隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 我國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到自然環(huán)境保護(hù)工作的重要性, 實(shí)施了“退耕還林(草)”、 “天然林保護(hù)”等系列重大生態(tài)工程, 建設(shè)了各類保護(hù)地, 自然環(huán)境得到恢復(fù)。Chen等(2019)發(fā)現(xiàn), 近30年來(lái)全球的植被葉面積在增加, 中國(guó)植被僅占全球植被面積的6.6%, 卻為全球植被葉面積凈增長(zhǎng)貢獻(xiàn)了25%, 且中國(guó)的植被葉面積增長(zhǎng)的42%來(lái)自森林。這一結(jié)果與我國(guó)八次森林資源清查的結(jié)果一致, 我國(guó)森林覆蓋率已經(jīng)由1976年的12.8%提高到2013年的21.63%, 人工林蓄積量提高了15倍(許傳德,2014)。在天然植被保護(hù)方面, 到2016年底我國(guó)各類自然保護(hù)地已達(dá)1.15萬(wàn)處之多, 占國(guó)土面積18%以上(彭?xiàng)罹傅? 2018)。但是,我國(guó)的自然保護(hù)地體系對(duì)珍稀瀕危的哺乳動(dòng)物和鳥類的棲息地覆蓋程度比較高, 而對(duì)珍稀瀕危植物、兩棲和爬行動(dòng)物的生境, 以及水源涵養(yǎng)、土壤保持、防風(fēng)固沙與碳固定等主要生態(tài)服務(wù)功能的關(guān)鍵區(qū)域覆蓋比例較低(Xu et al, 2017b)。這些沒(méi)有被保護(hù)地覆蓋的生物多樣性或生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)鍵地區(qū)往往是原生或干擾較少的生態(tài)系統(tǒng), 它們所提供的服務(wù)功能遠(yuǎn)高于次生或人工生態(tài)系統(tǒng)(Watson et al, 2018), 因此我國(guó)保護(hù)地體系需要進(jìn)一步完善頂層設(shè)計(jì)。另一方面, 我國(guó)10類保護(hù)地之間存在著管理交叉重疊、生態(tài)系統(tǒng)碎片化等問(wèn)題, 影響生態(tài)系統(tǒng)的完整性(唐小平, 2014; 鐘林生等,2016)。針對(duì)這些問(wèn)題, 黨的十八屆三中全會(huì)提出了建立國(guó)家公園體制, 并于2017年9月發(fā)布了《建立國(guó)家公園體制總體方案》, 嘗試“建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系”, 提出了“生態(tài)保護(hù)第一、國(guó)家代表性、全民公益性”的三大理念(馬克平, 2017;楊銳,2017)。

國(guó)家公園是具有國(guó)家代表性的、大面積重要的自然或接近自然的生態(tài)系統(tǒng), 同時(shí)具有獨(dú)特的自然景觀和豐富的科學(xué)內(nèi)涵(馬克平, 2014), 保護(hù)其完整性和原真性成為建立國(guó)家公園的首要目標(biāo)。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的監(jiān)測(cè)和研究, 是國(guó)家公園內(nèi)大面積自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)。

首先, 長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和研究將進(jìn)一步加深人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的理解和認(rèn)識(shí), 使國(guó)家公園的管理和規(guī)劃建立在堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)之上。我國(guó)20世紀(jì)80年代開始逐步建立長(zhǎng)期定位研究網(wǎng)絡(luò), 到2004年建成了國(guó)家生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò), 雖然取得明顯進(jìn)展, 但目前人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)過(guò)程的認(rèn)識(shí)還相當(dāng)有限。例如在黃石國(guó)家公園, 人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn): 因?yàn)楦蓴_和氣候變化, 公園內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)在不斷變化中, 一些原來(lái)看似有破壞性的因素(如森林火災(zāi))卻能增加生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性和對(duì)入侵的抵御能力。國(guó)家公園原定的目標(biāo)從而由保護(hù)自然或原始狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo(hù)生態(tài)過(guò)程(Wallace, 2004)。針對(duì)國(guó)家公園內(nèi)的典型生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和研究,會(huì)不斷加深人們對(duì)這些生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí), 優(yōu)化和更新國(guó)家公園保護(hù)的目標(biāo)和策略。

