地區Ⅳ5C西南熱帶亞熱帶濕潤地區Ⅳ6滇西山原常綠闊葉林亞地區Ⅳ6A、滇中南亞高山常綠闊葉林亞地區Ⅳ6B、滇南寬谷熱帶雨林季雨林亞地區Ⅳ6C、滇東南低熱高原常綠闊葉林與山地季雨林亞地區Ⅳ6D、桂西南巖溶山原常綠闊葉林與山地季雨林亞地區Ⅳ6E

4.2.1 東北大區

東北大區東南以鴨綠江、圖們江及長白山為界與朝鮮相鄰,東北以黑龍江沿國境線與俄羅斯為鄰。西部以大興安嶺為主干,北部小興安嶺自西向東延伸,東南部有張廣才嶺和長白山等山地,在這些山地、丘陵的環抱之中有廣闊而肥沃的松嫩平原和三江平原。其位于溫帶大陸性季風氣候北緣,由于緯度較高,冬季寒冷而漫長,夏季溫暖而短促,而且土壤類型復雜,溫帶的暗棕壤、黑土和黑鈣土以及寒溫帶的寒棕壤發育。該區域植物區系分區和動物地理區劃較為一致,但作為我國最主要的天然林分布區之一,保存有大面積的原始森林或天然次生林,在植被區劃上,主要包括了寒溫帶針葉林區域、溫帶針闊混交林區域和暖溫帶落葉闊葉林區域的遼東半島部分,而低地平原以草甸草原、沼澤地和河漫灘等為主。該區域不同植被類型交叉分布,森林濕地發育,是我國寒溫帶針葉林和溫帶針闊混交林最主要的分布區,也是耐寒性動植物主要分布地,但特有種較少。應加強對該區域森林和草原草甸生態系統,以及濕地生態系統的保護,并重點關注大型獸類的棲息地和生境廊道的保護。

該自然保護地理大區包括大興安嶺北部寒溫帶半濕潤地區、大興安嶺南部溫帶半濕潤地區和小興安嶺溫帶半濕潤地區等6個自然保護地理地區,以及14個自然保護地理亞地區。

4.2.2 華北大區

華北大區東瀕黃海、渤海,南以秦嶺山脈主脊線至淮河一線為界,西以青藏高原外緣為界,北部與內蒙古地區、東北地區相接。其具有穩定而古老的臺地,但由于侵蝕和堆積作用的交替進行,在全區形成了明顯的多級階地,同時該區域西部有明顯的黃土堆積。而且因其位于中緯度大陸東岸,且西北鄰近青藏高原與西北干旱區,故受大陸性季風的影響顯著,屬中緯度暖溫帶季風氣候,冬季干冷,夏秋熱濕,四季分明。其地帶性土壤由東到西,有棕壤土、淋溶褐色土和褐土等森林土壤,以及發育在森林草原與干草原上的黑土、黃綿土等。該區域的地帶性植被以落葉闊葉林為主,但由于熱量不同而引起植被的緯度地帶性變化明顯,其南界秦嶺淮河一線附近,植物區系中的亞熱帶常綠成分較多,而西北邊界附近則溫帶草原成分突出,在植被區劃上,包含了暖溫帶闊葉混交林區域的大部分區域以及溫帶草原區域與暖溫帶闊葉混交林區域交界的邊緣部分,但動物種類較少且種類組成較一致。其生態系統類型的區域差異性明顯,但原生性生態系統和野生動物種類缺乏,人口密度較高,應以保護和恢復不同地區的森林生態系統為重點,加強自然保護區網絡的建設和管理,特別是野生動物分布比較集中的區域。

