北京喇叭沟门自然保护区植物濒危程度和保护级别研究

1、北京喇叭溝門自然保護區植物瀕危程度和保護級別研究* 摘要：文章討論了國內外瀕危物種評價的研究進展，分析了物種的受威脅因素，在此基礎上篩選出喇叭溝門自然保護區植物瀕危係數的計算指標，並參照國際瀕危物種等級新標準和瀕危係數，確定了評價該區植物瀕危狀況的等級， 關鍵字：自然保護區 瀕危物種 評價 物種保護 隨著人類對生存環境和資源破壞的加劇，生物多樣性正以前所未有的速度喪失，物種保護成爲人類共同面臨的全球性問題1，世界各國爲此都展開了積極的工作。評定物種的瀕危狀況和保護級別是一個國家或地區有效開展物種保護工作的前提，也是當前保護生物學研究的焦點問題2。對物種瀕危狀況進行評價，確定物種的優先保護級別，

2、有針對性地採取合理有效的保護措施，才能使有限的人力、物力資源得到最佳配置和發揮。在對北京喇叭溝門自然保護區維管植物的種類、分佈、數量調查基礎上，分析了植物瀕危狀況、評定了植物保護級別，並提出相應的保護措施，爲珍稀瀕危植物的保護工作提供依據。 1.研究現狀及存在的問題 對物種瀕危狀況的評定是由定性向定量方向逐漸發展的。最早的評價可追溯到1942年和1945年美國國際野生動物保護委員會分別出版的絕滅與瀕於絕滅的舊大陸與新大陸哺乳動物兩本書15，1966年國際自然與自然保護聯盟（IUCN）相繼出版了一系列瀕危物種的紅皮書和紅色名錄，其中的瀕危物種的等級標準得到了國際的廣泛承認16，在近30年來被IU

3、CN 組織和包括我國在內的許多國家、地區廣泛應用5，出版了一系列國家、地區的紅皮書和保護植物名錄181920。從總體上看，各國的瀕危評價標準差異較大，表現在等級體系混亂和標準不一，而且評級標準多採用了概念性的定義描述，缺乏數量化的指標，具有相當程度的模糊性和主觀性，在應用時也難以掌物9，這不僅給國家、地區之間的交流帶來不便，也不能對瀕危物種進行確切保護。1994aIUCN組織制定並通過了國際瀕危物種等級新標準17，新標準突出強調了評價指標的數量化和具體化，易於掌握。儘管如此，我們在研究中發現應用該標準對喇叭溝門自然保護區植物受危狀況的評定時，仍存在著一定程度的缺陷，如缺乏將各種影響因數結合起來

4、全面反映物種受威脅狀況的綜合性指標，以及有些指標在實際應用中難以操作，或者根據單一指標確定的瀕危等級仍具有片面性，還難以非常準確地反映物種的受危狀況。 對物種保護級別的確定，目前在世界範圍內還沒有統一的標準，各個國家和地區在確定其物種保護級別時主要從物種瀕危程度和物種遺傳價值、經濟價值的角度去考慮的3，由於評價標準不一，方法不同，結果也不一致，如世界自然保護聯盟大綱3對物種的保護優先考慮了保護遺傳的多樣性，從物種損失的急切性順序和遺傳損失的大小而排列了受威脅種的優先保護次序，我國將重點保護的物種主要從科學意義上和經濟意義上劃分爲三個保護級別45。由於保護級別的確定依賴於對物種瀕危狀況的評價，而

5、對物種瀕危狀況的評定，長期以來世界各國主要依據IUCN標準678，採用了定性的方法，在評價中存在著相當程度的模糊性、主觀性 49，評價的結果往往不是很準確，因此而造成對物種保護級別的確定也具有主觀性，其後果是：一方面對某些瀕危物種保護級別的確定不當，據此而採取的不合理的保護措施造成一些瀕危物種的滅絕，另一方面或對某些相對安全的物種沒有確定保護級別，沒有引起足夠的重視，使該物種也步入了瀕危滅絕者之列。 近年來，Perring10、許再富等人4 11912嘗試將物種瀕危評價中各指標分級、量化和給分，然後計算各指標的綜合效應瀕危係數，通過瀕危係數對不同地區範圍的物種從定量上進行了瀕危狀況評價，這種方