第二, 遙感和地面監(jiān)測(cè)相結(jié)合使得對(duì)國(guó)家公園大尺度長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)成為可能。傳統(tǒng)的地面監(jiān)測(cè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力, 難以對(duì)大面積的生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。但大尺度生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程(如: 動(dòng)物的遷徙、火災(zāi))有時(shí)甚至超出國(guó)家公園的范圍, 為了保護(hù)動(dòng)物廊道, 北美倡導(dǎo)了沿落基山脈從黃石公園到加拿大育空省的3,500 km黃石–育空保護(hù)行動(dòng)(Yellowstone to Yukon Conservation Initiative, Y2Y) (Chester &Hilty, 2019)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展, 近地面遙感開始應(yīng)用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)國(guó)家公園大尺度生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程。如Soulard等(2016)利用遙感手段監(jiān)測(cè)了加州的優(yōu)勝美地國(guó)家公園(YosemiteNational Park)內(nèi)火災(zāi)對(duì)山地草甸的影響, 逐月比較了1985–2012年26個(gè)火燒草甸和沒(méi)有火干擾草甸的LandSat衛(wèi)星NDVI (歸一化植被指數(shù))變化趨勢(shì), 發(fā)現(xiàn)火燒草甸周邊的常綠植被已經(jīng)被1996年的火災(zāi)所破壞而無(wú)法恢復(fù)。Xu等(2017a)利用遙感手段發(fā)現(xiàn), 雖然我國(guó)大熊貓國(guó)家公園的大熊貓瀕危等級(jí)已經(jīng)從瀕危降為易危, 但其2013年的棲息地比1988年破碎化程度更高。

此外, 分子、紅外相機(jī)等手段也能應(yīng)用于監(jiān)測(cè)。例如: Sawaya等(2014)在加拿大的班夫國(guó)家公園采用分子生物學(xué)方法分析了棕熊(Ursus arctos)和黑熊(U. americanus)的種群遺傳結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)47%的黑熊和27%的棕熊利用了野生動(dòng)物通道, 證明野生動(dòng)物通道有利于恢復(fù)因?yàn)楣珗@內(nèi)道路阻隔造成的種群間的遺傳隔離。在我國(guó)虎豹國(guó)家公園采用2,000臺(tái)紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)著27只東北虎(Pantheratigris altaica)和42只遠(yuǎn)東豹(P. pardus orientalis)的種群動(dòng)態(tài), 而尚未利用的東北虎潛在棲息地基本在中國(guó)境內(nèi)(McLaughlin,2016)。

錢江源國(guó)家公園體制試點(diǎn)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱錢江源國(guó)家公園)作為我國(guó)亞熱帶常綠闊葉林地區(qū)國(guó)家公園體制試點(diǎn)的樣本, 保存著罕見(jiàn)的大面積低海拔、地帶性的典型常綠闊葉林, 國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物長(zhǎng)柄雙花木(Disanthus cercidifolius var. longipes)的天然種群面積達(dá)5,000多畝,棲息著國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物黑麂(Muntiacus crinifrons)和白頸長(zhǎng)尾雉(Syrmaticus ellioti),既是典型生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)地, 也成為亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性維持機(jī)制研究的理想平臺(tái)。2005年中國(guó)科學(xué)院植物研究所聯(lián)合浙江大學(xué)和浙江師范大學(xué)等在錢江源國(guó)家公園建立了24 ha森林動(dòng)態(tài)樣地，開啟了長(zhǎng)期定位研究。經(jīng)過(guò)多年的努力, 在這里建立了4個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性監(jiān)測(cè)和研究平臺(tái):

(1)全境森林動(dòng)態(tài)樣地監(jiān)測(cè)平臺(tái)。包含1個(gè)24 ha樣地、14個(gè)1–5 ha樣地和約600個(gè)分布于全境1 km × 1 km網(wǎng)格的20 m × 20 m或30 m × 30 m樣方。對(duì)樣地內(nèi)胸徑≥1 cm的植株掛牌、定位、測(cè)量胸徑并鑒定到種; 每5年復(fù)查一次, 監(jiān)測(cè)亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的變化(祝燕等, 2008)。

(2)全境網(wǎng)格化動(dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)平臺(tái)。把整個(gè)國(guó)家公園劃分為268個(gè)1km × 1 km網(wǎng)格, 每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)紅外相機(jī)和自動(dòng)錄音設(shè)備, 監(jiān)測(cè)大型獸類、雉類和森林鳴禽的多樣性和種群動(dòng)態(tài)(余建平等,2019)。

(3)森林冠層生物多樣性監(jiān)測(cè)平臺(tái)。由一個(gè)高度為60 m、塔臂長(zhǎng)度為60 m的塔吊系統(tǒng)組成,以塔吊為中心建立140 m × 160 m的樣地, 用以監(jiān)測(cè)林冠生物多樣性格局動(dòng)態(tài)和生態(tài)學(xué)過(guò)程。