該自然保護地理大區包括華北平原暖溫帶半濕潤地區、山西高原暖溫帶半干旱地區和山東半島暖溫帶半濕潤地區等6個自然保護地理地區以及15個自然保護地理亞地區。

4.2.3 東南大區

東南大區位于我國東南沿海,北以淮河為界,南至海南島,西以秦巴山地、雪峰山和云貴高原為界,東至臺灣島。地形破碎,山地丘陵連綿交錯,平原盆地貫穿其中,其中較大的山體有武夷山和南嶺等。而區內亞熱帶季風氣候特征明顯,但在沿海地區受海洋性氣候影響顯著,而南部地區有小面積的熱帶季風氣候區。地帶性土壤為黃棕壤、紅壤和黃壤,而黃棕壤主要分布于亞熱帶北部,即長江以北,紅壤主要分布于亞熱帶南部。其地帶性植被為常綠闊葉林和熱帶雨林季雨林,南嶺以南的常綠闊葉林混雜較多的熱帶成分,植物種類復雜,林內攀緣、附生植物甚多。而植物區系分區和動物地理區劃較為復雜,植物區系分區包含了華東地區、華南地區和滇黔桂地區等地區,動物地理區劃包含了東部丘陵平原亞區、臺灣亞區和閩廣沿海亞區等。其地貌復雜,自然植被破碎化分布,海岸線長,濕地眾多,特有植物種類豐富,應加強對該區域森林和濕地生態系統的保護,并重點關注特有和極小種群植物的就地保護和管理,推進區域自然保護區網絡的建設,在國家重點保護野生植物的重要分布區可以建設自然保護點。

該自然保護地理大區包括長江中下游北亞熱帶濕潤地區、長江中下游中亞熱帶濕潤地區和臺灣島熱帶亞熱帶濕潤地區等6個自然保護地理地區和21個自然保護地理亞地區。

4.2.4 中南大區

中南大區位于我國西南部,西起青藏高原,東到東南丘陵,北至秦嶺山地。該區域地貌類型復雜,有面積廣闊的低緩起伏高原地貌、切割性山地和山間盆地,其西部為青藏高原東部邊緣,山高谷深,垂直落差較大。其整體位于亞熱帶季風氣候區和熱帶季風氣候區,但受到局部地勢影響,氣溫較華東和華南偏低,在緯度、海拔高度和大氣環流三者綜合影響下,氣溫季節變化較小,但在南部邊緣影響不大。其地帶性土壤主要為紅壤和黃壤,其中云貴高原以紅壤為主。其地帶性植被以常綠闊葉林、亞熱帶寒溫性針葉林和干性熱帶季雨林半常綠季雨林為主,在植被區劃上,包含了亞熱帶常綠闊葉林區域的西部區域以及西部偏干性熱帶季雨林雨林亞區域。其植物區系分區和動物地理區劃復雜,植物區系分區包含了華中地區、云南高原地區和滇緬泰地區等地區,動物地理區劃包含了西南區、華中區和華南區等。該區域地貌類型多樣,氣候復雜,是我國生態系統最復雜、生物多樣性最豐富和特有物種最集中的地區,也是我國自然保護區建設的重點區域。應加強對該區域自然保護區網絡和跨國自然保護區的建設,以及對山地生態系統的保護和管理。

該自然保護地理大區包括秦巴山地北亞熱帶濕潤地區、四川盆地及邊緣山地北亞熱帶濕潤地區和貴州高原及邊緣山地亞熱帶濕潤地區等7個自然保護地理地區以及23個自然保護地理亞地區。

4.2.5 內蒙古高原大區

內蒙古高原大區位于我國的北部邊疆,北以國境線為界與蒙古和俄羅斯相鄰,東、西、南三面分別與東北、華北和西北3個自然保護地理大區為鄰,西接狼山南端沿烏蘭布和沙漠東緣至賀蘭山西麓一線。地勢起伏小,地貌相對單一,境內山脈少且高度一般較低,延伸不長,而大興安嶺和陰山橫貫本區,把整個高原分為三大部分。其屬中溫帶半干旱、干旱氣候區,季節分配由長冬無夏、春秋相連向西南變為冬冷夏熱、四季分明。地帶性土壤以栗鈣土分布最廣,其次是棕鈣土,黑鈣土則局限于東部邊緣。該區域地帶性植被主要為溫帶草原和稀樹灌木草原,在植被區劃上,包含了溫帶草原區域的大部分,而在陰山、賀蘭山及大興安嶺南部地段的山地、丘陵上還分布有以落葉松、櫟樹等為主的天然林與次生林,而植物區系分區和動物地理區劃較一致。其是森林、草原和荒漠生態系統的分布區和過渡區,植被類型和野生動物組成與鄰國較為相似,應限制開發,加強對該區域草原、草甸和群落交錯帶等特有自然生態系統的保護,積極建設自然保護區網絡,特別是跨國自然保護區網絡,加強對群落交錯帶的管理。

