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长白山高山苔原带植物濒危现状及保护级别评估

花匠小妙招
2024-11-12 16:10

摘要：通过野外调查、文献查阅、专家咨询及市场调查等手段获得长白山高山苔原带植物生存状况、分布数量的基本数据。在查阅文献的基础上,借助专家咨询构建了长白山高山苔原带植物受危等级、优先保护定量评估体系。该体系包含3个子系统,每个子系统下设不同指标共计12个。通过专家咨询法和层次分析法相结合的方法确定各子系统及各指标的权重。共评估植物94种,其中极危种3种,濒危种6种,易危种22种,近危种42种,无危种21种;在保护的缓急程度上,属于特级保护的有5种,一级保护的有6种,二级保护的有34种,三级保护的有30种,暂缓保护的有19种。评估结果与以往的红色名录进行了比较,一些从未列入红色目录的种类在本研究结果中有所体现。相反,有些曾被列入红色名录的物种在本次评估中被列为"无危"。对评估结果与以往红色名录之间产生差异种类及原因进行了讨论。

Assessment of the endangered status and conservation priorities for plants in the alpine tundra of Changbai Mountain

QIN Liwu, XIAO Ying, FAN Yuguang, ZHAO Wei, ZHAO Ying, JIN Hui, YIN Hang, HUANG Xiangtong

Abstract:The alpine tundra ecosystems of Changbai Mountain provide a refuge for many types of plants. However, the area is ecologically fragile because of climate change and artificial disturbance. With the exception of a number of species listed in a provincial Red List, the conservation status of plants in this area is unknown. In the present study, we conducted a quantitative assessment to determine the extinction risk and conservation priorities for plants in the alpine tundra ecosystems of Changbai Mountain. Data regarding the current status of plants in this area were inferred from field surveys, market surveys, published literature studies, and consultations with experts. We established a quantitative evaluation system for addressing the endangered status and conservation urgency of plants in the alpine tundra ecosystems of Changbai Mountain, by modifying existing protocols and consulting with experts. Our assessment protocol included 12 indicators from three sub-systems. The weights for each sub-system and each terminal indicator were determined by using the Delphi method and the analytic hierarchy process. We developed an indicator value assignment criterion to quantify differences among species. We based the indicator values for the evaluated species on available data regarding their current status and on published literature surveys. In addition, we developed regional endangered categories and criteria for threatened plants by consulting the IUCN Red List categories and criteria version 3.1; we assigned conservation priority criteria after consulting relevant published literature studies. We evaluated 94 species, among which three were classified as critically endangered, six were classified as endangered, 22 were classified as vulnerable, 42 were classified as near threatened, and 21 were classified as of least concern. According to our conservation priority index, five species were classified as special class conservation (including Saxifraga punctata, which was not recorded in any Red List), six species were classified as first class conservation (including Diphasiastrum alpinum, which was not recorded in any Red List), 34 species were classified as second class conservation (including 19 species that were not recorded in any Red List), 30 species were classified as third-class conservation (including 22 species that were not recorded in any Red List), and 19 species were categorized as delayed conservation (including six species that were listed in the Red Lists). Comparison of our evaluation results with existing official Red Lists revealed that certain species not recorded in the existing official Red Lists were classified in almost all our regional endangered grades; on the other hand, some red-listed species were classified as of least concern according to our regional endangered grades. We discuss possible reasons for these discrepancies. Our findings provide important new regional information on plants in the alpine tundra ecosystems of Changbai Mountain.