6、法較爲客觀地反映了各指標的綜合影響，但也有其缺點，如缺乏一套完整的評價一個地區所有物種瀕危狀況的的等級體系；用急切保護值的大小定量評價區域性受威脅植物、藥用植物的瀕危狀況和保護級的方法，在對一個地區範圍內全部物種保護級別的確定中，其評價指標和評價體系仍然有失完整與準確，同時對遺傳價值較低的瀕危物種評定級別降低，導致對其保護不力。 對喇叭溝門自然保護區植物受危狀況的評定過程中，我們爲了保持既與國際標準接軌，又適合喇叭溝門林區物種評價的實際情況，通過研究以上二種評價方法和分析、篩選瀕危係數計算指標的基礎上，嘗試將IUCN的評價標準與瀕危係數結合起來，提出更符合林區實際情況和更完善的評價標準，更加客

7、觀地去評價各物種的受危狀況。通過評價指標的添加與取捨，對林區物種急切保護值進行了探討與計算，確立了喇叭溝門自然保護區物種保護級別的評價體系並展開評價，根據評價結果提出各保護級別物種的相應保護措施。 2.自然概況 見“北京喇叭溝門自然保護區建立與功能區劃分” 3.研究方法 3.1物種及植被調查 1998-1999 年，應用線路調查和臨時樣地方法對喇叭溝門林區植被及物種資源進行了多次不同季節的全面調查，並對藥用植物和其他經濟植物進行了專項調查。根據記錄和採集標本對物種編目；利用樣地調查資料、森林小班卡和林相圖，採取模糊聚類方法將林地分類，計算並匯總各物種分佈多度；根據專項調查統計,估算各物種的消耗

8、強度。 3.2瀕危係數的計算 評定指標的確定 參考IUCN國際瀕危物種等級新標準，根據喇叭溝門自然保護區實際情況和物種瀕危係數，建立物種瀕危狀況評價體系，確定物種的瀕危程度。 物種在走向瀕危乃至滅絕的過程中表達出的受威脅資訊可以從自身的個體生態、種群動態和群落生態幾方面體現出來11。在確定物種瀕危係數評定指標時，許多人主要選擇國內分佈區頻度、地區分佈頻度、地區分佈多度、種群消失速率、種群確限度、種群結構等幾個指標，對這幾個指標進行定量評分，計算各物種的瀕危係數491112。這幾個指標主要體現了內在因素、自然因素和部分長期人爲因素對物種的影響。目前喇叭溝門自然保護區的物種受危程度主要決定于近期人

9、爲活動的影響，這種影響主要源于物種利用價值屬性和對其破壞程度、保護措施、以及生境安全度等方面。通過對物種利用價值高低、被破壞強度、保護措施、以及生境安全度等方面的評定，可以更客觀地反映近期人爲因素對物種的影響、潛在影響和物種受危程度及發展趨勢。根據以上分析和篩選，確定出喇叭溝門自然保護區物種瀕危係數的評定因數及其分級分值如下： （1）國內分佈頻度：根據某種植物在全國範圍內分佈省區的數量來評定。1省分佈，5分；2-3省分佈，4分；4-6省分佈，3分；7-10省分佈，2分；10省以上分佈，1分。 （2）北京地區分佈頻度：根據某物種在北京地區分佈的區、縣數量評定。小於3個區縣，5分；3-5個區縣，4

10、分；6-9個區縣，3分；10-13個區縣，2分；大於13個區縣，1分。 （3）林區內分佈頻度：該指標反映了物種在林區內的分佈範圍和適應性大小，根據野外調查中各個物種在64個不同調查地點出現情況去評定：5分，出現地點數1-5個；4分，出現地點數6-15個；3分，出現地點數16-30個；2分，出現地點數31-50個；1分，出現地點數51-64個。 （4）林區內分佈多度：應用樣地調查資料，結合森林小班資料對各類群落進行模糊聚類和面積統計，估算林區各物種的分佈數量，根據數量的多少而評分。木本植物和草本植物多度分級及分值設定如下表1 49。 （5）藥用價值：藥用價值只是物種利用價值的一個方面。一個物種如

11、果具有較高的利用價值，往往容易被開採、破壞，從而導致瀕危、滅絕。有些珍貴藥材，一旦其特殊的藥用價值被發現，即使分佈範圍再廣、種群數量再大，也存在著被采盡挖絕的可能。因此，利用價值應該是評定瀕危係數的最基本指標之一。由於藥用植物是一種特殊的經濟植物，相對於其他用途的物種更容易受到破壞而導致瀕危滅絕12。對藥用植物價值大小的分值設定，借鑒汪年鶴12、薛達元4的評分體系，並稍做修改：中國藥典收載的常用種類、具特殊藥用價值，5分；中藥志收載的常見種類、具1種以上藥用價值，4分；中藥志收載的非常用種類、地方標準收載的常見種類、已形成商品的重要民間草藥，具2種藥用價值，3分；一般民間草藥，具1種藥用價值，