該自然保護地理大區包括西遼河溫帶半濕潤半干旱地區、內蒙古東部溫帶半干旱地區和鄂爾多斯高原及周邊山地溫帶半干旱地區等3個自然保護地理地區以及6個自然保護地理亞地區。

4.2.6 西北大區

西北大區東以阿拉善高原為鄰,南以昆侖山、阿爾金山和祁連山北麓為界,深居內陸,四周多為高山,來自海洋的濕潤氣流很少能夠到達,因而形成我國最干旱的地區。地形地貌以山地和山間盆地為主,山地與盆地的相間分布,構成了該區域地表結構的基本特征。該區域是我國最干燥的地區,具有典型的暖溫帶和溫帶大陸性荒漠氣候特點,其光照長、氣溫變化大、干燥少雨,而高山具有顯著的垂直氣候帶。其土壤類型復雜多樣,地帶性土壤有灰漠土、灰棕漠土和棕漠土,此外還有草甸土、鹽土和風沙土等非地帶性土壤。境內大部分屬于干沙漠,東西兩側邊緣地區屬于荒漠草原,而高山的迎風坡面上能獲得較多的降水,孕育了眾多的冰川積雪,較高海拔的山坡上還有郁郁的森林和草原。旱生的灌木與小灌木荒漠是該區域的地帶性植被,典型的灌木荒漠分布在山前洪積扇及由小礫石組成的沖積扇上部,大多數由葉退化的灌木組成,半灌木荒漠主要分布在礫質戈壁及荒漠性低山。但在山地與平地綠洲內,仍有豐富的動植物資源,如在阿爾泰山和天山的針葉林,在準噶爾盆地、塔里木河和阿拉善的荒漠河岸胡楊林。而植被分布的特征造成了該區域植物區系分區和動物地理區劃的相對簡單,但區域差異明顯的特點。該區域與其他區域相對隔離,具有大面積的荒漠生態系統和垂直山地生態系統,植物多樣性匱乏,但野生動物種類獨特。應加強對其荒漠生態系統中遷徙性野生動物的保護和管理,并積極構建自然保護區網絡。而其山地生態系統是荒漠區重要的水源,也需要重點保護,對維護區域生態平衡具有重要作用。

該自然保護地理大區包括內蒙古西部溫帶干旱地區、北疆溫帶干旱半干旱地區和南疆溫帶暖溫帶干旱地區等3個自然保護地理地區以及14個自然保護地理亞地區。

4.2.7 青藏高原大區

青藏高原大區位于我國的西南部,北起昆侖山、阿爾金山及祁連山,南抵喜馬拉雅山,地勢高峻,平均海拔4500 m以上,是全球海拔最高的高原。高原上還分布有多條山脈,而且青藏高原四周高山環繞,與塔里木盆地、河西走廊和四川盆地的相對高差在3000 m以上。青藏高原強烈的隆起和巨大的高原面,破壞了所處緯度地帶的大氣環流系統,形成了光照充足、氣溫低和干濕季分明等獨特的高原氣候。青藏高原降水分布的地區差異極為懸殊,從東南向西北遞減,北部柴達木盆地的西端,年降水量極少,而且區內高原凍土、高山草甸土和亞高山草甸土等發育強烈。由于地勢的強烈隆起,使植物的演替和土壤發育受到影響,高山草甸、高山草原和高寒荒漠植被成為該區域的地帶性植被,而高原外圍山地植被垂直帶譜顯著,而植物區系和動物地理組成較為簡單,但卻為該地區所特有。該區域地廣人稀,生態位置特殊,應重點保護其特有的高寒生態系統及高原邊緣山地植被垂直分布帶,而且其高原遷徙獸群是我國現存最大的獸類種群,應根據其遷徙路線構建自然保護區網絡,減少人為干擾。

