石秀雄， 楊廣斌， 李亦秋， 張國(guó)， 李蔓， 胡興濤

(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025； 2.貴州省山地資源與環(huán)境遙感應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，貴州 貴陽(yáng) 550025；4.國(guó)家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心, 貴州 貴陽(yáng) 550025)

“自然保護(hù)地”是指通過(guò)立法或其他有效途徑識(shí)別、專(zhuān)用和管理的，有明確邊界，以達(dá)到長(zhǎng)期自然保育、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和文化價(jià)值保護(hù)的地理空間[1]，被公認(rèn)為是保護(hù)自然棲息地、減緩生物多樣性喪失的主要措施之一[2]。從2013年開(kāi)始，伴隨建立國(guó)家公園體制理念的提出，眾多學(xué)者[3-6]對(duì)中國(guó)自然保護(hù)地的分類(lèi)及建設(shè)進(jìn)行了探討分析。2019年6月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳頒布了《關(guān)于建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系指導(dǎo)意見(jiàn)》[7](以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》)，明確表示，要制定自然保護(hù)地分類(lèi)劃定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的各類(lèi)自然保護(hù)地開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)，按照保護(hù)區(qū)域的自然屬性、生態(tài)價(jià)值和管理目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和系統(tǒng)歸類(lèi)，逐步形成以國(guó)家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類(lèi)自然公園為補(bǔ)充的自然保護(hù)地體系。中國(guó)自然保護(hù)地資源整合及體系格局分析也成為了當(dāng)前研究熱點(diǎn)。易桂秀等[8]對(duì)江西省國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系的建設(shè)路徑與策略進(jìn)行了探討。劉勇等[9]在流域尺度上分析了青海湖流域自然保護(hù)地整合優(yōu)化問(wèn)題。兩者僅從現(xiàn)有自然保護(hù)地體系網(wǎng)絡(luò)格局自身進(jìn)行梳理分析，并沒(méi)有結(jié)合相關(guān)生態(tài)及社會(huì)因子協(xié)同研究。也有一些研究從國(guó)家公園建設(shè)角度分析了區(qū)域自然保護(hù)地空間分布特征[10-11]，但系統(tǒng)性的自然保護(hù)地格局優(yōu)化分析少有涉及?！皯?yīng)劃盡劃、應(yīng)保盡?！笔侵袊?guó)自然保護(hù)地整合優(yōu)化的基本原則[12]。參考《意見(jiàn)》及相關(guān)研究[13-20]。本研究統(tǒng)籌考慮保護(hù)與利用的雙重目的，基于貴州省自然保護(hù)地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從自然保護(hù)地總體特征、區(qū)域生態(tài)重要性與地方可行性3個(gè)層面，結(jié)合相關(guān)生態(tài)因子，建立自然保護(hù)地資源整合優(yōu)化模型，對(duì)自然保護(hù)地現(xiàn)狀布局進(jìn)行優(yōu)化，并就自然保護(hù)地體系轉(zhuǎn)換問(wèn)題提出科學(xué)建議。貴州省是國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，以其作為研究案例，不僅可以為當(dāng)前貴州的自然保護(hù)地發(fā)展建設(shè)提供思路和方法，同時(shí)，對(duì)中國(guó)其他地區(qū)推進(jìn)國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)也具有示范意義。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究搜集了截止2018年底的貴州省6類(lèi)共326處自然保護(hù)地基本信息(表1)。各類(lèi)保護(hù)地的位置、范圍等信息主要來(lái)源于貴州省林業(yè)、住建等主管部門(mén)公布的官方數(shù)據(jù)。借助Google地圖，將各自然保護(hù)地的地理坐標(biāo)、范圍等進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，后導(dǎo)入到 ArcGIS10.2中，建立了貴州省自然保護(hù)地資源數(shù)據(jù)庫(kù)。貴州省空間行政邊界矢量數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。貴州省人口、經(jīng)濟(jì)密度來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)2015年1 km網(wǎng)格數(shù)據(jù)。貴州省生態(tài)重要性分布數(shù)據(jù)主要采用劉世梁等[21]與林子雁等[22]的研究成果，通過(guò)ArcGIS地理柵格配準(zhǔn)后矢量化獲取。

