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Golden Kroner, R. E. Krithivasan和M. B. Mascia, 2016。1864 - 2014年美国约塞米蒂国家公园保护区缩小对栖息地破碎化的影响。生态学与社会21(3): 22。
http://dx.doi.org/10.5751/ES-08679-210322
1864 - 2014年美国约塞米蒂国家公园保护区缩小对栖息地破碎化的影响
摘要
保护区降级、缩小和退化(PADDD)在世界各地都有记载，但对其对生物多样性的影响了解甚少。为了填补这一知识空白，我们回顾了历史文件，以确定改变约塞米蒂国家公园边界的法律变化。我们发现，1905年至1937年间，约塞米蒂国家公园的规模两次缩小，五次扩建，缩小了30%。为了研究这些缩小事件对道路生境破碎化的影响，我们在三个空间尺度上使用四个生境破碎化指标:道路密度、碎片(被道路包围的土地)面积周长比、碎片面积和碎片密度，比较了受保护、未受保护和缩小的土地。一般来说，脱离保护的土地，例如缩小面积，比受保护的土地更加分散，与从未受保护的土地难以区分。缩小幅度逆转的土地比缩小幅度未逆转的土地碎片化程度更低。这些结果表明，保护区的缩小可能加剧栖息地碎片化，这是全球生物多样性丧失的一个关键因素。此外，约塞米蒂国家公园的案例研究表明，发达国家的标志性保护区也不能幸免于缩减规模。这些发现强调了在生态研究、监测和评估中考虑到PADDD和治理历史的必要性。随着我们走向更多基于证据的保护政策，对PADDD的严格理解对于确保保护区履行其作为保护全球生物多样性战略的承诺至关重要。介绍
栖息地碎片化是由自然和人为因素驱动的对全球生物多样性的威胁(Fischer和Lindenmayer 2007, Krauss et al. 2010, Haddad et al. 2015)。人为生境破碎化以多种方式影响生物多样性。景观碎片的物理屏障往往导致物种的丧失和隔离(例如，Gibson等人，2013年)、基因流动减少(例如，Keller和Largiadèr 2003年)、物种组成的变化(例如，Laurance等人，2006年)以及生物完整性的整体降低(例如，Trombulak和Frissell, 2000年)。生境破碎化也可能加剧气候变化的威胁;beplay竞技例如，道路可能会阻止试图适应气候变暖的物种迁移(Brodie et al. 2012)。
破坏栖息地的道路对生物多样性有额外的影响。有文献记载，道路对野生动物的影响包括道路建设和车辆碰撞、行为改变、物理和化学环境的改变以及入侵物种的扩散造成的死亡率增加(Forman和Alexander 1998年，Trombulak和Frissell 2000年)。道路的影响也会在短期或长期的建设过程中发生(Spellerberg 1998)。道路可以促进采掘活动的发展，并有助于在保护区(pa;韦德和西奥博尔德，2010)。道路对野生动物的影响很大程度上是负面的，特别是对两栖动物和爬行动物(Fahrig和Rytwinski 2009)。
建立陆地保护区是为了保护大片土地，防止栖息地破碎化和保护生物多样性(Margules和Pressey, 2000年，Hutton等，2005年)。pa代表我们的主要全球生物多样性保护战略;它们通过限制土地使用、开采和其他人为活动，有助于维持生态系统的完整性或自然性(Angermeier 2000, Ridder 2007)。在美国，保护区比未受保护的地区更分散(Heilman et al. 2002)。尽管在保护区进行的道路建设可能较少，因为它们不成比例地位于山区和偏远地区(Joppa和Pfaff 2009)，但控制这些混杂变量的研究表明，保护区减少了栖息地碎片化(Sims 2014)。
缓和、缩小或取消pa的法律变化可能会取消对道路的限制，从而加剧栖息地的破碎化。这些法律变化的正式名称是保护区降级、缩减和退化(PADDD)，是一种广泛而不完整的全球现象，由多种原因驱动(例如，Mascia和Pailler 2011年，Mascia等人2014年)。根据Mascia和Pailler(2011)的定义，降级是对PA中额外的人为活动的法律容许，缩减是对PA的一部分的法律切除，去gazettement是对整个PA的保护的法律消除。在全球范围内，自1900年以来，至少发生了784起已颁布的PADDD事件，影响57个国家超过66.4万平方公里(Mascia等人2014年，Forrest等人2015年，Pack等人2016年)。许多PADDD活动发生在美国，自1900年以来，美国经历了至少240个制定的PADDD活动(R. E. Golden Kroner, R. Krithivasan和M. B. Mascia，未出版的手稿)．
padd的影响在很大程度上是未知的;只有两项发表的研究量化了这些影响(Forrest et al. 2015, Pack et al. 2016)。在秘鲁和马来西亚半岛，规模缩小和土地退化与森林砍伐加速和碳排放增加有关(Forrest et al. 2015)。在巴西，PADDD也被证明对短期森林砍伐率没有显著影响(Pack et al. 2016)。然而，特别是在发达国家，还有待探索PADDD与包括栖息地破碎化在内的其他生态结果之间的关系。
鉴于PADDD在全球的重要性，以及缺乏有关其影响的经验证据，我们研究了美国标志性的公园约塞米蒂国家公园(Yosemite National Park)的PADDD对生态的影响。我们描述并绘制了自约塞米蒂国家公园刊登宪报以来影响其的法律变化，并记录了这些变化的近因。我们比较了以前受保护土地(即从公园切除的土地)的生境破碎化与相应的仍受保护和从未受保护土地的破碎化。最后，我们探讨了我们的发现对保护科学和政策的全球影响。
方法
研究地点:约塞米蒂国家公园和内华达山脉生态区，美国
