青海自然保护体系建设科技支撑的几点建议

赵新全
（中国科学院西北高原生物研究所/三江源国家公园研究院，西宁810001）

摘  要：以国家公园为主体的自然保护地体系示范省建设需要科技先行，其内涵包括：构建基于资源环境承载力的绿色发展指标及预警体系，绿色发展的技术体系，自然保护地建设与农牧业协调发展、自然-社会经济系统可持续管理的创新模式；研究高原物种多样性形成机理，挖掘生物类群适应极端环境的基因资源，生物资源高值利用的新技术、新途径；星-空-地一体化监测技术创新，服务于各类自然保护地管理的监测体系和数据产品；建立以生态系统供给功能、调节功能和文化功能为主的生态产品清单，评估生态产品价值，探索自然保护地生态产品价值实现路径及相适应的制度政策体系；建设服务于生态体验、环境教育、科普旅游以及自然保护地管理的高技术展示平台、云端国家公园博物馆，实现绿水青山向金山银山转变。
关键词：青海；自然保护体系建设；生态保护；科技支撑
中图分类号：X-1文献标识码：A  文章编号：1005-9393(2022)01-0004-03

作者简介：赵新全（1959-），男，研究员，博士生导师，主要从事草地生态和保护生物学方面研究。E-mail:xqzhaoy@nwipb.cas.cn。

党的十九届五中全会指出“十四五”时期“生态文明建设实现新进步，国土空间开发保护格局得到优化，生产生活方式绿色转型成效显著，生态环境持续改善，生态安全屏障更加牢固”。在全省上下全力谋划迈入“十四五”新发展格局的关键时刻，在首批国家公园正式建立之际，厘清以国家公园为主体自然保护地体系示范省建设科技需求和支撑，对坚决扛起青海生态环境保护政治责任，回答三个发人深省的“时代之问”，着力建设青海生态文明高地，开启青海后体制试点国家公园建设新征程，进一步筑牢国家生态安全屏障具有十分重要的意义，特提以下建议。

1 基于资源环境承载力，构建绿色发展指标及预警体系，研发绿色发展的技术体系，集成自然保护地建设与农牧业协调发展、自然-社会经济系统可持续管理与绿色发展方面创新模式

1.1 各类自然保护地资源环境承载力现状、红线及预警

构建生态承载力监测指标体系，开展区域生态承载力分布格局、变化动态及其驱动机制研究，发展区域生态承载力动态评估模型，模拟评估未来不同气候变化和人类利用情境下承载力时空动态；对不同区域草地生态承载力适宜阈限及其动态变化进行准确诊断和预判，进行生态承载力红线区划；基于区域生态承载力系统监测、评估和红线区划，开展生态承载力预警研究。
1.2 保护地生物多样性保育及生态系统功能提升技术

开展保护地生物群落稳定性、生物多样性维持、生态系统功能与变化及其驱动机制研究，研发维持草地生物多样性的资源合理利用及季节休牧技术、应对气候变化的生境保育技术、珍稀物种保育与复壮技术、野生动物栖息地评价及修复技术和草地功能稳定性及资源供给能力提升技术。
1.3 三江源国家公园草地-食草动物平衡的调节技术及区域耦合模式

研发基于系统耦合理论的生态资源空间优化配置技术，评价其生态、经济效益，实现区域不同生态功能区的系统耦合；基于生态位理论的野生动物与放牧家畜分布区域的划分技术，合理制定核心保育区、一般管控区、外围支撑区的生态、生产、生活功能；研发并推广放牧家畜营养平衡饲养技术及高效出栏技术及模式，扩展野生动物生存空间，增加栖息地食物资源。实施国家公园食草野生动物与家畜平衡管理示范工程。
1.4 自然保护地自然-社会-经济系统可持续管理模式与绿色发展路径