12、2分；無藥用價值，1分。 （6）其他價值：其他價值也主要指直接使用價值，包括觀賞、綠化、用材、薪材、牧草和其他用途的原料植物。分值設置爲：具有重要觀賞植物、重要用材或綠化植物、重要的食用野果或野菜、重要牧草、薪材或其他重要原料植物中3項或以上價值的植物，5分；具有3種以下上述重要用途的植物，4分；具有3種及以上上述普通價值的植物， 3分；具有3種以下上述普通價值的植物，2分；直接利用價值不大的植物，1分。 （7）消耗強度：消耗強度指對某種植物的開發利用及放牧、病蟲害和其他因素引起的數量減少程度。消耗強度直接影響著物種的生存或滅絕的趨勢，應用這個指標更能及時準確反映當前物種種群數量的變化。由於種

13、群消失速率指標的評定需要近10年或更長時間段物種的消失數量49，而喇叭溝門林區缺乏長期定位測定的資料，我們用近幾年各種植物資源的消耗強度進行評定。根據野外調查中掌物的各種植物被消耗數量與總量之比進行確定，包括藥用、食用、觀賞植物的采挖及用材樹種的砍伐。分級及分值設定參照IUCN的種群減少速率標準15：消耗率在0.35以上，5分；消耗率0.30-0.35，4分；消耗率0.20-0.30，3分；消耗率0.05-0.20，2分；消耗率小於0.05，1分。 （8）保護狀況：對物種保護狀況的分值設置爲：未受保護，存在嚴重人爲破壞，5分；未受保護，存在較嚴重人爲破壞，4分；未受保護，存在輕微人爲破壞，3分

14、；受到普通保護，存在輕微人爲破壞，2分；受到嚴格保護，無人爲破壞現象，1分。 （9）生境安全度：生境安全度即各物種生長環境距離人爲活動範圍的遠近不同而受到干擾的強弱。如果生境安全度不同，即使採取相同的保護措施，物種的受破壞程度也不相同。在喇叭溝門林區，由於多數植物未受到保護，生境受人爲干擾的強弱是植物瀕危的一個重要影響因素，對生境安全度的分值設置按照與當地居民區、旅遊路線、旅遊景點遠近、放牧範圍、采挖可能性大小、破壞、踐踏等因素綜合考慮提出分值的設置狀況：物種生境的4/5以上在人爲影響範圍之內，5分；物種生境的3/5-4/5在人爲影響範圍之內，4分；物種生境的2/5-3/5在人爲影響範圍之內，

15、3分；物種生境的1/5-2/5以下在人爲影響範圍之內，2分；物種生境1/5以下範圍受人爲影響，1分。 計算方法 根據喇叭溝門自然保護區物種生存的影響因數確定的瀕危係數評定指標和各指標量化分級評分結果，用下列公式計算各物種的瀕危係數49 11。 其中：C 瀕爲瀕危係數，i爲各評定指標，Xi爲物種第i個評定指標的得分值，Xmaxi爲第i個評定指標最高得分值。 3.3遺傳損失係數的計算 評價指標的選擇 遺傳損失係數是表示某一物種在遭到滅絕後，對生物多樣性可能産生的遺傳基因損失程度，即受威脅植物種潛在遺傳價值的定量評價。有的學者用種型情況、特有情況、古老殘遺情況三個指標對於計算遺傳損失係數49。“特有

16、情況”這一指標已通過瀕危係數評價指標中物種的三種分佈頻度得到反映，在此將該指標舍去。另外，增加“種質資源和遺傳育種價值”這一指標，用以評價具有較高利用價值植物的野生近緣種的價值。對喇叭溝門自然保護區物種遺傳損失係數評價指標量化分級如下： （1）種型情況：根據受威脅植物種所在屬和所在科含種的數量評分：單型科種（所在科僅1屬1種），5分；少型科種（所在科含2-3種），4分；單型屬種（所在屬僅含1種），3分；少型屬種（所在屬含2-3種），2分；多型屬種，1分； （2）種質資源和遺傳育種價值：根據已開發利用植物及其野生近緣種的價值大小評分：國家1級保護的種質資源和遺傳材料的野生近緣種，5分；國家2級保