該自然保護地理大區包括昆侖山高寒干旱地區、羌塘高原高寒干旱地區和藏南高寒半濕潤半干旱地區等5個自然保護地理地區以及20個自然保護地理亞地區。

4.2.8 南海諸島大區

南海諸島大區位于我國的最南部,包括南海的東沙、西沙、中沙和南沙四大群島及其周邊海域。其具有大量的珊瑚島礁和廣闊的海域,熱帶濕潤氣候明顯,地帶性植被為熱帶珊瑚島常綠林。喬木林在西沙群島的永興島、金銀島和甘泉島等分布面積較大,南沙群島中個別島嶼上亦有分布。熱帶珊瑚島常綠林在群落組成上樹種不多,僅有十余種,以麻瘋桐林和海岸桐林分布最廣,灌木林在各島嶼亦有分布,面積大而連片,亦是珊瑚島上的主要植被類型,在植被區劃上,包含了南海珊瑚島植被亞區域和東部偏濕性季雨林雨林亞區域的南海北部珊瑚島植被區。而植物區系分區包含了南海地區的大部分,動物地理區劃僅包含了南海諸島亞區。其具有我國最典型的海洋和海島生態系統,卻是我國自然保護區發展最薄弱的地區,應加強對該區域海洋生態系統和海洋鳥類的保護,促進海洋類型自然保護區的建設和管理。

該自然保護地理大區包括南海諸島熱帶濕潤地區1個自然保護地理地區,以及4個自然保護地理亞地區。

5 討論

能夠反映區域自然地理特征和生物分異格局的自然保護綜合地理區劃方案,對我國生物多樣性保護策略和行動計劃的制定具有重要的參考價值和現實意義。綜合自然地理區劃往往涉及地理學、生態學和生物學等諸多學科,而確定一個理想的、能被普遍接受的自然保護綜合地理區劃,并非易事[21]。將土壤、地貌、氣候、植物、動物和植被等生態因子相結合,依據每類生態因子的分布規律,強調區域代表性,排除隱域性特征的干擾是自然保護綜合地理區劃的必然選擇,本研究正是在此基礎上實施和開展的。

自然保護綜合地理區劃研究不是植被分區,也不是生物區系分區,而是以為生物多樣性保護和自然保護區建設服務為目標的區劃工作,所以該區劃的界線不能用單一區劃要素的界線來確定,而是依據各類生態因子在地理空間上的總體分布特征確定的,本研究通過TWINSPAN方法數量分類實現這個過程。而目前我國對自然地理單一要素的區劃仍然是自然地理區劃工作的重點,綜合自然地理區劃研究則側重于對氣候、土壤和地貌差異的定性分析研究[2,15,31]。本研究的區劃結果與任美鍔[18]、侯學煜[32]和趙松橋[18]等提出的自然地理區劃方案有較大的差異,后者地理界線是在參考地貌和氣候界線的基礎上劃定的,如許多自然地理區劃方案均按照氣候差異將亞熱帶氣候區和熱帶季風氣候區分開。但在本研究中數量分類結果與之明顯不同,其將秦嶺淮河以南的區域以秦巴山地東端、云貴高原東南緣和雪峰山為界劃分為東西兩部分。這條界線與中國地勢二、三級階梯的界線基本一致,離海洋的遠近和海拔的差異可能使兩側生物類群間也出現了差異。

另外,本研究借助于計算機技術和相關軟件,對地貌、氣候和土壤等要素進行分析,確定了基本地理單元,并以其為基礎通過考慮氣候、動物和植被等多重生態因子的分布特征從上而下逐級劃分出低階的區劃單元。這種利用TWINSPAN數量分類方法進行地理區劃探索是區劃方法上的創新和嘗試,為自然地理區劃的研究提供了新的研究途徑。同時本研究選取的量化指標是在結合已有專項區劃資料提出的,有助于避免動植物分布指標的人為選擇偏差,可以綜合反映區域自然地理特征,對生物多樣性就地保護和自然保護區體系建設具有較好的指導作用。而量化分析較少摻雜了主觀推斷,提高了地理區劃研究的客觀性,同時定性分析避免了量化分析過程中沒有考慮指標之間的關聯程度的問題,使區劃結果更準確。量化和定性分析的綜合使用,有助于綜合反映區域差異,應作為地理區劃工作的必要分析途徑。本區劃系統仍然需要進一步的探討以及修改完善,并根據實際情況對該區劃方案進行細化。