表1 本研究收集的貴州省主要自然保護(hù)地類(lèi)型Table 1 The main types of nature protected area in Guizhou Province were collected in this study

1.2 研究方法

基于自然生態(tài)系統(tǒng)原真性、整體性、系統(tǒng)性原則，本研究在保護(hù)等級(jí)、保護(hù)面積及資源特征3個(gè)層面上將貴州省6類(lèi)自然保護(hù)地整合為3個(gè)保護(hù)等級(jí)(一級(jí)、二級(jí)、三級(jí))。其中，保護(hù)等級(jí)的分隔條件為是否國(guó)家級(jí)；保護(hù)面積分隔條件[23-25]設(shè)定為是否≥10 000 hm2；資源特征體現(xiàn)在是否提供游憩娛樂(lè)服務(wù)與是否有國(guó)家代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)或景觀2個(gè)方面。

自然生態(tài)空間是指與城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間并列的，分布在城鎮(zhèn)空間與農(nóng)業(yè)空間之外的國(guó)土空間，在分布上具有完整性和連續(xù)性[26]。貴州省自然生態(tài)空間適宜性分布通過(guò)自然保護(hù)地整合總體格局特征與環(huán)境適宜性加權(quán)疊加求和分析得到?？傮w格局特征由自然保護(hù)地重疊區(qū)、一級(jí)自然保護(hù)地核密度、全部自然保護(hù)地核密度3部分構(gòu)成。環(huán)境適宜性包括生態(tài)重要性分布與地方可行性分布兩方面。生態(tài)重要性分布通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀脆弱度疊加分析得到?？紤]到研究區(qū)自然環(huán)境特點(diǎn)，景觀脆弱度體現(xiàn)在景觀適宜度與景觀敏感度兩方面，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)選取水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性3種功能。地方可行性分布由人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度與國(guó)家政策兩部分構(gòu)成，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度表現(xiàn)為人口與經(jīng)濟(jì)密度水平，國(guó)家因素政策主要考慮區(qū)域內(nèi)是否為國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)。通過(guò)查閱文獻(xiàn)與咨詢(xún)專(zhuān)家，參考彭濤[27]、曾穎[28]的研究成果，確定上述各指標(biāo)因子權(quán)重如表2所示，其中，人口、經(jīng)濟(jì)因子為負(fù)效應(yīng)指標(biāo)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，上述計(jì)算過(guò)程主要通過(guò)Arc GIS Desktop10.2中的Kernel Density、Reclassify、Weighted Sum等工具實(shí)現(xiàn)。

表2 貴州省自然生態(tài)空間格局優(yōu)化因子權(quán)重分布Table 2 The weight distribution of factors optimizing the spatial pattern of natural ecology in Guizhou Province

保護(hù)空缺分析是自然保護(hù)地整合優(yōu)化重要的、必不可少的步驟[29]。貴州省自然保護(hù)地空缺通過(guò)現(xiàn)狀自然保護(hù)地空間分布與自然生態(tài)空間等級(jí)分布疊加分析得到。最后，綜合自然保護(hù)地空缺、自然保護(hù)地現(xiàn)狀類(lèi)型及自然保護(hù)地整合分布特征，就貴州省國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系空間轉(zhuǎn)換問(wèn)題提出參考建議。

上述具體研究過(guò)程如圖1所示。

圖1 貴州省自然保護(hù)地資源整合優(yōu)化模型

2 結(jié)果與分析

2.1 貴州省自然保護(hù)地資源整合后空間分布特征

自然保護(hù)地資源整合結(jié)果如表3、圖2所示。從整合數(shù)量特征來(lái)看：等級(jí)分布呈現(xiàn)出“中間大兩頭小”的分布格局，二級(jí)自然保護(hù)地占比最高為69%，一級(jí)自然保護(hù)地呈現(xiàn)出“數(shù)量少面積大”的特點(diǎn)。從空間分布特征來(lái)看：一級(jí)自然保護(hù)地多為連片大面積區(qū)域，且分布較集中；二級(jí)自然保護(hù)地多為中小塊區(qū)域，分布相對(duì)均勻；而三級(jí)自然保護(hù)地多為細(xì)碎地塊，整體上呈西南—東北軸向點(diǎn)綴分布。