约塞米蒂国家公园(以下简称“公园”)是世界上最古老、最具标志性的国家公园之一。公园位于美国加利福尼亚州中部，内华达山脉生态区(以下简称“生态区”)内。该生态区域的温带针叶林横跨加利福尼亚州和内华达州，以高度的生态系统和物种多样性和地方性为特征(Olson和Dinerstein 2002)。生态区内植被覆盖以冷温带森林、极地和高山悬崖植被为主;一小部分被半沙漠植被、灌木林地和草地覆盖(美国地质调查局GAP 2011)。美国第38届国会于1864年制定了约塞米蒂土地拨款法案(美国国会1864年)，这是第一个将土地拨出用于保护和公共使用的重要国家法案。1890年，约塞米蒂国家公园成立(美国国会1890年);1984年，公园被联合国教科文组织(UNESCO)指定为世界遗产。
截至2014年，生态区域包括151个保护区:加利福尼亚147个，内华达州4个(IUCN和UNEP-WCMC 2014年)。生态区域的保护区分为28个类别，其中最常见的是荒野区和研究自然区。大部分受保护的土地，包括约塞米蒂国家公园，都包含在一条沿着山脉从北到南的长廊中(图1)。
数据收集
为了研究约塞米蒂国家公园的PADDD事件和栖息地碎片化之间的关系，我们使用了历史和当前的文献和数据。我们查阅了历史文献和法律文献，记录了影响约塞米蒂国家公园的法律变化，包括制定的PADDD活动、扩建和升级。我们关注的是公园的早期历史，从1864年到1937年，在这段时间里，正在进行的法律改革重塑了公园的边界。我们使用分析叙事方法(Bates et al. 1998)来记录公园中PADDD事件的模式、趋势、近因和后果。通过这种方法，我们系统地综合了优胜美地早期历史的历史数据，并利用这些数据对边界变化对景观连通性的影响提出了可验证的假设(Bates et al. 1998)。
我们研究了有关约塞米蒂国家公园的法律和历史文件。我们从国家公园管理局历史电子图书馆网站(NPS 2015一个)和其他网络资源，我们搜索的关键词包括:“约塞米蒂”、“法律”、“边界”、“法律变化”和“约塞米蒂地图”。产生的文件包括学术文章、书籍和法律文件。我们使用已建立的方法和决策树来确定治理或边界更改是否构成了PADDD事件，并将其描述为降级、缩小规模或注销(Mascia et al. 2012)。对于每个PADDD活动，我们根据PADDDtracker.org使用的技术指南收集22个不同描述领域的信息(详见附录)(Mascia et al. 2012, WWF 2016)。我们还利用美国国会图书馆的档案获得了公园的历史纸质地图。我们将公园相关和清晰的历史地图数字化，以记录公园的缩小和扩建，改变了公园的边界。为了验证地图数字化的准确性，我们参考了描述边界变化的立法(例如，美国国会1905年，美国国会1906年)和其他文件(Runte 1990)。
为了进行碎片化分析，我们将位于加州和内华达州内华达山脉生态区(Olson et al. 2001)的所有道路数据与公园边界覆盖(美国人口普查局2014年)。我们仅使用道路空间数据对栖息地斑块进行碎片化，并计算表明栖息地碎片化程度的指标。虽然这种方法是有限的，因为它不包括其他基础设施，如铁路或管道，我们专注于道路作为一个一致的，说明性的指标。道路可以表明景观退化和人类进入的程度(Trombulak和Frissell, 2000年);道路开发可能是导致额外开发的“第一刀”(Laurance等人，2014年)。对于保护区数据，我们利用了世界保护区数据库(WDPA;IUCN和UNEP-WCMC 2014)。
为了关注森林栖息地，我们使用2011年全国土地覆盖数据集(Homer et al. 2015)对森林土地进行了分析。我们使用保守的《联合国气候变化框架公约》阈值定义将森林覆盖率为> %的碎片(四周被道路包围的地块)定义为森林(Sexton等，2015年)。作为鲁棒性检验，我们还重复了整个生态区域的分析(表A1.8 - A1.16详细说明了鲁棒性检验的结果)。
土地治理类型定义
我们将保护区定义为2014版世界自然保护区(IUCN和UNEP-WCMC 2014)中包含的土地。对于从未受到保护的区域，我们改变了缓冲区的大小(如下所述)，并完成了每个缓冲区的计算，以便测试结果的灵敏度。根据托布勒定律，我们假设公园附近从未受到保护的区域在生物物理上与公园相似(托布勒1970)。我们使用了3个备选缓冲区:
- 在约塞米蒂国家公园的土地外1公里缓冲区内的土地，包括目前受保护的土地和被缩小的土地。
- 在约塞米蒂国家公园的土地外5公里缓冲区内的土地，包括目前受保护的土地和缩小规模的土地(表A1.1, A1.2)。
- 生态区内所有未受保护的土地，约塞米蒂国家公园附近的缩小土地除外。
在碎片化分析中，我们只包含了缩小事件(而没有降级或删减)。据我们所知，生态区发生的唯一一次缩减是1905年和1906年两次改变公园边界的缩减事件。在生态区没有出现过已知的degazette。约塞米蒂国家公园和生态区其他公园曾发生降级事件，但由于其空间位置的不确定性，我们没有在栖息地碎片化分析中考虑它们。
我们将“缩减规模”定义为约塞米蒂国家公园之前受保护的部分，但由于1905年和1906年颁布的法律变化而从公园中删除。我们将反向缩减定义为以前不受保护但现在处于PA(根据2014年WDPA)范围内的土地。我们将持久的缩减定义为不再受保护且仍在PA地产之外的土地(根据WDPA;IUCN和UNEP-WCMC 2014)。
生境破碎化指标的选择
为了量化约塞米蒂国家公园和内华达山脉生态区道路造成的栖息地碎片化，我们使用ArcGIS 10.1计算每种土地治理类型的三个指标:道路密度(公里－1）;面积与周长比(面积除以周长平方，无量纲;Bribiesca 1997);碎片面积(km2)．这些指标的统计比较-较高的道路密度，较低的碎片面积-周长比和较低的碎片面积-表明较高的生境破碎化。这三个指标已被确定具有低共线性(低冗余)，也已成功用于预测物种丰富度(Lindenmayer et al. 2002)。作为鲁棒性检验，我们还计算了碎片密度(km－2)，用每个地块的碎片数量除以总面积(公里)2；表A1.5;关于栖息地碎片化指标的全面调查，见Schindler等人。2015)。