Key words:alpine tundra in the Changbai Mountain range endangered status conservation priority

生物多样性是人类赖以生存和发展的最为重要的物质基础[1]，应对物种灭绝是生物多样性保护的重要任务。在物种多样化前提下，将有限的力量放在保护最稀有、受威胁最严重、最有保护价值的物种上，确定一个既符合自然客观实际情况又符合人类对物种保护目标的优先保护名单，是物种多样性保护的首要任务，也是保护生物学研究的热点问题[2, 3, 4, 5]。世界自然保护联盟(IUCN)自1966年开始出版和修订了一系列濒危物种的红皮书和红色名录[6]，我国也于20世纪80年代开始发布了国家或省级物种红色名录[7, 8]，这些保护名录为生物多样性保护工作提供了有效指导。近年来，在小尺度上如对一个山区、生态系统、自然保护区的研究报道较多，这些研究多是针对植物[8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]或菌物[16]的濒危状况和优先保护级别进行的量化评估。

长白山高山苔原带栖息着数量众多的高山特有植物种类[17, 18]，其地理位置和生态环境的特殊性[19]，使得该区域内植物多样性的保护值得关注，因此，制定该地区的植物的受威胁等级和优先保护等级目录，是保护好长白山苔原带地区生物多样性的关键。本研究结合层次分析法和专家咨询法建立了在更小尺度上的长白山高山苔原带植物优先保护评价体系，对该区植物的濒危状况和优先保护级别进行了定量评估。

1 研究地概况

研究区域位于我国吉林省东南部的长白山国家级自然保护区内的高山苔原带北坡。长白山高山苔原带分布在海拔2000m以上，为苔原-冰缘气候，常年处于地温状态，冬季漫长，夏季短暂，年平均气温为-1.6℃，日极端最高温28.1℃，日极端最低气温-34.8℃。年平均相对湿度为74%。年平均降水量在1000—1300mm，降水季节多集中在夏季。云雾多，风力大，气压低，是长白苔原带气候的主要特点。年8级以上大风日数269d，年平均风速为11.7m/s。土壤主要为高山苔原土，土壤的下层全年冻结或短时间通融(有一定坡度)。土层很薄，剖面层次不明显，土壤温度低，冻结时间长，水分过剩，有机质分解缓慢，大量积累，有泥炭化特征[20]。根据2006年、2012年和2013年的野外调查和相关资料收集，该区域共有植物31科，75属，94种。

2 研究方法2.1 评估指标体系的构建

植物优先保护评估体系的构建应当全面、正确的反映该地区植物的自身适应力、自然环境和人类活动等总量指标，还需遵循科学重点性原则、可比性原则、可操作性原则、静态与动态相结合的原则、独立性原则[12, 16, 21]。根据上述评估建立优先保护评估体系的基本原则，建立了一套评估系统，本系统分为3个层次：第一层是评价目标层(PC)，即珍稀濒危物种优先保护评价；第二层是评价系统层(S)，即影响物种优先保护程度的三大系统，即物种濒危系统、自然干扰系统、人类干扰系统；第三层是评价指标层(I)，即针对每一评价系统层所确定的具体的12个评价指标(图 1)。

图 1 植物濒危等级与优先保护级别评估体系 Fig. 1 Evaluation System for endangered levels and conservation priority of plant species

2.2 指标体系权重的确定

指标体系权重的准确性很大程度上影响植物的濒危等级与优先保护级别评估的科学性和可靠性。为了避免主观性和随意性，使用专家咨询法(Delphi)和层次分析法(AHP)相结合的方法，解决使用方法单一不可克服的矛盾[12]，最后得出评估体系的指标层对目标层合成排序的结果(表 1)。一致性检验结果表明，一致性比例小于0.1，所以层次总排序的结果具有满意一致性。

表1 指标层对目标层合成排序Table 1 Synthetical arrangement of indicator layer

指标层
Indicator
layerS1(0.7071) S2(0.0702) S3(0.2227) 合成权重(ω)
Synthetized
weight 指标层
Indicator
layerS1(0.7071) S2(0.0702) S3(0.2227) 合成权重(ω)
Synthetized
weight I10.29790.1697I70.26090.0254 I20.15780.0899I80.14440.0141 I30.08850.0504I90.05720.0056 I40.29790.1697I100.10950.0365 I50.15780.0899I110.58160.1937 I60.53750.0523I120.30900.1029

2.3 指标赋值方法

通过对长白山高山苔原带3a的调查数据进行分析和资料收集等手段，选取了12个评价指标，并对分属于系统层的3个不同系统下的12个具体指标按照指标的不同涵义进行评分赋值，为了突出不同级别间的差异，赋值分数由高到低分为4个档次，分别为20、15、10、5分。