17、護，4分；國家3級保護，3分；專家提名建議的北京地區1級保護，2分；專家提名建議的北京地區2級保護，1分。 （3）古老殘遺情況；古老殘遺情況是指經過巨大地史變化而保留下來的古老植物區系的孑遺種13所發生的地質年代遠近1314。古老殘遺情況在研究植物系統發育、植物地理分佈等方面具有重要的科學價值，評分級別劃分爲：冰期殘遺的單型屬或單型科植物，5分；冰期殘遺的寡型屬或寡型科植物，3分；非冰期殘遺的植物，1分。 計算方法 根據各物種以上指標的得分情況，應用下列公式49計算其遺傳損失係數。 其中C瀕爲遺傳損失係數，Xi爲某物種第i個指標中的分值，Xmaxi爲第i個指標的最高分值。 3.4急切保護值的計

18、算 評定指標的篩選 急切保護值是指依據保護目的不同而選取的評價指標，將其量化分級後計算出來的用以反映物種急需保護程度的數值49。由於國家、地區情況不同，物種保護目的不完全相同，急切保護值的評價指標也不一致。目前評價方法正處於探索階段，還沒有統一的評價標準。有的學者選擇瀕危係數、遺傳損失係數、利用價值係數和保護現狀係數評價指標計算物種急切保護值。物種的利用價值和保護現狀既是物種急切保護值的評定因數，也是物種瀕危狀況評定的主要因數，所以在確定物種的瀕危係數時加入了這兩個指標。在急切保護值的評定中，這2個因數的貢獻已經通過瀕危係數指標得到反映，因此不再重復選擇，確定用瀕危係數和遺傳損失係數評價計算急

19、切保護值。 計算方法 應用下列公式計算各種植物的急切保護值49 ： V 急=0.75C瀕+0.25C遺 其中C瀕爲瀕危係數，C遺爲遺傳損失係數，0.75與0.25爲C瀕與C遺的權重。 4.結果與分析 4.1植物瀕危程度評定 根據喇叭溝門自然保護區植物瀕危係數計算結果，參照IUCN國際瀕危物種等級新標準，把植物瀕危狀況分爲7個等級：消失種、極危種、瀕危種、漸危種、敏感種、安全種和未評估種（見表2）。 在評定植物瀕危程度時，還參考物種分佈頻度、生境特異性大小、成熟個體數量和利用價值高低。1）消失種：60年代調查時尚有分佈，但本次調查沒有見到，尤其是依據該物種的生活史和資料記載的分佈地點，在不同季節

20、內反復尋找後仍未發現的種，確定爲消失種。未採用國際標準中“滅絕種”這一等級術語的原因：一是有的種即使在本區消失，但在周圍地區仍有可能存在；二是確定一個種是否滅絕需要多年調查資料，還須進一步調查確認。極危種一般分佈範圍極狹窄，僅在1-2個調查地點有分佈，生長環境極爲特殊，種群成熟個體數量少於10，具較高經濟價值，自然繁殖困難，受人爲活動影響，數量仍在逐年減少。瀕危種的分佈範圍狹窄，僅在3-5個調查地點有分佈，生長環境特殊，成熟個體數量少於50，分佈零散，自然繁殖較困難，具較高的經濟價值，目前受外界影響，數量趨於下降。漸危種分佈範圍較狹窄，在6-15個調查地點有分佈，生長環境較特殊，成熟個體數量少

21、於1,000，自然繁殖較容易，具有一定的經濟價值，受人爲影響，個體數量減。敏感種的分佈範圍較寬，在16-30個調查地點有分佈，生長環境較一般，成熟個體數量較多，約在1,000-15,000以內，自然繁殖較容易，多具一定的經濟價值，目前開發或破壞強度較大，對種群繁衍構成危脅，需予關注。安全種的分佈範圍寬，在30個以上調查地點有分佈，生長環境一般，個體數量多，在15,000以上，自然繁殖容易，多數利用價值較低。未估價種屬人工引進栽培的果樹、藥材等經濟植物。 4.2植物保護級別的確定 由於瀕危係數、遺傳損失係數的相互影響，物種的急切保護值大小與單個的瀕危係數或遺傳損失係數不完全屬於線性關係。物種保護

22、級別的評價，如果僅從其瀕危等級進行確定，則對於一些具有珍貴遺傳價值的物種的保護不利；相反，如果僅從急切保護值去劃分保護級別，有可能由於遺傳損失係數的影響而導致對某些極其瀕危的物種保護不利。因此，我們將物種的瀕危等級和急切保護值結合起來，確定喇叭溝門自然保護區物種保護級別（見表3）。 從評價結果來看，野大豆和黃鳳梨同爲國家級保護植物，由於野大豆在喇叭溝門自然保護區分佈廣，數量多，處於較爲安全的狀態，其瀕危係數爲0.64，屬於漸危種，急切保護值0.53，定爲三級保護植物，採取一般保護措施即可得到安全保護；而黃鳳梨僅存3株，瀕危係數爲0.82，屬於極危種，急切保護值0.75，定爲林區一級保護植物，除