数据分析
我们在统计上比较了三个指标(道路密度、碎片面积和碎片面积周长比)的值，以表征不同规模缩减和保护类别在三个空间尺度上的栖息地碎片化:
- 缩小事件:我们将缩小后重新并入PA地产的土地(反向缩小)与缩小后仍未受保护的土地(持久缩小)进行比较。
- 公园:我们比较了公园内的土地和公园1公里外从未受保护的土地。我们将具有所有三个治理历史的lands彼此进行比较，并将每一对与事后测试进行比较。为了验证我们的结果对缓冲区大小选择的敏感性，我们还比较了缩小面积和受保护的土地与距离公园5公里的从未受保护的土地。
- 生态区域:我们比较了生态区域内所有受保护的土地和所有从未受保护的土地。我们比较了具有所有三种治理历史的土地，并对每对土地进行了比较。
作为稳健性检验，我们还在上面列出的相同空间尺度上比较了缩减和保护类别之间的碎片密度值。
我们使用夏皮罗检验验证了三个指标(道路密度、碎片面积与周长比和碎片面积)的数据分布，并确定这些数据都不是正态分布的;因此我们采用非参数统计检验。我们为每个数据集(表A1.3)运行Fligner-Killeen同方差检验，以确定数据是否满足Kruskal-Wallis和Mann-Whitney U检验要求的方差相等假设。如果数据是异方差的，我们然后进行Kruskal-Wallis或Mann Whitney U检验。如果数据是同方差的，我们进行Welch 's方差分析(ANOVA)，然后进行事后Welch 's t检验。我们使用R统计包(R Core Team 2014)执行所有统计测试。我们用0.05的alpha值来表示显著性。
结果
约塞米蒂国家公园的森林治理，1864-2014
自约塞米蒂国家公园成立以来，法律的变化塑造了它的形象。1864年约塞米蒂国家公园拨款设立后，支持者支持对约塞米蒂地区进行大规模保护，以结束公园内的过度放牧和伐木(Muir 1912)。在这种倡导下，约塞米蒂国家公园于1890年10月1日由哈里森总统签署成为法律。公园最初由加利福尼亚州管辖，其授权立法禁止人类定居、伐木、采矿和狩猎(美国国会1890年)，导致Ahwahneechee人从约塞米蒂山谷被驱逐(Dowie 2009)。因为公园太大了，后来的执法存在，但不是无处不在;在纸上划定了边界，但公园没有围起来，也没有全员巡逻。因此，牧场主和猎人可以非法利用公园边缘的资源而不被发现。1891年，公园的管理权下放给了美国陆军，后者负责监督、巡逻并执行新的限制。
在公园的早期，它的受欢迎程度开始增长，并塑造了美国人的经历。1864年，加利福尼亚州最高法院在哈廷斯诉勒夫案(1872年美国最高法院)中认定，国家公园是符合宪法的，也允许有执照的特许经营者经营酒店、营地、收费公路和交通线(奥姆斯特德1865年)。柏油路和租界建于20世纪初，以方便游客进入和增强游客体验(NPS 2015b)．这些道路立即影响了约塞米蒂的原生生物群。随着基础设施的建设，外来植物(如肯塔基蓝草[Poa pratensis和蒂莫西草[Phleum借口)开始沿着路边生长(Gibbens and Heady 1964)。此外，公园管理人员在公园内和周围扑灭火灾，这使得对火灾敏感的松树和雪松得以入侵。
美国早期的国家公园通常把被认为是无用的、孤立的、缺乏有经济价值的自然资源的土地划分出来(Runte 1990)。约塞米蒂国家公园成立后不久，私人利益集团就开始倡导进行法律改革，将自然资源丰富的土地从公园中移除。约塞米蒂国家公园的首任代理主管伍德上尉(Captain Wood)写道，公园的建立“事先没有经过介绍，也没有经过委员会的考虑;因此，在任何修改其边界的努力中，都没有给受其影响的人们任何机会来发表意见”(DOI 1891:xci)。结果，“约65000英亩的专利土地和附近的300个采矿权”(DOI 1891:xci)被包括在公园中。考虑到公园内的木材、黄金和其他矿产的价值，投机客和开发商说服国会取消对一些土地的保护(Jones 1965)。1905年，西奥多·罗斯福总统签署法案，将542平方英里(1403.8平方公里)的国家公园移出(美国国会1905年)。已切除的公园土地位于核心旅游区以外，以减少对游客的影响;这些缩小的面积也位于较低的海拔，使它们更易于伐木和采矿。
作为1905年立法的一部分，公园增加了113平方英里(292.67平方公里)。负责确定边界变化的陆军专员希拉姆·奇滕登(Hiram Chittenden)证明了这一增加:“这片土地上没有专利或矿藏”，相反，这一增加的地区拥有“非常美丽的风景，特别是Tuolumne河上的Hetch Hetchy山谷”(奇滕登1895:4-5)。1906年，又有16平方英里(41.44平方公里)被从公园移走，主要是为了允许伐木(美国国会1906年，Runte 1990年)，其次是为了方便铁路进入公园。1905年和1906年约塞米蒂的裁员事件都是由工业规模的林业和矿业利益驱动的(Runte 1990)。这些法律上的改变允许修路，从而允许开采矿产和木材。
公园的道路建设早在它的历史上就开始了，之后法律改变了它的地位，即降级。1892年，约塞米蒂国家公园(Yosemite National Park)批准了第一个法定道路(特别是“免费马车路或收费高速公路”)(美国国会1892年)。1901年通过了一项法案，允许额外的“通行权”，包括通过公园的电线、水坝和管道(美国国会1901:790)。此外，经过多年的争议(美国国会1913年)，著名的Hetch Hetchy大坝于1913年获得批准。
为了允许木材和矿物的开采而改变约塞米蒂国家公园的边界对生态产生了直接的影响。由于边界的变化，附近一些最古老的树木和大片野生动物栖息地消失或退化(Runte 1990)。1908年，代理局长写道，“游戏似乎在逐渐减少”，因为游戏已经“变得相当驯服”，成为猎人的容易目标(DOI 1906:653)。此外，某些曾经适合作为野生动物冬季避难所和繁殖地的低地和河谷也不再受到保护。这些生态变化是在公园缩小规模的同一时期记录的。