2.4 濒危等级和保护级别评价标准

为了将待评的94种植物分为不同的濒危等级和优先保护级别，以便于管理人员采用不同的保护措施，参照IUCN的《国际濒危物种等级新标准》[22]和相关文献[12, 16]，制定了针对长白山高山苔原带的植物濒危等级和优先保护级别的区域性评估标准(表 2,表 3)

表2 濒危等级标准Table 2 The criteria of endangered

濒危系数取值范围V1
Scale of endangered coefficient濒危等级
Endangered category V1≥0.55极危(CR) 0.50≤V1＜0.55濒危(EN) 0.45≤V1＜0.50易危(VU) 0.35≤V1＜0.45近危(NT) V1＜0.35无危(LC)

表3 优先保护级别划分标准Table 3 The criteria of conservation priority

优先保护系数取值范围V
Scale of conservation priority coefficient优先保护级别
Conservation priority V≥0.70 特级保护 0.65≤V＜0.70一级保护 0.55≤V＜0.65二级保护 0.45≤V＜0.55 三级保护 V<0.45暂缓保护

2.5 综合评估模型

物种濒危系数

物种优先保护系数

式中,wi为指标体系的权重；χi为评价指标实际得分；maxi为评价指标最高得分。利用计算机软件运算模型，最终计算出每种植物的濒危等级和优先保护级别，并将其保护级别排序。

3 结果与分析3.1 长白山高山苔原带植物濒危等级评估

长白山高山苔原带植物的濒危等级评估结果见表 4，从表 4可以看到该区域有极危种3种、濒危种6种、易危种22种、近危种42种、无危种21种，分别占评估总物种数的3.19%、6.38%、23.40%、44.69%、22.34%(图 2)。

表4 濒危等级与优先保护级别的评估结果Table 4 Evaluation results of endangerd status and conservation priorities