开展基于区域生态资产增值的生态补偿方案，研究以保障当地居民利益为基础的特许经营制度；研发生态体验、环境教育和环境衍生产业发展模式；开发三江源国家公园绿色发展决策支持系统；探索生态保护与农牧业协调发展的自然-社会-经济系统可持续管理模式，实现“生态-生产-生活”的协调共赢绿色发展。
2 研究高原物种多样性形成机理，挖掘生物类群适应极端环境的基因资源，为生物多样性保护提供理论指导，开辟新的资源利用方式与途径，提升高原生命科学研究的整体水平
2.1 多样性演化历史

基于大规模全基因组数据，推演三江源有蹄类动物进化历史、种群动态、地理种群结构及其遗传关系，特别是通过与青藏高原隆升重大气候事件的相关性研究，探讨三江源生物多样性形成历史和演化特征。揭示藏羚羊、藏野驴和野牦牛等旗舰动物种群演化历史、种群动态及遗传结构。
2.2 生物多样性维持机制

基于大规模多组学数据，通过解析食草动物-植物间协同进化，探讨有蹄类动物-可食牧草与生态系统多样性形成和维持机制之间的关系，揭示三江源动物多样性形成及维持的分子机制。
2.3 生物基因资源挖掘

基于全基因组数据和生物信息学分析，挖掘高原生物适应低氧、寒冷、强紫外、营养胁迫等极端环境的基因资源，建立高原物种基因库，搭建体细胞和组织保存库。深度挖掘有蹄类动物适应青藏高原极端环境的基因资源，解析适应相关基因功能和作用机理，探索高原特殊物种基因资源利用途径，服务于高原医学、人口健康及农牧业生产。
2.4 微生物基因功能验证及资源利用

建设高原微生物资源实验室，建立高原微生物资源库。以有蹄类动物为突破口，研究肠道微生物与宿主协同进化，突破动物肠道微生物培养、分离技术，探索以微生物分解饲料纤维素为目标的工业化利用途径，实现高原生物资源高值利用新突破。
3 重视生态监测在自然保护地管理中的作用，建设星-空-地一体化监测技术体系，为各类自然保护地建设与管理提供及时有效的数据产品
3.1 发射三江源生态监测卫星，增加监测的时效性、连续性和针对性，服务于区域生态功能、风险和生态补偿的精准评估

目前各类卫星资源繁多，过境青海的卫星不少，但卫星的回访周期、天气影响、数据资源调配限制了卫星资源在三江源区域上的应用。我国各类应用卫星研制、发射、运营日趋成熟，发射成本降低。依托中科院空天信息研究院小卫星中心集成组装等技术优势，研发具有冰川雪山河流探测、草地质量和湖泊水质监测和突发事件的追踪等功能的三江源卫星，实现区域生态功能精准评估、生态管理针对性和生态补偿合理化。卫星轨道设计针对三江源等地区，回访率7天，可覆盖三江源全域。
3.2 重视空中飞行器开发使用，架起卫星监测与地面印证的桥梁，增强卫星与地面监测的互补性、有效性和真实性

空中飞行器可飞行的高度从百米到数万米高空，有效载荷可达数千克到上百千克。地面分辨率到达厘米级，可实现局地动物种群数量、植被特征、冰川湖泊变化的精准探测。大型无人机（如彩虹、翼龙）、直升飞机、系留气球等飞行器可承载雷达、高光谱、多光谱、红外等载荷，实现无人区、资料匮乏等地区研究探测。充分利用诸如青海省自然资源厅耗资2000多万元的彩虹无人机，实现上述监测目标。
3.3 整合地面监测台站网络资源，形成多部门所属、统一标准规范的青海省生态监测网络

整合科技部、国家林草局国家野外台站及观测基地，青海省林业、农牧、气象、水文等部门专业监测网点，形成地面监测网络。探索自然保护地内生态管护岗位从事生态监测机制，扩展监测点全域布局，形成新的数据来源。加强数据监测标准、规范、规程制定，建立数据质量控制体系。
3.4 建立数据汇集、生产和推送的综合管理中心，实现生态科学化、智能化、精准化管理