约塞米蒂国家公园边界的数量变化总结
自1890年成立以来，公园在1890年至1937年期间经历了一系列法律边界的改变(图2;表A1.4)。1905年边界的改变导致公园土地的净减少23.96%:砍掉1275.00平方公里，增加343.79平方公里。1906年的边界变化导致了额外的损失34.30平方公里。在1914年、1930年、1932年和1937年对公园进行了四次共计73.28平方公里的扩建。从1890年到1937年，公园面积的整体净变化为-29.80%(表A1.4)。
当代生境破碎化
裁员事件规模:持久裁员与反向裁员
1964年，约塞米蒂缩小的57%的土地随后被重新保护，并重新纳入PA地产(逆转缩小)，作为安塞尔亚当斯和胡佛荒野区的一部分，而其余43%的缩小土地没有重新合并(持续缩小)。与持续缩小相比，反向缩小的道路密度明显较低，面积周长比较高，尽管面积周长比的差异不显著(表1)。与持续缩小相比，反向缩小的道路平均碎片面积较小，尽管差异不显著(表1)。此外，与反向缩小相比，持续缩小的道路碎片密度更高(表A1.5)。综上所述，这些指标表明，与反向缩小相比，在持续缩小的情况下，栖息地碎片化程度更高。
公园规模
在公园、公园周围从未受到保护的土地和缩小的土地(包括持久和逆转的土地)之间的指标比较，与缩小事件尺度的结果基本一致。三个土地保有权类别之间的道路密度比较显示，所有土地保有权类别之间的道路密度配对差异均显著(表A1.6)。小型房屋的道路密度中等;未受保护地区的道路密度最高，而公园的道路密度最低(表2)。
与规模缩小的土地和从未受到保护的土地相比，公园内的碎片面积/周长比显著更高(表2;表A1.6)。就碎片面积/周长比而言，未受保护土地和缩小土地之间没有显著差异，表明两种土地治理类型之间存在一定程度的相似性(表A1.6)。
公园地、缩减地和未保护地之间的碎片面积差异不显著。然而，平均而言，公园内部的碎片面积比缩小的碎片或从未受到保护的碎片面积要大(表2)。这表明，公园内部的大型无路土地比公园外部更多。此外，碎片密度的测量结果显示，从未受到保护的土地最高，其次是缩小规模的土地，然后是公园土地(表A1.5)。对于所有指标，对于从未受保护的区域使用不同的缓冲区大小并不影响结果(表A1.1, A1.2)。总的来说，这些指标提供了强有力的证据，表明与国家公园相比，缩小规模的碎片化程度更高，初步证据表明，缩小规模的碎片化程度高于从未受到保护的土地。
生态区域尺度
在生态区域尺度上，三种土地保有类型之间道路密度的两两差异均具有统计学意义(表3、表A1.7)。与公园尺度的结果相似，在生态区内未受保护的土地和受保护的土地之间存在中间道路密度。此外，土地治理类型之间面积周长比的所有两两差异都具有统计学意义(表A1.7)。生态区域尺度上的面积周长比结果出乎意料;平均而言，保护区的面积周长比最低，其次是缩减面积和未保护面积(表3)。碎片面积测量显示，与生态区内的保护区和未保护土地相比，缩减面积没有显著差异。此外，未受保护土地的碎片密度指标最高，其次是受保护土地，然后是缩小土地(表A1.5)。总的来说，这些指标中有四分之三表明，与规模缩小和受保护的土地相比，从未受保护的土地破碎化程度更高。
讨论
对保护科学的启示
约塞米蒂国家公园的历史突出了PA治理的动态特性。尽管研究人员此前曾描述过PA治理动态(Adams 2004, Agrawal 2005, Naughton-Treves et al. 2006)，但许多研究认为PA和其他保护干预措施将永久存在。新出现的证据表明，PADDD在发展中国家(Mascia和Pailler 2011, Mascia等人2014,Bernard等人2014)和发达国家(包括澳大利亚(Watson等人2014)和美国(Mascia和Pailler 2011;R. E. Golden Kroner, R. Krithivasan和M. B. Mascia，未出版的手稿)，尽管全国范围内的padd发病率尚不清楚。以优胜美地为例，公园在过去150年里的出现和演变说明了PA治理的复杂性和多样性。公园经历了扩建和升级，也经历了降级和缩减规模，有些延续了下来，有些甚至在几十年后被逆转。这些法律变化很大程度上是由重塑公园治理、使自然资源开采成为可能的压力所驱动的。我们的研究结果强调，在世界各地的生态研究和保护研究中，需要更广泛地考虑到PADDD和治理历史。
在约塞米蒂国家公园，环境治理塑造了景观。林地缩小在多个空间尺度上导致了更高的生境破碎化。唯一的例外是一个令人惊讶的结果，在生态区域尺度上，保护区的面积周长比更低，即比缩小或从未保护的土地更碎片化。这些结果可能表明，生态区内的保护区并没有提供大面积的核心生境。生态区内最常见的保护区类型是IUCN的V类保护区(受保护景观和海景;45%的pa)，实行多用途管理。需要更多的研究来证实这一假设，即在生态区域中较不严格的保护区的优势解释了保护区较高的碎片化的惊人结果。尽管有这一例外，但所有其他指标的调查结果都显示了PADDD对栖息地完整性的负面影响。这些发现与Forrest et al.(2015)之前的观察一致，即PADDD增加了发展中国家热带森林砍伐和碳排放的速度。世界各地都有类似约塞米蒂国家公园的案例，涉及在保护区内及其周围修建道路。 For instance, the development of a proposed road in Tanzania’s Serengeti National Park is expected to affect wildebeest migration, increase public access, and accelerate poaching (Gadd 2015:455) but remains contentious because of its perceived socioeconomic benefits (Fyumagwa et al. 2013).