评估物种
Species evaluated 濒危系数V1
Endangerd coefficient 濒危等级
Endangerd level优先保护系数V
Conservation prioritier
coefficient优先保护级别
Grade of priority
conservation ○：极危CR；●：濒危EN；▲：易危VU；△：近危NT；☆：无危LC；※：吉林省Ⅰ级保护植物；＃：吉林省Ⅱ级保护植物；§吉林省Ⅲ级保护植物长白红景天Rhodiola angusta●※ 0.5740极危0.8171特级保护天池碎米荠Cardamine resedifolia＃ 0.5987极危0.7661特级保护斑点虎耳草Saxifraga punctata＃0.5025濒危0.7543特级保护库页红景天Rhodiola sachalinensis0.5987极危0.7428特级保护白山罂粟Papaver radicatum＃ 0.5213濒危0.7094特级保护钝叶瓦松Orostachys malacophyllus＃0.5461濒危0.6840一级保护红北极果Arctous ruber☆0.5461濒危0.6675一级保护扭果葶苈Draba kamtschatica＃0.4934易危0.6582一级保护长白虎耳草Saxifraga laciniata＃0.4934易危0.6521一级保护长白卷耳Cerastium baischanense＃0.5461濒危0.6503一级保护高山扁枝石松Diphasiastrum alpinum0.5427濒危0.6501一级保护牛皮杜鹃Rhododendron aureum▲＃0.4934易危0.6485二级保护毛毡杜鹃Rhododendron confertissimum＃0.4686易危0.6409二级保护长白岩黄耆Hedysarum ussuriense§0.4934易危0.6356二级保护山鸢尾Iris setosa0.4655易危0.6353二级保护莫石竹Moehringia lateriflora0.4590易危0.6349二级保护高山库页堇菜Viola sacchalinensis0.4655易危0.6303二级保护毛苞风毛菊Saussurea triangulata0.4655易危0.6303二级保护高山芹Angelica saxatile0.4934易危0.6288二级保护长白狗舌草Tephroseris phaeantha0.4590易危0.6238二级保护毫毛细柄茅Ptilagrostis mongholica0.4159近危0.6206二级保护双花堇菜Viola biflora§0.4934易危0.6173二级保护长白鹿蹄草Pyrola tschanbaischanica0.4934易危0.6148二级保护长白米努草Minuartia macrocarpa§0.4934易危0.6148二级保护宽叶山柳菊Hieracium coreanum0.4903易危0.6117二级保护越桔Vaccinium vitis-idaea§0.4655易危0.6016二级保护聚花风铃草Campanula glomerata 0.4655易危0.5991二级保护长圆叶柳Salix divaricata＃ 0.4407近危0.5976二级保护长白地杨梅Luzula oligantha0.4655易危0.5869二级保护长白老鹳草Geranium dahuricum0.4655易危0.5851二级保护长白乌头Aconitum tschangbaischanense0.4655易危0.5837二级保护白山蓼Polygonum laxmanni0.4128近危0.5837二级保护长白耧斗菜Aquilegia japonica0.4128近危0.5837二级保护酸模Rumex acetosa0.4407近危0.5829二级保护大白花地榆Sanguisorba stipulata0.3288无危0.5781二级保护山飞蓬Erigeron komarovii0.4097近危0.5770二级保护白山毛茛Ranunculus japonicus＃0.4376近危0.5737二级保护西伯利亚刺柏Juniperus sibirica△＃ 0.4407近危0.5707二级保护凹舌兰Coeloglossum viride△§0.4407近危0.5682二级保护山莓草Sibbaldia procumbens0.4903易危0.5665二级保护长白金莲花Trollius japonicus＃ 0.4188近危0.5635二级保护单花橐吾Ligularia jamesii＃0.4407近危0.5621二级保护穗三毛Trisetum spicatum0.3940近危0.5535二级保护苞柴胡Bupleurum euphorbioides＃大0.4128近危0.5507二级保护长白婆婆纳Veronica stelleri＃大0.4128近危0.5507二级保护蓝靛果忍冬Lonicera caerulea0.4128近危0.5482三级保护黑水缬草Valeriana amurensis0.4128近危0.5464三级保护一枝黄花Solidago decurrens0.4655易危0.5417三级保护圆叶柳Salix rotundifolia＃ 0.3880近危0.5382三级保护长白蜂斗叶Petasits saxatilis0.4128近危0.5342三级保护高山梯牧草Phleum alpinum0.4128近危0.5342三级保护兴安牛防风Heracleum dissectum0.4128近危0.5342三级保护尖被藜芦Veratrum oxysepalum0.4128近危0.5342三级保护粉报春Primula farinosa§0.4128近危0.5342三级保护笃斯越桔Vaccinium uliginosum▲§0.4407近危0.5309三级保护日本黄花茅Anthoxanthum odoratum0.3880近危0.5266三级保护轮叶马先蒿 Pedicularis verticillata0.4128近危0.5227三级保护高山龙胆Gentiana algida＃0.3880近危0.5216三级保护丝梗扭柄花Streptopus koreanus0.4128近危0.5202三级保护云间杜鹃Rhododendron redowskianum＃0.4128近危0.5152三级保护野火球Trifolium lupinaster0.4128近危0.5152三级保护互叶金腰Chrysosplenium alternifolium0.3661近危0.5076三级保护冻原薹草Carex siroumensis0.3972近危0.5046三级保护纤弱薹草Carex capillaris0.3570近危0.5046三级保护梅花草Parnassia palustris0.4128近危0.503三级保护长白柳Salix polyadenia var.tschanbaischanica○＃0.4128近危0.5012三级保护杉蔓石松Lycopodium annotinum0.4128近危0.5012三级保护白山龙胆Gentiana jamesii §0.3601近危0.4955三级保护二叶舞鹤草 Maianthemum bifolium0.3601近危0.4955三级保护假雪委陵菜Potntilla nivea 0.3880近危0.4954三级保护小白花地榆Sanguisorba parviflora0.3322无危0.4798三级保护黄花茅Anthoxanthum odoratum0.3849近危0.4751三级保护蟋蟀薹草Carex eleusinoides0.3849近危0.4611三级保护北极早熟禾Poa arctica0.3322无危0.4536三级保护毛萼麦瓶草Silene repens 0.3601近危0.4511三级保护佛焰苞藨草Scirpus maximowiczii0.3135无危0.4489暂缓保护岩茴香Ligusticum tachiroei0.3322无危0.4486暂缓保护高山羊茅Festuca arioides0.3166无危0.4473暂缓保护毛山菊Dendranthema oreastrum0.3043无危0.4455暂缓保护柳兰Chamaenerion angustifolium0.3601近危0.4363暂缓保护二裂薹草Carex lachenatii0.3322无危0.4346暂缓保护长白岩菖蒲Tofieldia coccinea0.2730无危0.4206暂缓保护倒根蓼Polygonum ochotense＃0.2887无危0.4083暂缓保护假长嘴薹草Carex pseudo-longerostrata0.2730无危0.4066暂缓保护松毛翠Phyllodoce caerulea ☆＃0.3291无危0.4053暂缓保护高岭风毛菊Saussurea tomentosa＃0.2451无危0.3953暂缓保护珠芽羊茅Festuca vivipara0.2295无危0.3771暂缓保护宽叶仙女木Dryas octopetala＃0.2574无危0.3770暂缓保护长白棘豆Oxytropis anertii＃0.2764无危0.3526暂缓保护小叶章Calamagrostis angustifolia0.2451无危0.3475暂缓保护高山茅香Hierochloe alpina0.2360无危0.3244暂缓保护发草Deschampsia caespitosa0.2204无危0.3228暂缓保护洼瓣花Lloydia serotina0.2238无危0.3140暂缓保护珠芽蓼Polygonum viviparum§0.1768无危0.2792暂缓保护图 2 各濒危等级物种数量所占比例 Fig. 2 The ratio of species numbers in different endangered categories