基于大数据的理念，设计具有能够灵活应用大数据分布式存储和分布式计算的架构，建设具有数据汇交、数据共享、数据分析、数据服务、信息服务等功能的生态监测及数据汇集平台。数据源主要包括多源遥感数据、野外台站观测数据、社会统计数据、模型模拟数据、科学考察数据以及其他平台共享数据。专题数据产品和发布展示，包括土地利用分类、生态系统脆弱性、植被绿度、生态系统指数、水源涵养、防风固沙等产品。
4 开展生态产品价值核算和实现机制研究，构建物质产品、调节服务和文化服务价值的核算指标体系，提出不同类型自然保护地生态产品价值的实现路径，构建与生态产品价值实现相适应的制度政策体系
4.1 摸清生态产品目录清单

采用GEP核算指标体系，结合高寒生态系统的特征，编制体现自然保护地特点的完整的生态产品清单。通过GEP核算生态系统的最终产品，明确区域内生态产品价值。摸清区域内生态产品目录清单，明晰生态资源和生态系统的生产状况甚至空间分布，为“绿水青山”及其所蕴含的生态产品贴上价值标签，成为担保抵押、市场交易的基础。
4.2 为生态补偿和生态产品市场交易提供科学依据

遵循“谁保护、谁受益”的原则，实施以“机会成本 管护成本”为原则的补偿标准，探索以保护效果和以GEP增量作为生态补偿依据和标准的新补偿机制，以使生态付费有据可查、有价可询，推动生态补偿由“中央政府付费”向“受益者付费”逐渐转变，提高生态补偿资金的使用效率，体现生态公平性。
4.3 实现生态产品的市场化交易

以区域生态系统供给功能为代表的物质产品以及以文化功能为代表的生态体验产品的价值认证和实现为目标，研发生态服务产品市场交易综合性的能够量化的指标、标准。探索采用GEP的核算结果，将生态产品尤其是调节服务产品打包，为政府采购、企业购买生态产品等“生态 市场”的生态产业化路径提供数据支撑。吸引更多资金、科技力量参与生态保护和可持续发展。
4.4 基于生态产品价值化的绿色发展新发展模式

科学核算生态产品价值，量化生态产品的经济价值，核算生态产品价值的家底，通过制度创新和政策应用丰富政府主导、企业和社会各界参与、市场化运作、可持续的“两山理论”转化路径，推动绿水青山转化为金山银山并不断反哺绿水青山，持续供给更多优质生态产品，实现人与自然和谐共生。
5 建设生态体验、环境教育、科普旅游的高技术国家公园展示平台，筹建国家公园博物馆（云端博物馆），实现绿水青山向金山银山转变
5.1 大数据平台和展示体系建设

针对青海省自然保护地价值评估、资源环境承载力测度、山水林田湖草冰系统能力提升、管理体制机制构建、资源环境监测，发掘服务对象差异化管理决策功能需求，构建包含生态变化态势分析及预测预警的数据产品、管理与提升机制和基础政务等三类方面功能的综合展示平台和展示体系。
5.2 物联网监测及管理系统建设

建设数据远程传输与控制、在线数据质量监控、信息可视化、地理信息展示和系统管理等5个子系统，实现监测点位数据的实时采集传输、实时监控在线数据质量、在线数据查询及报表统计、数据自动预警、图像信息综合分析、数据归集和分析等，集成青海省国家公园（群）物联网管理系统。
5.3 数据展示及科普系统研发与建设

运用物联网技术、VR及AR展示技术，制定关键动植物的3D展示，研发管护、科考和管理为一体的APP，开发青海省国家公园（群）展示系统，进行关键动植物分布图、动物迁移和自然资源等动态演变展示，以及特色景观的VR、AR体验，集成国家公园展示科普平台，开发互联网线上互动系统，建设云端国家公园数字博物馆，探讨通过数据产品形式实现绿水青山向金山银山转变的途径和体制机制。

致谢：本文在写作过程中得到赵亮、杨其恩、徐世晓、吕群波几位老师的帮助，在此表示感谢！

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