我们对约塞米蒂国家公园的研究证明了padd对生态的负面影响，支持了先前量化pa益处的研究结果。保护区的建立可以通过减少森林砍伐和栖息地破碎化的速度来促进生态完整性(Andam et al. 2008, Nolte et al. 2013, Sims 2014)。然而，即使是像约塞米蒂这样的大型保护区也不足以保护食肉动物的存活种群(Newmark 1985)，而对食肉动物的保护可能会被PADDD进一步削弱。迄今为止，只有两项研究(Forrest et al. 2015, Pack et al. 2016)检验了PADDD的影响，这表明需要进一步研究。例如，需要进行长期研究，以了解PADDD、栖息地丧失和碎片化以及对物种的长期影响之间的关系;灭绝可能发生在栖息地退化几十年后(Brooks et al. 1999)。此外，未来的研究可以研究除森林、生态系统服务和人类福祉外，PADDD对生态系统的影响。
PADDD的生态后果揭示了将治理历史纳入保护影响分析的重要性。随着对循证保护的呼声越来越高(Sutherland et al. 2004, DANIDA 2006, Ferraro and Pattanayak 2006, USAID 2011)，研究人员越来越多地通过旨在确保因果推断的方法来检查保护区和其他保护干预措施的影响(Andam et al. 2008, Robalino and Pfaff 2013)。保护干预措施的影响通常是通过将其作为静态实体进行审查来估计的。然而，为了提供对影响的准确估计，我们的研究结果强调，这些研究需要认识和纳入边界变化和治理转变的历史，例如，PADDD，这些可能不再出现在官方分类账中，例如PA数据库。如果不考虑中断或放弃的干预措施和其他混杂因素，研究可能会通过治疗和/或对照点采样的偏差产生对影响的有偏见的估计。
对保育政策的影响
约塞米蒂国家公园的管理经历了几十年的演变，但在最初的几年里，随着规则的改变和边界的急剧变化，管理尤其有活力。这些最初的治理方面的重大转变，随后是较近期的相对稳定时期，表明巴勒斯坦权力机构的建立之后可能是一段漫长的调整和完善时期。因此，与其将PA的建立视为政策制定过程的结束，不如将其初步的法律指定视为更长期(可能长达数十年)的边界和土地使用管理规则制度化过程中的一个里程碑。以社区为基础的自然资源管理、生态系统服务付费、生态认证计划和其他保护措施可能会经历类似的动态，在建立后的几年甚至几十年里继续发展(有时发展很快)。保护干预措施的动态治理及其建立后的持续演变表明，需要在保护学者、实践者和捐助者之间进行广泛的思维转变。
利用150年的时间周期优势，我们的研究还强调了在PADDD之后重建保护年限的显著影响。重新指定对以前缩小的森林的保护，即使是在事实发生几十年后，也减少了这些重新保护土地内的栖息地碎片化。正如Forrest et al.(2015)所指出的，尽管PADDDed土地可能代表着治理不稳定的地区，但它们也可能保留了最初导致干预的生态和社会价值。除了探索全新的保育地点外，重新保护土地和水域，例如与保护区有关的PADDD逆转，以及其他已停止的保育措施，都值得作为保育策略予以认真考虑。
结论
2016年，作为世界上第一个保护区系统的国家公园管理局迎来了100周年纪念，从历史的角度对约塞米蒂国家公园的动态治理提供了与全球相关的见解。对国家公园早期治理的理解提供了背景，丰富了我们对美国和世界各地保护干预措施的理解。通过回顾过去，我们可以进一步了解这些干预措施。从一个国家保护区的开始计算PADDD，以了解其时间演变和影响，有助于实现国家和国际保护目标(Mascia et al. 2014)。未能监测到PADDD可能使保护规划和政策产生偏差，导致效率低下或次优结果。将有关PADDD及其逆转的信息整合到跟踪保护进展中，如《生物多样性公约》爱知目标11 (CBD 2010)，将提供对保护进展和潜在倒退的更细致和全面的理解(Watson等，2014年)。随着我们转向更多以证据为基础的保护政策，对PADDD的严格理解对于确保pa履行其作为保护美国和全球生物多样性战略的承诺至关重要。
致谢
感谢世界野生动物基金会保护科学项目和马里兰大学公园学院可持续发展和保护生物学项目在本项目早期阶段的机构支持。还要感谢K. Haisfield对地图数字化的帮助，B. Fagan对手稿初稿的审查，以及两位匿名审稿人提供的宝贵意见。本文的出版部分由乔治梅森大学图书馆开放获取出版基金资助。这项工作还得到了戈登和贝蒂·摩尔以及戈登和贝蒂·摩尔基金会对保护国际的慷慨捐赠的部分支持。
文献引用
亚当斯，2004。对抗灭绝:保护的故事。地球扫描，伦敦，英国。
阿格拉瓦尔，A. 2005。环境:政府的技术和主体的制造。杜克大学出版社，达勒姆，北卡罗来纳州，美国。http://dx.doi.org/10.1215/9780822386421
Andam, K. S.， P. J. Ferraro, A. Pfaff, G. A. Sanchez-Azofeifa, J. A. Robalino. 2008。测量保护区网络在减少森林砍伐方面的有效性。美国国家科学院院刊105:16089 - 16094。http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0800437105
安格尔梅尔，P. L. 2000。生物保护的自然需要。保护生物学14:373 - 381。http://dx.doi.org/10.1046/j.1523-1739.2000.98362.x
贝茨，R. H.， A.格雷夫，M.利瓦伊和J.罗森塔尔，1998。分析叙述。普林斯顿大学出版社，美国新泽西州普林斯顿。
伯纳德，E. A. O. Penna和E. Araújo。2014.巴西保护区的降级、缩减、删除和重新分类。保护生物学28:939 - 950。http://dx.doi.org/10.1111/cobi.12298
布里比斯卡，E. 1997。利用接触周长测量二维形状紧实度。计算机与数学及其应用33:1-9。http://dx.doi.org/10.1016/s0898 - 1221 (97) 00082 - 5
布罗迪，J. E.波斯特和W. F.劳伦斯，2012。beplay竞技气候变化与热带生物多样性:新焦点。生态学与进化趋势27:145 - 150。http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2011.09.008
布鲁克斯，t.m.， S. L.皮姆和J. O.大木。1999。热带森林碎片中森林砍伐和鸟类灭绝之间的时间差。保护生物学5:1140 - 1150。http://dx.doi.org/10.1046/j.1523-1739.1999.98341.x
