植物多样性与生态系统服务协同保护研究——以崂山自然保护区为例

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生物多样性与生态系统服务是人类社会赖以生存和发展的基础,具有不可替代的重要作用。理解生物多样性特别是植物多样性与生态系统服务之间的关系,对于确定植物多样性和生态系统服务的热点区域和空间保护规划具有十分重要的意义。然而,大量生态系统服务研究多以生境质量评估等间接方法代指生物多样性,无法从物种层面揭示生物多样性与生态系统服务的相互关系。本文以崂山自然保护区核心区、缓冲区和实验区为研究区域,通过实地调查对植物多样性的物种丰富度和空间分布进行分析,利用IUEMS平台对气候调节、水源涵养、固碳、产氧、土壤保持、减少泥沙淤积等6项生态系统调节服务进行详细评估,对文化旅游服务进行简化评估,揭示了崂山自然保护区植物多样性与生态系统服务的水平及空间分布差异,识别了植物多样性与生态系统服务分布的热点和冷点。基于对植物多样性与生态系统服务的相关分析探究了两者之间权衡、协同的空间关系。结果表明:(1)调查样方内共记录到维管植物195种,分属于65科140属。其中,野生植物134种,国家重点保护植物3种。保护区东南部植物多样性显著高于西北部,因此需对保护区的西北部实施更加严格的保护措施。而核心区、缓冲区、实验区间无显著差异,应对实验区的植物保护给予相应的重视。(2)2020年,气候调节、水源涵养、固碳、产氧、土壤保持、减少泥沙淤积、文化旅游7项生态系统服务的经济价值约为23.78亿元,其中,土壤保持服务价值占比最高。核心区与缓冲区单位面积生态系统服务价值显著高于实验区,缓冲区最高为7.44万元/公顷。虽然水源涵养、固碳与产氧等生态系统服务单位面积价值在东南部与西北部间存在显著差异,但生态系统服务单位面积总价值无显著差异。(3)从Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数的角度来看,植物多样性与气候调节、固碳、产氧等服务之间在空间上为协同关系。从不同生长型植物来看,乔木植物是气候调节、固碳等生态系统服务最主要的提供者。生态系统服务内部,气候调节与固碳、气候调节与产氧、固碳与产氧、土壤保持与减少泥沙淤积之间均存在协同关系。水源涵养与土壤保持、减少泥沙淤积之间存在权衡关系。(4)植物多样性热点多位于保护区的东南部,分散在核心区、缓冲区、实验区内,冷点主要集中在保护区的西北部。生态系统服务的热点集中于核心区和缓冲区,说明核心区与缓冲区在保护生物多样性的同时能较好的保护生态系统服务。但是,植物多样性与生态系统服务的热点不完全重叠,实验区也存在植物多样性丰富的热点区域,因此对实验区的植物多样性保护应给予更高的关注。本文初步建立了以生物多样性直接指标分析植物多样性和生态系统服务的空间关系,进而探究两者之间权衡或协同的关系,识别其空间热点的方法。相关结果对于崂山自然保护区生物多样性和生态系统服务的空间保护规划的制定具有一定的指导意义。
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