表3 貴州省自然保護(hù)地資源整合結(jié)果Table 3 Integration results of natural protected area resources in Guizhou Province

圖2 貴州省自然保護(hù)地資源整合空間分布Fig.2 Spatial distribution of natural protected areas resources in Guizhou Province

2.2 貴州省自然生態(tài)空間識(shí)別與適宜等級(jí)分布特征

2.2.1 自然保護(hù)地總體格局特征 從重疊分析結(jié)果來(lái)看，重疊區(qū)主要分布區(qū)域可歸納為：黔中矩形區(qū)與黔北橢圓區(qū)兩大區(qū)域。從核密度分析分布結(jié)果來(lái)看，全部自然保護(hù)地核密度分布呈現(xiàn)“總體分散，局部聚集”的特點(diǎn)；一級(jí)自然保護(hù)地核密度分布表現(xiàn)出“點(diǎn)狀重點(diǎn)集聚，總體稀疏”的特征。將三者加權(quán)疊加求和得出自然保護(hù)地總體格局重要性空間分布，總體格局重要性高值聚集區(qū)主要出現(xiàn)在遵義西北部、銅仁中部、黔東南西北部、黔南南部等區(qū)域(圖3)。

圖3 貴州省自然保護(hù)地總體格局特征Fig.3 The general pattern of natural protected areas in Guizhou Province

2.2.2 生態(tài)重要性及地方可行性分布 參考劉世梁[21]與林子雁等[22]的研究成果，貴州省生態(tài)重要性分布共有7個(gè)基礎(chǔ)等級(jí)，數(shù)值越大，表示重要程度越高?；谧匀粩嗔逊?，本研究將貴州省生態(tài)重要性原始分布整合為重要、較重要、一般3個(gè)等級(jí)(圖4)。生態(tài)保護(hù)重要區(qū)域主要分布在黔東南中南部、黔南東南、銅仁東南部、遵義西北部、黔西南州東南部?？傮w上，貴州省生態(tài)重要性分布呈現(xiàn)出東南高、西北低的特征。

圖4 貴州省生態(tài)重要性分布Fig.4 Distribution of ecological importance in Guizhou Province

基于標(biāo)準(zhǔn)差分類(lèi)法分別將人口、經(jīng)濟(jì)密度分為4個(gè)等級(jí)。從空間分布來(lái)看，經(jīng)濟(jì)與人口高密度分布區(qū)域位置大致相同，主要集中分布在研究區(qū)重點(diǎn)城鎮(zhèn)附近。貴州省共有26個(gè)市/縣為國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，占全省總面積的34%。通過(guò)以上3項(xiàng)指標(biāo)值加權(quán)疊加求和，得到綜合地方可行性分布。由圖5可知，國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)范圍內(nèi)可行性最高，研究區(qū)重點(diǎn)城鎮(zhèn)附近可行性低。

圖5 貴州省綜合地方可行性分布Fig.5 Comprehensive local feasibility distribution in Guizhou Province

2.2.3 自然生態(tài)空間適宜性分布特征 將自然保護(hù)地總體格局特征、生態(tài)重要性分布與地方可行性分布3者加權(quán)疊加求和，得到自然生態(tài)空間適宜性分布。利用自然斷裂法對(duì)自然生態(tài)空間適宜性指數(shù)進(jìn)行3級(jí)劃分，獲得貴州省自然生態(tài)空間適宜等級(jí)分布，適宜區(qū)主要分布在黔東南、黔南大部以及銅仁、遵義、安順、黔西南部分地區(qū)(圖6)。

圖6 貴州省自然生態(tài)空間適宜性分布特征Fig.6 Spatial suitability distribution of natural ecology in Guizhou Province

2.3 自然保護(hù)地體系優(yōu)化與轉(zhuǎn)換建議

由圖7-a可知，有明顯保護(hù)空缺區(qū)的行政單元為黔南、黔東南、安順、黔西南、銅仁和遵義，其中，黔南與黔東南的保護(hù)空缺最大，這些區(qū)域是貴州省自然保護(hù)地格局整合優(yōu)化的重點(diǎn)區(qū)域。根據(jù)自然保護(hù)空缺分布(圖7-a)、現(xiàn)狀保護(hù)類(lèi)型分布(圖7-b)、整合等級(jí)分布(圖7-c)，本研究擬提出貴州省國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系轉(zhuǎn)換意見(jiàn)如圖7-d和表4所示。共選出5處國(guó)家公園潛在區(qū)域，并提出3種自然保護(hù)區(qū)轉(zhuǎn)換空間類(lèi)型與3種自然公園轉(zhuǎn)換空間類(lèi)型。綜上所述，自然生態(tài)空間適宜區(qū)內(nèi)宜布局自然保育型自然保護(hù)地，而較適宜與一般區(qū)宜布局景觀維持型自然保護(hù)地。

