【正文】 ，夏、秋之交燕山南麓和太行山東麓的暴雨常成災害。 黃淮海地區(qū)為我嚴重缺水地區(qū)，尤其是海河流域，其人均水資源量僅為 335 立方米/年，不足全國的 1/6。地表水時空分布不均，地下水已成為該區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要支柱。北部平原區(qū)地下水天然資源為 億立方米/年，淺層地下水可開采資源 億立方米/年，深層地下水可采資源 億立方米 /年。我國南水北調(diào)東中線工程貫穿黃淮海地區(qū)，并與黃淮海三條河流形成獨具特色的“三橫兩縱”格局（楊志峰等, 2022）。 濕地生物多樣性黃淮海地區(qū)濕地類型多樣，濱海灘涂濕地、淡水沼澤濕地、河流濕地、湖泊濕地、河口濕地、沼澤化草甸等的天然濕地系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)、耦合，發(fā)揮著重要的生態(tài)功能。研究區(qū)以濱海濕地和內(nèi)陸淡水沼澤為主要特征，其中有世界上最年輕的濱海河口濕地——黃河三角洲，2 塊被列為國際重要濕地名錄（Ramsar Site）的重要濕地——大豐麋鹿自然保護區(qū)和鹽城沿海灘涂濕地。濕地生物資源豐富，水鳥約 200 種，數(shù)量以百萬計，其中被列為世界自然保護聯(lián)盟 （IUCN）極危（Cr）等級的有白鶴（Grus leucogeranus） 、黑嘴端鳳頭燕鷗（Sterna bernsteini）2 種；瀕危（ En）等級的有東方白鸛（Ciconia boyciana） 、鴻雁（Ansercy gnoides） 、中華秋沙鴨（Mergus squamatus） 、丹頂鶴（Grus japonensis） 、小青腳鷸（Tringa guttifer） 、黑臉琵鷺（ Platalea minor）6 種；易危（Vu）等級的有小白額雁（Anser erythropus） 、遺鷗（ Larus relictus） 、黃嘴白鷺（Egretta eulophotes） 、白頭鶴（Grus monacha） 、白枕鶴（Grus vipio） 、大鴇（ Otis tarda） 、黑嘴鷗（Larus saundersi） 1花臉鴨（Anas formosa） 、青頭潛鴨（Aythya baeri）等 13 種。 自然保護區(qū)為保護其豐富的生物多樣性，截止到 2022 年底，黃淮海地區(qū)已建立包括白洋淀、衡水湖、七里海、河南黃河故道、黃河三角洲、北大港、南大港和團泊洼等典型濕地在內(nèi)的 52 處各級濕地保護區(qū)，面積大約 17113 km2，其中國家級 12 處。但由于對于濕地保護大多缺乏有效的科學方法，建立自然保護區(qū)時多在“搶救式”意識指導下進行，缺乏對保護區(qū)的科學評估、保護區(qū)的選址和管理有待優(yōu)化等（馬克平, 2022。 唐小平, 2022。 歐陽志云, 2022） ，使得大多數(shù)物種生境（保護區(qū)）呈現(xiàn)被人類活動區(qū)域所包圍的“孤島狀”格局，存在明顯的保護空缺（Gap） ，仍難滿足當前生物多樣性保護的需求。 社會經(jīng)濟條件黃淮海地區(qū)是我國的政治、經(jīng)濟和文化中心，人口密度約是全國平均值的 4 倍，各級道路密度、居民點密度等非常大，城市化發(fā)展非常迅猛。濱海地區(qū)藏有豐富的油氣資源，近海水產(chǎn)養(yǎng)殖和海鹽業(yè)也非常發(fā)達，黃河三角洲還是我國重要的農(nóng)業(yè)開發(fā)基地。另外，該區(qū)域還聚集著全國重要的石油化工、鹽化工基地和鋼鐵基地，綜合港口和煤炭運輸港口，以及密集的交通和物流中心，區(qū)域經(jīng)濟密度、海岸線利用率、建設(shè)用地擴展速度等居全國前列且不斷增長，是典型的高強度開發(fā)區(qū)域（陳克林, 2022） 。 生態(tài)環(huán)境問題一方面，持續(xù)高強度的開發(fā)建設(shè)，使區(qū)域濕地遭受城市化、農(nóng)業(yè)與油田開發(fā)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、道路與水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響（黎偉, 2022） ；另一方面，由于區(qū)域水資源缺乏引起過量抽取地下水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水剝奪生態(tài)需水，最終導致區(qū)域濕地大面積的萎縮、濕地景觀與生境破碎化，區(qū)域生物多樣性特別是珍稀瀕危水禽棲息地受到嚴重威脅。相關(guān)研究表明：近些年來，萊州灣、北大港等重要濕地呈現(xiàn)明顯退縮趨勢（張緒良, 2022） 。再者，高密度人口和高強度社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生的大量工業(yè)、生活污水及上游城市污水排入河流，并沿河流向下游擴散，從而致使區(qū)域或流域濕地水質(zhì)受到嚴重污染。