Chittenden。1895年。黄石国家公园:约塞米蒂公园委员会的报告。罗伯特克拉克公司，辛辛那提，俄亥俄州，美国。
《生物多样性公约》。2010.《生物多样性公约》缔约方会议第十次会议通过的决定。名古屋，爱知县，日本，2010年10月18-29日。生物多样性公约秘书处，Montréal, Québec，加拿大。
丹麦国际开发署。2006.评价准则。外交部，丹麦哥本哈根。
内政部。1891.约塞米蒂国家公园代理园长报告。美国华盛顿特区政府印刷局。
内政部。1906.内政部年度报告。美国华盛顿特区政府印刷局。
道伊，M. 2009。保护难民:全球保护与土著民族的百年冲突。麻省理工学院出版社，英国剑桥。
法里格，L.和T.雷温斯基，2009。道路对动物数量的影响:经验回顾与综合。生态学与社会14(1): 21。(在线)网址://www.dpl-cld.com/vol14/iss1/art21/
费拉罗，P. J.和S. K.帕塔纳亚克。2006。不劳而获的钱?呼吁对生物多样性保护投资进行实证评价。公共科学图书馆生物学4 (4): e105。http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040105
菲舍尔，J.和D. B.林登梅尔。2007。景观改造与生境破碎化:综合研究。全球生态学与生物地理学“，16:265 - 280。http://dx.doi.org/10.1111/j.1466-8238.2007.00287.x
福尔曼，R. T. T.和L. E.亚历山大，1998。道路及其主要生态效应。生态学与系统学年评29:207 - 231。http://dx.doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.29.1.207
福雷斯特，J. L.， M. B.马西娅，S.帕勒，S. Z.阿比丁，M. D.阿劳霍，R.克里蒂瓦桑，J. C.里韦罗斯。2015。热带森林砍伐和来自保护区降级、缩小和退化的碳排放(PADDD)。保护信8:153 - 161。http://dx.doi.org/10.1111/conl.12144
Fyumagwa, R.， E. Gereta, S. Hassan, S.， J. R. Kideghesho, E. M. Kohi, J. Keyyu, F. Magige, i.m. Mfunda, A. Mwakatobe, J. Ntalwila, J. W. nyyahongo, V. Runyoro, E. Røskaft。2013.道路对塞伦盖蒂生态系统构成威胁。保护生物学27:1122 - 1125。http://dx.doi.org/10.1111/cobi.12116
Gadd, m.e 2015。穿越塞伦盖蒂平原的公路的预期影响。455 - 464页在R. van der Ree, D. J. Smith和C. Grilo，编辑。道路生态手册。第一版。Wiley and Sons, Hoboken，新泽西州，美国。http://dx.doi.org/10.1002/9781118568170.ch56
吉本斯，R. P.和H. F.海迪，1964。现代人对约塞米蒂山谷植被的影响。加州大学伯克利分校农业科学部，加州伯克利，美国。http://dx.doi.org/10.5962/bhl.title.61201
吉布森，L.， A. J.莱纳姆，C. J. A.布拉德肖，F. He, D. P.比克福德，D. S.伍德拉夫，S. burmrungsri和W. F.劳伦斯。2013。森林破碎25年后，本地小型哺乳动物群几乎完全灭绝。科学341:1508 - 1510。http://dx.doi.org/10.1126/science.1240495
哈达德，n.m.， l.a.布鲁德维格，J.克洛伯特，K. F.戴维斯，A.冈萨雷斯，R. D.霍尔特，T. E.洛夫乔伊，J. O.塞克斯顿，M. P.奥斯汀，C. D.柯林斯，W. M.库克，E. I.丹申，R. M.尤尔斯，B. L.福斯特，C. N.詹金斯，A. J.金，W. F.劳伦斯，D. J.列维，C. R.马勒斯，B. A.墨尔本，A. O.尼科尔斯，J. L.奥罗克，D. x。宋，J. R.汤森。2015。栖息地碎片化及其对地球生态系统的持久影响。科学的进步1: e1500052。http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.1500052
海尔曼，G. E. Jr .， J. R. Strittholt, N. C. Slosser和D. A. Dellasala. 2002。美国相邻地区的森林破碎化:通过道路密度和空间特征评估森林完整性:通过结合遥感、地理信息系统和分析软件，可以以一种强大的新方式测量和监测森林破碎化。生物科学52:411 - 422。http://dx.doi.org/10.1641/0006 - 3568 (2002) 052 (0411: FFOTCU) 2.0.CO; 2
侯默，c.g.， J. A.德维茨，L.杨，S.金，P.丹尼尔森，G.贤，G. J.库尔斯顿，N. D.赫罗德，J. D.维克汉姆，K.和Megown. 2015。2011年美国全国土地覆盖数据库的完成——代表了十年的土地覆盖变化信息。摄影测量工程与遥感“，81(5): 345 - 354。
J.赫顿，W. M.亚当斯，J. C.穆隆贝德齐，2005。回到屏障上?生物多样性保护的叙事变化。发展研究论坛32:341 - 370。http://dx.doi.org/10.1080/08039410.2005.9666319
国际自然保护联盟(IUCN)和联合国环境规划署的世界保护监测中心(UNEP-WCMC)。2014.T世界保护区数据库(WDPA)．2015年1月发布。UNEP-WCMC，英国剑桥。(在线)网址:http://www.protectedplanet.net
琼斯，1965年。约翰·缪尔和塞拉俱乐部:约塞米蒂之战。美国加利福尼亚州旧金山的塞拉俱乐部。(在线)网址:http://vault.sierraclub.org/john_muir_exhibit/bibliographic_resources/book_jackets/jm_and_sc_jones_jacket.aspx