致謝: 北京林業大學自然保護區學院于夢凡對TWINSPAN數量分類分析提供幫助,自然保護區學院雷霆和中國林業科學院吳亞叢對寫作給予幫助，特此致謝。

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The comprehensive geographical regionalization of China supporting natural conservation

GUO Ziliang, CUI Guofa*

CollegeofNatureConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China

National- or regional-scale comprehensive geographical regionalization, including the designation of biogeographical regions, can provide foundational data designed to enhance the conservation of biodiversity and the construction of a nature reserve system and so provide a scientific basis for the establishment of policies related to local biodiversity. The comprehensive geographical regionalization supporting natural conservation has become an important aspect of the field of natural geographical regionalization with the development of nature reserves. Meanwhile, China′s nature reserve system has been preliminarily established and is developing rapidly. However, no national geographical regionalization system is in place that designates biogeographical regions, considers both biotic factors (such as plant, animal, or vegetation) and abiotic factors (such as climate, soil, or landform), and is also designed to provide a basis for biodiversity conservation and the establishment of nature reserves. This study uses a geographic information system (GIS) to first divide the territory of China into 3489 basic geographical units based regional climate, soil and geomorphology. A regionalization of various aspects of biogeography such as climate, soil, flora, animal distribution, and vegetation was conducted for this study. Then, the spatial information used to create biogeographical regions was compiled and converted into attribute information that could be used to analyze the differences between all the basic geographical units using GIS10.0. Next, the entire set of data supporting these geographical units was studied using TWINSPAN and PC-ORD4.0. Finally, a natural conservation comprehensive geographical regionalization scheme designed to conserve and preserve natural resources was proposed based on the classification results; data from the vegetation regionalization and geomorphologic regionalization were included. Data analysis included quantitative and qualitative analysis during the course of the study. This comprehensive geographical regionalization system resulted in the designation of three major types of natural conservation biogeographical areas, including eight zones, 37 areas, and 117 subareas. A comprehensive geographical regionalization should consider an ideal combination of various elements of the landscape including soil, landform, climate, plants, animals and vegetation to support comprehensive natural area conservation, based on the zonal distribution of various ecological factors and eliminating the interference of intrazonal characteristics. Certainly, the boundaries of a comprehensive geographical regionalization system cannot be determined by the boundary of a single aspect of biogeography, and the biogeographical regions created here will be very different from other previous classification systems because this research integrates the expression of a wide variety of ecological factors in geographical space to consider the needs of biodiversity conservation and provides baseline information in support of the establishment of nature reserves. The features of the comprehensive geographical regionalization system include: (1) A geographical regionalization method that was based on the numerical taxonomic methods of TWINSPAN and GIS, used innovative technology and methods, and provides a new approach for research related to geographical regionalization; (2) Quantitative criteria that are proposed in combination with the existing special regionalization in this study; these criteria helped researchers avoid artifacts in the data that were based solely on one aspect of the data such as unique characteristics of the animal and plant indices, resulting in poor selection of biogeographically-based polygons; additionally, the quantitative criteria can comprehensively reflect natural ecological characteristics in a particular district and can provide good direction to land managers concerned with biodiversity conservation and nature reserve construction; (3) Quantitative analysis was used to ensure that the geographical regionalization system was constructed objectively, while qualitative analysis was used to avoid obvious errors and to improve the accuracy of the classification.

natural conservation; geographical regionalization; numerical taxonomic; ecological factor

林業公益性行業科研專項(201104029)

2013- 06- 10;

2013- 09- 22

10.5846/stxb201306101598

*通訊作者Corresponding author.E-mail: fa6716@163.com

郭子良,崔國發.中國自然保護綜合地理區劃.生態學報,2014,34(5):1284- 1294.

Guo Z L, Cui G F.The comprehensive geographical regionalization of China supporting natural conservation.Acta Ecologica Sinica,2014,34(5):1284- 1294.