過量污染和人為活動破壞可能會造成濕地自凈能力等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化甚至喪失，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力及區(qū)域生態(tài)安全受到嚴重威脅。隨著 2022 年初和 2022 年底，國務(wù)院批復的《天津濱海新區(qū)綜合配套改革試驗總體方案》和《黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》的實施，該區(qū)域?qū)⒊蔀槲覈乱惠喩鐣?jīng)濟發(fā)展的熱點區(qū)域，這將為黃淮海地區(qū)生態(tài)保護與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。13 研究目標與研究內(nèi)容 研究目標本研究以保護生物學、景觀生態(tài)學等相關(guān)理論方法為指導，基于野外調(diào)研、遙感和地理信息系統(tǒng)等手段，將系統(tǒng)保護規(guī)劃理論方法應(yīng)用于黃淮海地區(qū)濕地系統(tǒng)保護規(guī)劃研究，在現(xiàn)有濕地保護體系評估基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于 3D 連接性（Connectivity）和跨流域（Interbasin）調(diào)水工程的濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化格局。以期為黃淮海地區(qū)濕地生物多樣性保護體系的完善提供科學依據(jù)，為進一步構(gòu)建全國層面濕地保護體系，或整體區(qū)域生物多樣性保護戰(zhàn)略提供重要的理論和方法借鑒。 研究內(nèi)容 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護流域信息提取該部分研究主要是為濕地系統(tǒng)保護劃分規(guī)劃單元，并提取河網(wǎng)信息。 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護對象篩選該部分是本研究的主要內(nèi)容之一，有關(guān)于保護對象確定的研究案例也有很多，保護對象的確定直接影響到最終的保護方案。所以確定保護對象是系統(tǒng)保護規(guī)劃方法中一個非常重要的步驟（Heino amp。 Mykr228。, 2022。 Hortal et al, 2022。 Lombard et al, 2022。 Rodrigues amp。 Brooks, 2022 ） 。需要注意的是：本研究在確定保護對象時，將濕地系統(tǒng)分為河流濕地生態(tài)系統(tǒng)（Riverine wetlands ecosytem）和非河流濕地生態(tài)系統(tǒng)（Nonriverine wetlands ecosytem） 。1. 河流濕地生態(tài)系統(tǒng)類型劃分2. 非河流濕地生態(tài)系統(tǒng)類型劃分3. 篩選保護物種4. 地下水分類5. 跨流域調(diào)水工程 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護代價分析該部分以人為干擾強度作為間接指標來代替保護的成本代價。 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化體系構(gòu)建該部分是本研究的核心內(nèi)容，主要包括以下方面：141. 現(xiàn)有濕地保護狀況評估2. 基于 2D 連接性的濕地系統(tǒng)保護多預案綜合對比3. 基于 3D 連接性的濕地系統(tǒng)保護多預案綜合對比4. 基于 2D 和 3D 連接性的濕地系統(tǒng)保護方案對比5. 基于跨流域調(diào)水工程的濕地系統(tǒng)保護方案6. 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化體系 黃淮海地區(qū)跨流域濕地保護體系調(diào)整策略該部分研究是在濕地保護優(yōu)化體系基礎(chǔ)上，為黃淮海地區(qū)濕地系統(tǒng)保護區(qū)的宏觀布局提出相關(guān)調(diào)整建議。 研究特色與研究思路 研究特色 跨流域濕地系統(tǒng)保護規(guī)劃由于“南水北調(diào)”東中線工程縱貫研究區(qū)，同時也與黃淮海河三條橫向河流相互聯(lián)系，從而使得黃淮海三個流域單元也具有一定聯(lián)系，三個流域單元內(nèi)的各類濕地生態(tài)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)、耦合成一個濕地系統(tǒng)。