刘天可 肖军仓

摘 要：为了更好地研究黄河流域河南段的生物多样性的情况，本文采用NPP法对生物多样性维护功能重要性进行评估分级。结果表明，一般重要区域总面积为23 730.63 km2，占河南省黄河流域国土面积的64.91%，主要分布在黄淮海平原;重要区域总面积为10 958.83 km2，占比29.98%，主要分布在自然保护区毗邻的山区等区域;极重要区域总面积为1 868.24 km2，占比5.11%，主要分布在太行山、熊耳山、伏牛山等山区的自然保护区。

关键词：生物多样性;净初级生产力;黄河流域

中图分类号：X176文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）16-0143-03

Abstract： In order to better study the situation of biodiversity in Henan section of the Yellow River Basin， this paper used NPP method to evaluate and grade the importance of biodiversity maintenance function. The results show that the total area of general important areas is 23 730.63km2， accounting for 64.91% of the total land area of the Yellow River Basin in Henan Province， mainly distributed in the North China Plain; the total area of important areas is 10 958.83 km2， accounting for 29.98%， mainly distributed in the mountain area adjacent to the nature reserve; the total area of the extremely important area is 1 868.25 km2， accounting for 5.11%， mainly distributed in the nature reserve of Taihang Mountain， Xionger mountain， Funiu Mountain and other mountain areas.

Keywords： biodiversity;NPP;Yellow River Basin

1 研究背景

生物多样性是一个内容较为广泛的概念，可以将其理解为各类生物在层次上的多样性，也可以理解为各类生物生命形式的多样性。目前，较为流行的说法是生物与其生存环境所构成的复杂的生态系统的多样性[1]。生物多样性维护功能在生态保护红线划定过程中有着十分重要的作用，指的是各类生物（包括植物、动物、微生物等）与生存环境所构成的系统在基因维持、物种维护及生态系统保护等方面所发挥出的积极作用，与人类社会的生存与发展有着密不可分的关系。

现阶段国内外的生物多样性评价研究发展迅速，评价对象包括基因、物种、生态系统等多个层次，评价的尺度包括市级、省级、国家级甚至全球尺度。在评估过程中，概念框架有着指导设计和实施、理清思路、澄清科学假设的作用。其中，最典型的是以驱动力—压力—状态—影响—响应为主的概念框架[2]。

净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是指单位时间内生物通过光合作用所吸收的碳除植物自身呼吸的碳损耗所剩的部分，是各种微生物用于生长、发育和繁殖的能量值，也是生态系统中其他生物成员生存和繁衍的物质基础[3]。因此，也常用NPP法对生物多样性维护功能重要性进行评价[4]。另外，随着计算机技术和3S技术的快速发展，信息获取途径更加多元，获取的信息量也逐步增多，因而形成了多源信息相结合的方法。

基于此，本文以河南省黄河流域生物多样性维护功能重要性为评价目标，选择NPP、气候、地形等生态环境为评价指标，结合3S技术以及NPP法对研究区域进行评价，分析研究区生物多样性空间分布特征，以期为黄河流域生物多样性维护提供科学的依据。

2 数据与方法

2.1 研究区域概况

河南省黄河流域（如图1所示）界于北纬34°46′～35°00，东经110°21′～113°30′。黄河自陕西潼关进入河南省，西起灵宝市，东至台前县，流经三门峡、洛阳、济源、郑州、焦作、新乡、开封、濮阳等8个省辖市28个县（市、区），河道总长711 km，流域面积3.62万km2，占黄河流域总面积的5.1%，占河南省总面积的21.7%。河南省大部分地处暖温带，南部跨亚热带，属北亚热带向暖温带过渡的大陆性季风气候，同时还具有自东向西由平原向丘陵山地气候过渡的特征，属于暖温带半湿润半干旱气候区。伏牛山、嵩山分别是黄河流域同长江、淮河流域的分水岭。太行山耸立在黄土高原与华北平原之间，最高岭脊海拔为1 500～2 000 m，是黄河流域与海河流域的分水岭，也是華北地区一条重要的自然地理分界线。

2.2 基础数据

本研究的基础数据包括：①多年植被净初级生产力数据（[NPPmean]），即计算多年植被净初级生产力平均值;②降水数据，即根据降水数据计算多年平均降雨量;③气温数据，即根据气温数据计算多年平均气温;④地形数据，即结合ArcGIS软件以及研究区域的DEM数据，计算海拔因子。

2.3 研究方法

3 结果与分析

3.1 生物多样性维护功能重要性空间分级

利用ArcGIS的空间分析功能，将研究区域的各个生物多样性评估因子相乘，同时根据分级标准，将河南省黄河流域生物多样性维护功能重要性分为一般重要、重要以及极重要3个等级。一般重要区域总面积为23 730.63 km2，占河南省黄河流域国土面积的64.91%;重要区域总面积为10 958.83 km2，占河南省黄河流域国土面积的29.98%;极重要区域总面积为1 868.24 km2，占河南省黄河流域国土面积的5.11%。评估结果详见图2。