Joppa, L. N.和A. Pfaff. 2009。高与远:对保护区位置的偏见。《公共科学图书馆•综合》4: e8273。http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0008273
凯勒，我，和c.r. Largiadèr。2003.主要道路造成的栖息地破碎导致了地面甲虫基因流的减少和遗传变异性的丧失。伦敦皇家学会学报B辑:生物科学270:417 - 423。http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2002.2247
克劳斯，J.， R. Bommarco, M.瓜迪奥拉，R. K. Heikkinen, A. Helm, M. Kuussaari, R. Lindborg, E. Öckinger, M. Pärtel, J. Pino, J. Pöyry, K. M. Raatikainen, A. Sang, C. Stefanescu, T. Teder, M. Zobel, I. stefanan - dewenter。2010.生境破碎化导致不同营养水平的生物多样性立即和延时损失。生态学通讯13:597 - 605。http://dx.doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01457.x
劳伦斯，w·F, g·r·克莱门茨，s·斯隆，c·s·奥康奈尔，n·d·穆勒，m·古森，O·文特尔，d·p·爱德华兹，b·法兰，a·巴尔姆福德，r·范·德里，i·b·阿雷亚。2014。道路建设的全球战略。自然513:229 - 232。http://dx.doi.org/10.1038/nature13717
劳伦斯，w·F, h·e·m·纳西门托，s·g·劳伦斯，a·安德拉德，j·e·l·s·里贝罗，j·p·吉拉尔多，t·e·洛夫乔伊，r·康迪特，j·查韦，k·e·哈姆斯，s·D·安杰洛。2006.亚马逊森林碎片中树木群落组成的快速衰减。美国国家科学院院刊103:19010 - 19014。http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0609048103
林登梅尔，D. B.， R. B.坎宁安，C. F.唐纳利和R.莱斯利。2002。景观替代物作为破碎化森林生态指标的研究。森林生态与经营159:203 - 216。http://dx.doi.org/10.1016/s0378 - 1127 (01) 00433 - 9
马格莱斯，c.r，和R. L.普雷斯，2000。系统的保护规划。自然405:243 - 253。http://dx.doi.org/10.1038/35012251
马西娅，M. B.和S.帕勒，2011。保护区降级、缩小面积和退化(PADDD)及其保护意义。保护信4:9-20。http://dx.doi.org/10.1111/j.1755-263X.2010.00147.x
马西娅，M. B.， S.帕勒，R.克里蒂瓦桑。2012。PADDDtracker.org技术指南(版本1)。世界野生动物基金会。美国华盛顿特区。
Mascia, m.b.， S. Pailler, R. Krithivasan, V. Roshchanka, D. Burns, M. J. Mlotha, D. R. Murray, N. Peng. 2014。1900-2010年非洲、亚洲、拉丁美洲和加勒比地区的保护区降级、缩小面积和退化(PADDD)。生物保护169:355 - 361。http://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2013.11.021
穆尔(1912)。约塞米蒂国家公园(1838-1914年)世纪公司，美国纽约。(在线)网址:http://vault.sierraclub.org/john_muir_exhibit/writings/the_yosemite/
国家公园管理局。2015一个。国家公园管理局历史电子图书馆。美国华盛顿特区NPS。(在线)网址:http://www.nps.gov/parkhistory/hisnps/NPSarchives.htm
国家公园管理局。2015b。约塞米蒂谷环线公路项目。美国华盛顿特区NPS。http://www.nps.gov/yose/learn/management/valleyloop.htm
诺顿-特里夫斯L.， N.阿尔瓦雷斯-贝尔，K.布兰登，A.布鲁纳，M.霍兰德，C.庞塞，M.萨恩斯，L.苏亚雷斯，和A.特里夫斯。2006。扩大保护区和纳入人力资源利用:对厄瓜多尔和秘鲁15个森林公园的研究。可持续性:科学、实践和政策2:32-44。
纽马克，1985年。北美西部国家公园的法律和生物边界:一个一致性问题。生物保护33:197:208。http://dx.doi.org/10.1016/0006 - 3207 (85) 90013 - 8
诺尔特，C.， A. Agrawal, K. M. Silvius, B. S. Soares-Filho。2013.治理制度和地理位置的影响避免了巴西亚马逊保护区的森林砍伐成功。美国国家科学院院刊110:4956 - 4961。http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1214786110
奥姆斯特德(1865年)。约塞米蒂山谷和马里波萨大树林:初步报告。美国国家公园系统:关键文件。美国华盛顿特区NPS。(在线)网址:http://www.nps.gov/parkhistory/online_books/anps/anps_1b.htm
奥尔森，D. M.和E.迪纳斯坦。2002。全球200强:全球保护的优先生态区域。密苏里植物园年鉴89(2): 199 - 224。http://dx.doi.org/10.2307/3298564
Olson, d.m.， E. Dinerstein, E. D. Wikramanayake, n.d. Burgess, G. V. N. Powell, E. C. Underwood, J. A. D 'amico, I. Itoua, H. E. Strand, J. C. Morrison, C. J. Loucks, T. F. Allnutt, T. H. Ricketts, Y. Kura, J. F. Lamoreux, W. W. Wettengel, P. Hedao, K. R. Kassem. 2001。世界陆地生态区域:地球上生命的新地图。一份新的全球陆地生态区域地图为保护生物多样性提供了一种创新工具。生物科学51:933 - 938。http://dx.doi.org/10.1641/0006 - 3568 (2001) 051 (0933: TEOTWA) 2.0.CO; 2