23、加強就地保護之外，還需採取其他擴繁措施。由於瀕危係數、瀕危等級和急切保護值是相互關聯的三個指標，單純由某個指標來確定物種的保護級別都是不全面的，而把三者結合評價物種的保護級別則能夠得出較爲全面而客觀的結論，進而採取響相應保護措施。 4.4保護措施建議 對物種的保護措施依賴于整個自然保護區的生態環境狀況和物種自身的急需保護程度，根據各物種的保護級別採取相應的保護措施： （1）對於 一級保護植物，除了在保護區內嚴加保護、禁止破壞之外，還需採取其他擴繁措施，如實施苗圃育種栽培、人工林地擴繁和種質基因保存等，以確保該種的安全存活，並進行對其種群動態監測和生物學特性等方面的研究。 （2）二級保護植物的瀕

24、危種在保護區範圍內嚴禁開採和破壞，種群數量持續下降者可採取其他保護措施。通過保護區的有效管理，二級保護值物不需要其他特殊措施即可得到安全保護，但對物種資源的利用仍應當建立在人工資源培育基礎之上。 （3）三級保護植物在保護區範圍內儲量較大，可在實驗區內進行輕度的開發利用，但過渡利用也容易導致其走向瀕危和滅絕，因此應加強管理，控制其開採利用強度。 （4）普通保護植物在保護區正常的經營活動範圍內可得到安全保護，一般不需作過多關注。 5.結論與討論 （1）影響物種瀕危、滅絕的因素是複雜的，在確定瀕危係數的評定因數時，應根據自然保護區具體情況，篩選出主要的評定因數。通過分析確定了喇叭溝門自然保護區植物瀕

25、危係數評定的9個主要指標，即國內分佈頻度、北京地區分佈頻度、林區分佈頻度、林區分佈多度、藥用價值、非藥用價值、消耗強度、保護狀況和物種生境安全度，依此計算出各物種的瀕危係數。 （2）將瀕危係數與國際瀕危物種等級評價標準相結合，提出了7個物種瀕危等級。評價結果表明，喇叭溝門自然保護區植物中，消失種13個；極危種14個，瀕危係數大於0.8；瀕危種36個，瀕危係數0.70-0.79；漸危種49個，瀕危係數0.60-0.69；敏感種71個，瀕危係數0.50-0.59；安全種448個，瀕危係數小於0.50；未評估種37個。處於極危、瀕危等級的物種，也多爲利用價值較大，破壞較嚴重的物種，與我們實際調查相吻

26、合。說明所建立的評價體系較爲合理，能夠較爲全面、客觀而真實地反映整個自然保護區植物的受危狀況，可作爲確定重點保護物種種類、順序、級別的依據。 （3）通過篩選評定指標，對物種遺傳損失係數和急切保護值作了定量分析計算。將急切保護值與瀕危狀況結合，制訂了物種保護級別的較爲量化的評定方法。確定喇叭溝門自然保護區植物一級保護30種、包括全部極危種和急切保護值大於0.67的瀕危種；二級保護57種、包括急切保護值0.56-0.67的瀕危種和漸危種；三級保護83種，包括急切保護值0.45-0.55的漸危種和敏感種。 （4）地區性物種保護是全國乃至世界物種保護的基礎，地區內的物種保護是全面保護與重點保護的結合，

27、物種保護級別的合理評價是開展有效保護工作的前提。各個地區物種受威脅因素的原因與大小不一致，應根據實際情況合理選擇適宜物種瀕危狀況及保護級別的評價指標。應用瀕危程度與急切保護值結合定量評定物種保護級別的方法，能夠較爲全面、準確評價物種保護的優先次序、重點範圍和選擇相應的保護措施。 參考文獻 1 馬克平，錢迎倩，王晨. 生物多樣性研究的現狀與發展趨勢. 生物多樣性研究的原理與方法. 中國科學技術出版社.1994，1-9 2 賀新強，林金星，胡玉熹，等. 中國松杉類植物瀕危等級劃分的比較. 生物多樣性1996，4（1）：45-51 3 IUCN/UNEP/WWF. World Conservatio

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