3.2 生物多样性维护功能空间格局分析

生物多样性维护功能指的是各类生物与生存环境所构成的系统在基因维持、物种维护以及生态系统保护等方面所发挥出的积极作用，与人类社会的生存与发展有着密不可分的关系。河南省黄河流域地区生态系统多样，包括自然保护区、风景名胜区、地质公园、湿地公园、地表水饮用水水源保护区、国家级水产种质资源保护区等各类保护地，对当地的气候调节、涵养水源、防洪防涝、改善环境等都起着极其重要的作用;主要保护对象为黄河湿地和各类野生水禽;重点保护的动物包括大鸨、黑鹳、东方白鹳、金雕、灰鹤、大天鹅、小天鹅等;重点保护的植物包括野大豆等[5]。

由图2可以看出，极重要区域主要分布在太行山、熊耳山、伏牛山等山区的自然保护区，这些区域多气候环境好，植被资源丰富，为各类动物的生存、繁殖、栖息提供了良好的生存空间。同时，适宜的气候条件使微生物的活动更加频繁，使各类营养物质在生物体内与土壤之间进行循环利用，从而使生态环境更好地发展。重要地区主要分布在自然保护区毗邻的山区等区域。一般重要区域主要分布在黄淮海平原等区域，该区域多为居住地、耕地，人为干扰较大，因此动植物类型较少。

3.3 不同土地利用类型的生物多样性维护功能分析

利用ArcGIS空间分析功能，将不同土地利用类型与生物多样性维护功能重要性分级图进行叠加，最终得到不同土地利用条件下生物多样性维护功能的重要性（见表1）。由表1可知，生物多样性维护一般重要区域中所占比例最大的是耕地，其面积约为18 120.69 km2，占河南省黄河流域国土面积比例为50.08%;重要区域所占比例较大的为林地和草地，其面积分别为5 943.03 km2和2 662.13 km2，占河南省黄河流域国土面积的比例分别为16.11%和7.36%;极重要区域主要的土地利用类型为林地，其面积为1 732.98 km2，占河南省黄河流域比例为4.74%。

4 结论

①本文应用NPP模型，结合地理信息系统和遥感技术，对河南省黄河流域进行生物多样性的研究，并对计算结果进行分类分级。结果表明，河南省黄河流域生物多样性维护功能一般重要区域总面积为23 730.63 km2，占河南省黄河流域国土面积的64.91%;重要区域总面积为10 958.83 km2，占河南省黄河流域国土面积的29.98 %;极重要区域总面积为1 868.24 km2，占河南省黄河流域国土面积的5.11%。

②根据生物多样性维护功能重要性评估结果可知，极重要区域主要分布在太行山、熊耳山、伏牛山等山区的自然保护区，重要地区主要分布在自然保护区毗邻的山区等区域;一般重要区域主要分布在黄淮海平原等区域，该区域多为居住地、耕地，人为干扰较大，使得动植物类型较少。对于重要性和极重要性区域，可以在绿色空间中加入生物走廊和连接性，这样可以为野生动植物提供旅行和寻找新的食物来源、水源和伙伴。同时，还要制定并且落实有关政策法规保护野生动植物，并且加大宣传力度，提高公众保护生物多样性的意识。

③生物多样性维与土地利用类型的关系十分密切，从河南省黄河流域生物多样性维护功能重要性评估结果图可知，极重要区域和一般重要区域多分布在林地，因此保护森林生态系统有利于维护该地区的生物多样性。首先禁止乱砍滥伐，改变“靠山吃山”的落后思想，同时要加强“绿水青山就是金山银山”的思想观念;其次要大力植树造林，保护生态环境;同时还要保护好自然界的生物链，维护生物链的完整，这样才可以实现可持续发展;人为创造适合这些生物生存的环境，比如自然保护区、动物园、植物园等，并借助法律力度，为这些物种创造适宜的环境并促进其繁衍生息。

参考文献：

[1]徐琬莹，田建茹，邵蕊，等.生物多样性保护优先区域划定方法研究：以青岛为例[J].生态经济，2019（6）：224-229.

[2] Haines-Young R， Potschin M. Proposal for a common international classification of ecosystem goods and services （CICES） for integrated environmental and economic accounting[J].European Environment Agency，2010.

[3]許仲林，彭焕华，彭守璋.物种分布模型的发展及评价方法[J].生态学报，2015（2）：557-567.

[4]环境保护部，国家发展改革委.生态保护红线划定指南[Z].2017.

[5]黄萍，叶永忠，高红梅，等.河南省伊洛河流域生物多样性调查及评价[J].河南师范大学学报（自然科学版），2012（1）：142-145.