Pack, S. M.， M. N. Ferreira, R. Krithivasan, J. Murrow, E. Bernard和M. B. Mascia, 2016。亚马逊保护区降级、缩减和退化(PADDD)。生物保护197:32-39。http://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2016.02.004
R核心团队，2014。R:统计计算的语言和环境。R统计计算基金会，维也纳，奥地利。(在线)网址:http://www.r-project.org/
里德，B. 2007。探索自然与自然的价值。农业与环境伦理学杂志20:195 - 213。http://dx.doi.org/10.1007/s10806-006-9025-6
Robalino, J.和A. Pfaff. 2013。哥斯达黎加的生态补偿和森林砍伐:PSA最初几年的全国分析。土地经济学89:432 - 448。http://dx.doi.org/10.3368/le.89.3.432
Runte, 1990。约塞米蒂:四面楚歌的荒野。内布拉斯加大学出版社，林肯，内布拉斯加，美国。
Schindler, S.， H. von Wehrden, K. Poirazidis, W. M. Hochachka, T. Wrbka和V. Kati. 2015。物种丰富度模拟的景观指标选择方法的表现。生态模型295:107 - 112。http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2014.05.012
塞克斯顿，j.o.， P.努吉帕迪，宋x.p.，冯明，宋东祥，金东衡，A.阿南德，C.黄，S.钱南，S. L.皮姆，J. R.汤森。2016。保护政策和森林测量。自然气候变化beplay竞技6:192 - 196。
西姆斯，k.r. E. 2014。保护区能减少森林破碎吗?微观景观方法。环境与资源经济学58:303 - 333。http://dx.doi.org/10.1007/s10640-013-9707-2
Spellerberg, 1998。道路与交通的生态效应:文献综述。全球生态学与生物地理学“，7:317 - 333。http://dx.doi.org/10.1046/j.1466-822x.1998.00308.x
美国最高法院(1872年)约塞米蒂谷案例。哈钦斯诉勒夫案，82，美，77。15 Wall 77, 21 l Ed 82。美国最高法院，美国华盛顿特区。(在线)网址:https://www.law.cornell.edu/supremecourt/text/82/77
萨瑟兰、A. S.普尔林、P. M.杜尔曼、T. M.奈特。2004。基于证据的保护的需要。生态学与进化趋势19:305 - 308。http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2004.03.018
托布勒，1970年。模拟底特律地区城市发展的电脑电影。经济地理46:234 - 240。http://dx.doi.org/10.2307/143141
特隆布鲁克，S. C.和C. A.弗里塞尔，2000。道路对陆地和水生生物群落的生态影响综述。保护生物学14:18-30。http://dx.doi.org/10.1046/j.1523-1739.2000.99084.x
美国国际开发署(USAID)。2011.美国国际开发署的评估政策。美国国际开发署，华盛顿特区，美国。
美国人口普查局，2014。2014 TIGER/Line Shapefiles。[机器可读数据文件]。美国华盛顿特区人口普查局。(在线)网址:https://www.census.gov/geo/maps-data/data/tiger-line.html
1864年美国国会s . 203;公共法案159。授权授予加利福尼亚州约塞米蒂山谷和马里波萨大树林周边土地的法案。美国法律13(184): 325。
美国国会(1890年)12187号决议。一项将加利福尼亚州的某些土地划为森林保留地的法案。美国法律26日(1263年):650 - 652。
美国国会(1892)授予加利福尼亚州马里波萨县通过该州约塞米蒂国家公园的免费马车路或收费公路的通行权的法令。美国法律27(205): 235 - 36。
1901年，美国国会。11973号决议。通过某些公园、保留地和其他公共土地的通行权法案美国法律31(372): 790 - 791。
美国国会(1905年)17345号决议;公共法令。将加州约塞米蒂国家公园中所述的某些土地排除在其中，并将所述土地附加并纳入塞拉森林保护区的法案。美国法律33(547): 702 - 703。
美国国会(1906年)H.J.R. 118;公共决议27。联合决议:接受加利福尼亚州对约塞米蒂格兰特山谷和马里波萨大树林的退让，并包括在约塞米蒂国家公园的米和边界内，连同第5和第6部分，第5镇南部，第22区东部，加利福尼亚州迪亚波罗山子午线，并改变其边界。美国法律34(27): 831 - 832。
1913年美国国会第7207号决议，第41号公共法案。授予旧金山市和县若干通行权，准许其进入、越过和通过约塞米蒂国家公园和斯坦尼斯劳斯国家森林的若干公共土地，以及约塞米蒂国家公园、斯坦尼斯劳斯国家森林的若干土地和加利福尼亚州的公共土地，并用于其他目的。美国法律38(4): 242 - 251。
美国地质调查局缺口分析计划(USGS Gap)。2011.全国土地覆盖，版本2。美国弗吉尼亚州莱斯顿USGS。(在线)网址:http://gapanalysis.usgs.gov/gaplandcover/viewer/
韦德，A. A.和D. M.西奥博尔德，2010。住宅开发侵占了美国保护区。保护生物学24:151 - 161。http://dx.doi.org/10.1111/j.1523-1739.2009.01296.x
J. E. M.沃森，N.达德利，D. B.塞根，M.霍金斯，2014。保护区的表现和潜力。自然515:67 - 73。http://dx.doi.org/10.1038/nature13947
世界野生动物基金会。2016.PADDDtracker:跟踪保护区降级、缩小规模和删除[Beta版本]。世界自然基金会，美国华盛顿特区。(在线)网址:http://www.PADDDtracker.org