(4)亞熱帶森林生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(簡(jiǎn)稱BEF平臺(tái))。該平臺(tái)是由中國(guó)、德國(guó)和瑞士三國(guó)科學(xué)家聯(lián)合建立的、世界上唯一在亞熱帶森林的BEF平臺(tái)。BEF平臺(tái)的主實(shí)驗(yàn)樣地由兩塊樣地構(gòu)成, 分為566個(gè)1畝的小樣地, 總面積40 ha, 種植約30萬(wàn)株苗木, 實(shí)驗(yàn)喬木物種豐富度設(shè)置為6級(jí): 0、1、2、4、8、16, 灌木物種豐富度設(shè)置為4級(jí): 0、2、4、8 (Bruelheide et al, 2014)。該平臺(tái)旨在研究亞熱帶森林生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系及其作用機(jī)制。

錢江源國(guó)家公園可以作為國(guó)家公園與科研院所和大專院校聯(lián)合開展監(jiān)測(cè)和研究的重要基地。這些平臺(tái)已吸引了眾多的科研院所聯(lián)合展開研究。本期“錢江源國(guó)家公園生物多樣性保護(hù)與管理專輯”報(bào)道上述平臺(tái)的部分研究成果,并針對(duì)錢江源國(guó)家公園集體林占比高、科學(xué)管控難, 存在著自然保護(hù)與社區(qū)發(fā)展沖突等問(wèn)題, 從農(nóng)戶生計(jì)資本、地役權(quán)和跨界管理等方面探討了國(guó)家公園的體制建設(shè)、社區(qū)共管等問(wèn)題。利用全境網(wǎng)格化動(dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)平臺(tái)紅外相機(jī)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 余建平等(2019)評(píng)估了錢江源國(guó)家公園的功能分區(qū)對(duì)黑麂保護(hù)的有效性, 任鵬等(2019)發(fā)現(xiàn)了白頸長(zhǎng)尾雉的分布格局是由水源和海拔等多個(gè)環(huán)境變量共同決定, 溫度的變化和對(duì)不同海拔段的選擇是造成季節(jié)分布格局的主要原因。利用全境森林動(dòng)態(tài)樣地監(jiān)測(cè)平臺(tái), 池秀蓮等(2019)發(fā)現(xiàn), 古田山常綠闊葉林萌生能力隨林分年齡的增大而下降, 且受海拔、坡向等地形因素的影響。翁昌露等(2019)發(fā)現(xiàn)海拔和群落類型是古田山森林群落α和β多樣性的主要影響因子, 表明生境過(guò)濾等在群落生物多樣性維持中的重要作用。錢海源等(2019)介紹了錢江源國(guó)家公園鳥類多樣性與區(qū)系組成, 發(fā)現(xiàn)鳥類種數(shù)占全省的52%, 在鳥類保護(hù)中有重要作用。李通等(2019)分析了古田山森林木腐真菌的物種組成和地理成分, 發(fā)現(xiàn)林分中倒木直徑大小和腐爛程度是影響木腐真菌生長(zhǎng)與分布的重要因子。李杰等(2019)利用近地面遙感技術(shù)結(jié)合實(shí)地植被調(diào)查, 評(píng)估了錢江源國(guó)家公園現(xiàn)有分區(qū)存在的主要問(wèn)題, 為國(guó)家公園合理的功能區(qū)劃提供了一種可行的方法。孫孝平等(2019)模擬了到2025年4種可能的土地利用策略情景下, 錢江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值的變化, 為國(guó)家公園管理的科學(xué)決策提供了理論支持。李雙等(2019)分析了農(nóng)戶生計(jì)資本和空間分布特征, 提出改善區(qū)內(nèi)農(nóng)戶生計(jì)狀況的建議, 試圖緩解自然保護(hù)與社區(qū)居民發(fā)展可能的沖突; 王宇飛等(2019)設(shè)計(jì)了一套基于細(xì)化保護(hù)需求的保護(hù)地地役權(quán)制度, 進(jìn)行適應(yīng)性管理, 試圖解決我國(guó)南方自然保護(hù)地集體林占比高等問(wèn)題; 張晨等(2019)建議借鑒法國(guó)大區(qū)公園經(jīng)驗(yàn), 形成一個(gè)政府主導(dǎo), 企業(yè)、社區(qū)居民和第三方組織共同參與的多元主體協(xié)同治理組織框架, 來(lái)解決國(guó)家公園跨界管理存在的行政區(qū)劃碎片化和管理分割的問(wèn)題。最后, 代云川等(2019)綜述了國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)完整性評(píng)價(jià)的三種主要方法, 同時(shí)探討了目前國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)完整性評(píng)價(jià)中存在的一些問(wèn)題, 提出需要注重自然–經(jīng)濟(jì)–社會(huì)的結(jié)合與統(tǒng)一。