根据评估结果来看，虽然极危种和濒危种数量较少，但也不能忽视对易危种、近危种和无危种的生存状况，因为该区域处于长白山高寒地区，许多植物的生存区域非常狭窄，遭到破坏后难以恢复，所以保护好这些植物对长白山生态系统稳定和生物多样性具有重要的意义。如果因为忽视保护，易危种、近危种和无危种很有可能随时间推被划分为极危种和濒危种，因此加大保护力度、扩大保护范围刻不容缓。

3.2 长白山高山苔原带植物优先保护级别评估

物种优先保护评估是一项复杂的系统工作，能够影响物种生长状况的因素较多，而且不同的生态系统、空间尺度和时间尺度差异较大。因此，在指标的选择过程中需要遵循物种评估体系的5大原则，才能构建出清晰、科学、全面的反应自然、社会、经济和人类活动的物种评估体系。

长白山高山苔原带植物优先保护级别评估结果见表 4，被评为特级保护的有5种、一级保护的有6种、二级保护的有34种、三级保护的有30种、暂缓保护的有19种，分别占评估总物种数的5.32%、6.38%、36.17%、31.92%、20.21%(图 3)。

图 3 优先保护级别物种数量所占比例 Fig. 3 The ratio of species numbers in different conservation priorities

3.3 评估结果与保护现状比较 3.3.1 濒危等级评估与保护现状比较

在濒危等级的评估中，本次评估的长白山植物中有8种植物在《中国物种红色名录》中已被评估[7](表 5)。

表5 本次评估植物的记载濒危等级Table 5 Exsiting endangered status of certain evaluated species

濒危等级
Endangered level物种数量
Number of species代表种
Representative plant species 极危CR1长白柳濒危EN1长白红景天易危VU2牛皮杜鹃、笃斯越桔近危NT2西伯利亚刺柏、凹舌兰无危LC2红北极果、松毛翠

根据本次濒危等级评估结果与已评估现状比较发现，长白柳和红北极果的濒危等级变化较大。其中，长白柳在中国仅有一个分布点(长白山高山苔原带)，即本研究区域，其在《中国物种红色名录》中记载为极危种，而在本次评估中被划分为近危种；红北极果在《中国物种红色名录》中记载为无危种，但是其果实可食用、在研究区域内人类干扰强度较大，在本次评估中被划分为濒危种。其余几种已评估植物的濒危等级变化较小或没有变化，长白红景天由已评估的濒危种划分为