所以不同于其他僅限于一個流域單元的相關(guān)研究，本研究基于南水北調(diào)的跨流域聯(lián)系構(gòu)建濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化格局。這既體現(xiàn)了研究方法的學術(shù)創(chuàng)新，也體現(xiàn)了區(qū)域特色，具有非常重要的生態(tài)學意義和現(xiàn)實意義。 3D 連接性連接性是保護生物學的一個基本目標（Groves, 2022。 Abell, 2022） ，也是生態(tài)過程保護的一個重要體現(xiàn)。目前連接性的思想已被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)保護規(guī)劃研究中，但是相關(guān)研究大多只側(cè)重于連接性的某一個或兩個方面。陸生生態(tài)系統(tǒng)或海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要考慮橫向連接性，水生生態(tài)系統(tǒng)或濕地生態(tài)系統(tǒng)則主要考慮縱向連接性和橫向連接性，而對于垂向連接性的相關(guān)研究非常少，且處于初步的探索階段。本研究在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，綜合考慮地表水系和地下水系，將 3D 連接性納入保護規(guī)劃研究中。 河流濕地與非河流濕地系統(tǒng)保護的整合以往相關(guān)研究主要是針對河流濕地生態(tài)系統(tǒng)，或者將其單獨作為河流/水生生態(tài)系統(tǒng)來研究，很少考慮到其他非河流的濕地生態(tài)系統(tǒng)，所以沒有一個相對完整的濕地系統(tǒng)的保護規(guī)劃研究（Linke et al, 2022。 Klein et al, 2022。 Hermoso et al, 2022） 。而本研究在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，將濕地系統(tǒng)分為河流濕地生態(tài)系統(tǒng)和非河流濕地生態(tài)系統(tǒng)，再綜合二者構(gòu)15建區(qū)域濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化格局，是真正意義上的濕地系統(tǒng)保護規(guī)劃研究。 保護目標多預案分析對于保護目標的設(shè)置，一直都是比較主觀的，至今還沒有一個相對完善的方法（Margules amp。 Sarkar, 2022）。國外大多相關(guān)研究的保護目標設(shè)置主要是通過詳細的實地調(diào)研和數(shù)據(jù)資料搜集，然后根據(jù)所能支付的保護費用，由研究者、各利益相關(guān)者和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜叶啻螀f(xié)商、討論而得出一個相對合理的保護目標。但是本研究中，由于實際各方面因素限制，難以像國外那樣經(jīng)過反復協(xié)商論證得出保護目標。所以本研究在設(shè)定保護目標時，首先設(shè)定一系列保護目標，在此基礎(chǔ)上得出基于不同目標的保護預案，通過綜合對比各預案得出一個相對合理的目標值，在一定程度上克服了保護目標設(shè)定主觀性的問題。 研究思路本研究以集水區(qū)為保護規(guī)劃單元，綜合考慮河流濕地生態(tài)系統(tǒng)、非河流濕地生態(tài)系統(tǒng)、保護物種分布、地下含水層、東中線跨流域調(diào)水工程、已有濕地保護信息和路網(wǎng)、居民分布、水壩等社會經(jīng)濟因素，以 3D 連接性為原則，在濕地現(xiàn)狀評估基礎(chǔ)上，運用目前國際上廣泛使用的系統(tǒng)保護規(guī)劃的理論和方法（Margules amp。 Pressey, 2022。 Margules amp。 Sarkar, 2022） ，利用 Marxan 空間優(yōu)化模型，通過濕地系統(tǒng)保護規(guī)劃多預案綜合對比，識別濕地保護空缺，并與現(xiàn)有濕地保護體系相結(jié)合，構(gòu)建跨流域濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化體系，最后對濕地保護區(qū)格局優(yōu)化及其未來新建濕地保護區(qū)與濕地保護區(qū)調(diào)整提出相關(guān)建議。具體技術(shù)路線如圖 2。