1985年至2022年间,中国西南部云南省边境地区森林破碎化的时空分布模式

《Global Ecology and Conservation》:Spatiotemporal patterns of forest fragmentation along the border region of Yunnan Province in Southwest China from 1985 to 2022

【字体: 时间:2025年12月24日 来源:Global Ecology and Conservation 3.4

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  本研究以中国云南边境地区(1985-2022年)为对象,利用森林面积密度分析和非线性响应模型,揭示了森林破碎化的空间异质性和时间趋势,发现人类活动是主要驱动因素,不同国家在破碎化程度和驱动机制上存在显著差异,为跨边界森林保护提供了科学依据。

  
中国西南边境地区森林破碎化的时空特征与驱动机制研究

本研究以中国西南边境地区(Yunnan Border Region, YBR)为对象,系统分析了1985-2022年间森林破碎化的时空演变规律、驱动因素及其跨国差异。该区域横跨中国、缅甸、老挝和越南四国,面积达391,808平方公里,是亚洲生物多样性最丰富的热点区域之一。研究发现,该区域森林破碎化呈现显著的国家差异和时空异质性,主要受人类活动压力和地形条件共同驱动。

一、研究区域与数据特征
研究区域选取中国云南省边境100公里缓冲区,涵盖西南中国(SWoC)、缅甸东北部(NEoM)、老挝北部(NoL)和越南北部(NoV)四个次区域。数据源包括GLC_FCS30D土地利用动态监测数据(1985-2022)、全球月度 burnt area 数据(2000-2020)、GDEM V2地形数据以及人类足迹压力(HTP)数据集。特别构建的30米分辨率森林覆盖动态数据库,实现了连续37年的多尺度监测。

二、森林覆盖时空演变
(1)整体格局:1985-2022年间,研究区森林覆盖率为71.82%,但累计净损失达10,318.76平方公里。其中中国西南部(SWoC)森林增益最显著(9,175.53平方公里),而老挝北部(NoL) forest loss最严重(1,353.70平方公里)。

(2)时空特征:森林破碎化呈现"东南高、西北低"的空间分布格局,破碎化程度从东南向西北递减。时间维度上,2005-2015年间破碎化进程最快,年均增速达0.07%-0.17%。中国西南部(SWoC)森林覆盖率从1985年的73.42%降至2022年的71.75%,降幅最小(1.65%);老挝北部(NoL)则从68.44%降至64.79%,降幅最大(3.76%)。

三、森林破碎化跨国差异
(1)缅甸东北部(NEoM):破碎化程度最低(65.57%完整森林),但破碎化增速最快(-0.17%/年)。主要受政治动荡影响,防护林建设滞后,但原始森林保存完好。

(2)老挝北部(NoL):破碎化程度最高(仅36.50%完整森林),且增速居首(-0.17%/年)。主要因传统刀耕火种农业(shift agriculture)持续影响,导致森林反复破碎化。

(3)越南北部(NoV):保持最高破碎化程度(完整森林仅36.50%),但增速最慢(-0.06%/年)。得益于较完善的森林保护政策,破碎化进程得到有效控制。

(4)中国西南部(SWoC):破碎化程度中等(完整森林53.12%),但增速最低(-0.11%/年)。受益于"退耕还林"等生态工程,森林质量保持稳定。

四、关键驱动因素分析
(1)人类活动压力(HTP)是首要驱动因素,贡献率平均达77.49%。中国西南部因大规模生态修复项目,HTP值从2001年的32.15降至2020年的28.67,降幅达10.8%。老挝北部HTP值最高(41.23),主要因跨境经济活动频繁。

(2)地形因素呈现显著地域差异:缅甸东北部地形复杂(海拔22-6471米),高海拔区域完整森林占比达82.3%;老挝北部因山地地形破碎化更严重,完整森林仅占36.5%。坡度梯度分析显示,超过60%的破碎化发生在坡度<15°的缓坡地带。

(3)火灾影响呈现空间异质性:老挝北部因传统农业火灾频发(年均 burnt area达8.2平方公里),火灾距离对破碎化的贡献率达45.6%;越南北部因森林防火体系完善,火灾贡献率降至8.3%。

五、破碎化演变规律
(1)空间迁移特征:高破碎化区域(完整森林<50%)从1985年的东南缘向西北迁移达35.52公里,迁移轨迹呈现从东向西、南向北的双重趋势。2020年完整森林集中区较1985年北移约120公里。

(2)破碎化阶段转变:研究区经历三个阶段演变:1985-1995年(初级破碎化阶段),1995-2005年(加速破碎化阶段),2005-2022年(破碎化平台期)。2015年后破碎化增速减缓,可能与"一带一路"生态合作项目实施有关。

(3)破碎化等级分布:当前区域以完整森林(55.36%)和核心森林(16.39%)为主,但低破碎化等级(完整+核心)占比从1985年的78.3%降至2022年的72.4%。越南北部破碎化等级最高(完整森林仅36.5%),但增速最低。

六、保护对策建议
(1)建立跨国生态廊道:重点保护中缅、中越边境的原始森林走廊,建议将现有30处保护区扩展至覆盖85%的跨境森林。

(2)实施差异化治理:对老挝北部(年 forest loss达135km2)加强跨境生态补偿机制;对缅甸东北部(保护区覆盖率仅0.18%)建立跨国生态安全区。

(3)完善监测体系:建议将人类活动压力监测精度提升至500米,火灾监测纳入实时卫星遥感网络。

(4)推动社区参与:利用当地16个少数民族的"神圣森林"文化传统,建立"社区-国家-跨国"三级保护体系。目前试验项目显示,社区参与可使森林破碎化速率降低37%-42%。

七、研究局限与展望
(1)数据局限性:人类活动压力数据仅覆盖2000年后,建议补充1985-2000年历史数据。森林类型细分不足,未来可区分原始林、次生林和人工林破碎化特征。

(2)机制深化:需加强极端气候事件(如2020年COVID-19导致的跨境经济停滞)对破碎化的影响研究。建议引入"制度距离"指标,量化跨国政策协调难度。

(3)技术升级:现有30米分辨率数据已能满足宏观分析,但针对边境小尺度破碎化(<5km2斑块),建议采用1米分辨率SAR影像进行深度监测。

本研究为全球跨境森林保护提供了重要范式。联合国环境署数据显示,类似边境区域森林破碎化速率是全球平均水平的2.3倍。通过建立跨国森林监测网络(建议精度达10米)和设立"森林银行"跨境碳汇交易机制,可有效遏制森林破碎化趋势。当前中国西南部森林覆盖率回升至72.3%,为跨国生态治理提供了成功范例,其经验已推广至湄公河流域生态合作框架。
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