本次评估的极危种；笃斯越桔由已评估的易危种划分为本次评估的近危种；牛皮杜鹃、西伯利亚刺柏、凹舌兰和松毛翠的已评估现状与本次评估的结果相同。

3.3.2 优先保护级别评估与保护现状比较

在优先保护级别的评估中，本次评估的长白山高山苔原带植物中有43种已被列为吉林省保护植物[23](表 6)。其中，吉林省Ⅰ级保护植物有1种、吉林省Ⅱ级保护植物有25种、吉林省Ⅲ级保护植物有9，分别占评估总种数的1.06%、26.60%和9.57%。

表6 本次评估的吉林省保护植物等级Table 6 Conservation status of certain evaluated species

保护现状
Conservation status物种数量
Number of species代表种
Representative plant species 吉林省Ⅰ级1长白红景天吉林省Ⅱ级25天池碎米荠、库页红景天、白山罂粟、长白虎耳草、长白卷耳、牛皮杜鹃、毛毡杜鹃、钝叶瓦松、长圆叶柳、白山毛茛、西伯利亚刺柏、长白金莲花、单花橐吾、大苞柴胡、长白婆婆纳、扭果葶苈、圆叶柳、高山龙胆、云间杜鹃、长白柳、倒根蓼、松毛翠、高岭风毛菊、宽叶仙女木、长白棘豆吉林省Ⅲ级9长白岩黄耆、双花堇菜、长白米努草、越桔、凹舌兰、粉报春、笃斯越桔、白山龙胆、珠芽蓼

根据本次优先保护级别评估结果与已评估的保护现状比较发现，本次评估将已被列为吉林省保护的植物更详细的进行了划分。其中吉林省Ⅰ级保护植物长白红景天和吉林省Ⅱ级保护植物天池碎米荠、库页红景天和白山罂粟由于个体数量稀少、药用价值高，生境和繁衍条件苛刻，在本次评估中获得优先保护系数较高，被列为特级保护；吉林省Ⅱ级保护植物倒根蓼、松毛翠、高岭风毛菊、宽叶仙女木、长白棘豆和吉林省Ⅲ级保护植物珠芽蓼，之所以在本次评估中被评为暂缓保护，是因为它们在研究区内为常见种，个体数量多、生活力较强且经济价值低无、人为干扰几率低。

4 结论与讨论

长白山高山苔原带植物的濒危等级评估结果为，极危种3种、濒危种6种、易危种22种、近危种42种、无危种21种，分别占总评估物种数的3.19%、6.38%、23.40%、44.69%、22.34%；保护级别的评估结果为，特级保护的有5种、一级保护的有6种、二级保护的有34种、三级保护的有30种、暂缓保护的有19种，分别占总评估种数的5.32%、6.38%、36.17%、31.92%、20.21%。

在物种优先保护的评估工作中，IUCN发布的濒危等级及其评价标准被广泛应用于许多国家和地区性的物种保护工作中[24]。虽然IUCN对于物种濒危的评价标准在原则上可以应用于任何尺度，但并不提倡应用于狭小区域，因为被评估地区的范围越小分类单元的分布相对更广，其与临近种群交换个体的几率越大，导致灭绝评估的可靠性降低[7]。本研究以较小尺度的长白山高山苔原带为评估对象，建立了该区域植物优先保护评价体系，评价指标的设定中充分考虑了该区地理位置和生态环境的特殊性，例如加入火山灾害、气候灾害、经济价值等在该区可能发生重要影响的指标。由于评估方法不同，一些物种在本次评估中的结果与《中国物种红色名录》(第一卷红色名录)、《吉林生重点保护植物名录》中列举的濒危等级和保护级别存在一定差异。特别值得关注的是一些之前发布的保护名单中尚未体现的、而在本次评估中获得较高濒危等级和保护级别的种类。