16生物信息調(diào)研搜集保護區(qū)/濕地/物種分布等 空間數(shù)據(jù)采集DEM/地貌/濕地 /水文等道路交通/居民分布等社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)收集野外考察與數(shù)據(jù)資料收集GIS 技術(shù)數(shù)據(jù)處理 專題數(shù)據(jù)庫的建立生物多樣性數(shù)據(jù)庫：1 濕地分布2 核心物種生境3 地下水4 跨流域調(diào)水工程社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫：1 路網(wǎng)密度2 城鎮(zhèn)區(qū)3 農(nóng)村居民點4 水壩密度已有保護區(qū)分布：1 國家級保護區(qū)2 省級保護區(qū)3 市縣級保護區(qū)（北京、天津）生物多樣性保護 系統(tǒng)保護規(guī)劃生境粗篩—物種細篩Marxan 模型黃淮海地區(qū)濕地系統(tǒng)保護不可替代性分析和多預案綜合對比核心物種和生態(tài)系統(tǒng)類型保護對象確定互補性/代表性等黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護空缺/濕地系統(tǒng)保護優(yōu)化體系不同保護目標 不同 BLM 值最小代價最大程度保護生物多樣性濕地現(xiàn)狀評估 保護代價分析2D連接性3D連接性跨流域調(diào)水黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護宏觀布局調(diào)整建議圖 2 黃淮海地區(qū)跨流域濕地系統(tǒng)保護體系優(yōu)化技術(shù)路線圖 2 系統(tǒng)保護規(guī)劃理論、方法概述 系統(tǒng)保護規(guī)劃方法相關(guān)概念系統(tǒng)保護規(guī)劃方法是一個決策支持系統(tǒng)，它基于結(jié)構(gòu)式的迭代運算，根據(jù)反饋信息對運算結(jié)果不斷修改，直至得出一個相對完善的保護網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，同時兼顧到各相關(guān)者利益。系統(tǒng)保護規(guī)劃方法的目標是通過識別出重要的生物重點地區(qū)進行優(yōu)先保護，并與現(xiàn)17有保護區(qū)系統(tǒng)綜合構(gòu)成一個高效的保護體系，以使有限的資金、人力和物力資源得到最佳配置利用，同時也便于相關(guān)的保護和管理部門實施運行規(guī)劃方案。系統(tǒng)保護規(guī)劃方法以現(xiàn)有保護體系為基礎(chǔ)，通過選取有代表性的物種、生境或生態(tài)系統(tǒng)以及生態(tài)過程作為保護對象（Conservation Features） ，在特定保護目標（Targets ）驅(qū)動下，基于特定規(guī)劃單元（Planning Units），利用空間優(yōu)化軟件（Marxan 、CPlan、Zonation 等）計算各規(guī)劃單元的不可替代性（Irreplaceability），依據(jù)不可替代性大小識別出未受保護的重要的生態(tài)功能區(qū)和生物多樣性熱點區(qū)域。該方法多用于區(qū)域大尺度生物多樣性保護研究（Margules amp。 Pressey, 2022。 Margules amp。 Sarkar, 2022）。隨著世界范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用，系統(tǒng)保護規(guī)劃方法的理論逐漸成熟，尤其是 2022 年Margules 和 Sarkar 編寫的《Systematic Conservation Planning》一書的出版標志著該方法的成熟，并逐漸向一門學科方向發(fā)展（Margules amp。 Sarkar, 2022）。代表性（Representativeness） 、不可替代性（Irreplaceability）、互補性（Complementarity） 、連接性（Connectivity ）和聚集性（Compactness ）等概念是系統(tǒng)保護規(guī)劃方法理論的核心思想，理解這些概念對于正確把握使用系統(tǒng)保護規(guī)劃方法具有重要作用。 代表性（Representativeness）代表性是系統(tǒng)保護規(guī)劃方法篩選保護對象的核心原則。由于生物多樣性的復雜性及現(xiàn)有資料和數(shù)據(jù)的限制，通常研究中很難獲得所有物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)的信息，所以必須從中選擇能夠最好代表當?shù)厣锒鄻有缘奈锓N、群落或者生態(tài)系統(tǒng)作為保護對象，從而使研究結(jié)果能較好的代表區(qū)域的實際情況（Margules amp。 Pressey, 2022。 Margules amp。 Sarkar, 2022）。 不可替代性（Irreplaceability）不可替代性是系統(tǒng)保護規(guī)劃的核心概念。不同