注：a、b、c、d分別表示自然保護(hù)地保護(hù)空缺、現(xiàn)狀保護(hù)類(lèi)型、整合保護(hù)等級(jí)與轉(zhuǎn)換建議，A1-A5為建議國(guó)家公園潛在區(qū)域，B1-B3為自然保護(hù)區(qū)轉(zhuǎn)換空間類(lèi)型，C1～C3為自然公園轉(zhuǎn)換空間類(lèi)型。

表4 貴州省自然保護(hù)地體系轉(zhuǎn)換建議Table 4 Suggestions on the transformation of natural protected area system in Guizhou province

續(xù)表4 Continuing table 4

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

(1)資源整合后的貴州省自然保護(hù)地以中等級(jí)保護(hù)地為主。從空間分布來(lái)看，一級(jí)自然保護(hù)地分布較集中，二級(jí)自然保護(hù)地分布相對(duì)均勻；三級(jí)自然保護(hù)地整體上呈西南—東北軸向點(diǎn)綴分布。

(2)貴州省自然生態(tài)空間適宜區(qū)主要分布在黔東南、黔南大部以及銅仁、遵義、安順、黔西南部分地區(qū)。黔南、黔東南、安順、黔西南、銅仁和遵義為自然保護(hù)空缺主要分布單元，其中，黔南與黔東南是自然保護(hù)地整合優(yōu)化的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域。

(3)基于自然保護(hù)地保護(hù)空缺區(qū)、現(xiàn)狀類(lèi)型分布、整合等級(jí)分布，本研究共選出貴州省5處國(guó)家公園潛在區(qū)域，并提出了3種轉(zhuǎn)換為自然保護(hù)區(qū)與3種轉(zhuǎn)換為自然公園的區(qū)域類(lèi)型。

3.2 展望

建設(shè)以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系的部署，為理順中國(guó)保護(hù)地體系，明確各類(lèi)保護(hù)地的功能定位提供了難得的研究機(jī)會(huì)[30]。基于自然保護(hù)地現(xiàn)狀，結(jié)合生態(tài)重要性與地方可行性，本研究從空間格局層面對(duì)自然保護(hù)地進(jìn)行了優(yōu)化分析，并對(duì)保護(hù)空缺進(jìn)行了識(shí)別，獲得自然保護(hù)地建設(shè)應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域。地方可操作性是在國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵因素。因此，下一步的研究重點(diǎn)是與國(guó)土空間優(yōu)化、生態(tài)紅線(xiàn)劃定等工作具體銜接，引導(dǎo)形成統(tǒng)一界定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)資源屬性做詳細(xì)評(píng)估，進(jìn)一步明確自然保護(hù)地的保護(hù)邊界勘定工作，積極開(kāi)展條件成熟的自然保護(hù)地勘界定標(biāo)工作，以作示范推廣。此外，KENDLL等[31]研究表明，世界范圍內(nèi)的自然保護(hù)地中，約1/3的面積面臨強(qiáng)烈的人類(lèi)活動(dòng)壓力。當(dāng)前，西方國(guó)家公園的運(yùn)營(yíng)主流模式為美國(guó)的荒野維持，主要特點(diǎn)是將人類(lèi)活動(dòng)排除于保護(hù)地之外[32]。總之，中國(guó)自然保護(hù)地發(fā)展未來(lái)探索重點(diǎn)在如何理順保護(hù)與發(fā)展的關(guān)系、創(chuàng)新發(fā)展模式和建立區(qū)域生態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)制[33]，建立中國(guó)特色的自然保護(hù)地發(fā)展運(yùn)營(yíng)模式，從而達(dá)到保護(hù)重要生態(tài)空間及促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的目的。