地理信息技術(shù)在自然保護區(qū)管理中的應(yīng)用

楊媛媛

在自然保護區(qū)管理中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣，相比傳統(tǒng)的管理技術(shù)和管理方法，地理信息技術(shù)能顯著提高管理效率，本文以湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)管理為例，介紹如何應(yīng)用先進的地理信息技術(shù)，實現(xiàn)自然保護區(qū)的科學(xué)管理，推動其健康發(fā)展。

湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)簡介

湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)位于羅霄山脈中段、湘贛邊境萬洋山北之西北坡，是湘、贛兩大水系的分脊線和洣水的發(fā)源地。批復(fù)面積為23786 公頃，落圖面積24059.54公頃。主要保護對象包括3大類：一是保存較完整，具有華南、華中、華東等多種區(qū)系成分的原始次森林。二是我國特有的亞熱帶殘存寒溫性針葉樹種資源冷杉（大院冷杉）及其群落;特有珍稀保護植物銀杉、伯樂樹等。三是稀有瀕危的物種。保護區(qū)內(nèi)全球稀有瀕危物種較多，現(xiàn)有國家重點保護野生動物29種，其中I級4種、Ⅱ級25種;國家重點保護野生植物20種，其中I級6種、Ⅱ級14種。經(jīng)過十幾年的建設(shè)與保護，此區(qū)已經(jīng)構(gòu)建全面的管理體系。

地理信息技術(shù)在自然保護區(qū)研究和開發(fā)中的應(yīng)用

在自然保護區(qū)研究和開發(fā)中最主要的決策支持工具是地理信息技術(shù)。運用地理信息技術(shù)獨特的空間分析以及空間信息管理功能，研究自然保護區(qū)地貌結(jié)構(gòu)以及生物多樣性和預(yù)測分析生態(tài)系統(tǒng)演變模型的結(jié)果，在一定程度上可以為保護和開發(fā)自然保護區(qū)提供重要的決策依據(jù)。

在地貌結(jié)構(gòu)研究中應(yīng)用地理信息技術(shù)。環(huán)境的重要載體是地貌，通過研究地貌結(jié)構(gòu)有利于了解自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的整個演變和形成過程。炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)地質(zhì)古老、地形復(fù)雜，地理信息技術(shù)利用遙感影像數(shù)據(jù)以及數(shù)字地圖能夠生成數(shù)字地面模型，在配準和改正遙感影像后，與數(shù)字高程模型（簡稱DEM）進行復(fù)合，又能夠生成地貌三維景觀透視圖。以數(shù)字高程模型為前提提取坡向、地表水系以及坡度網(wǎng)絡(luò)等，可以將自然保護區(qū)的地貌結(jié)構(gòu)以及形態(tài)立體可視化。

在動植物分布與動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用地理信息技術(shù)。湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)森林植被類型可分為4個植被型組、9個植被型、22個群系（叢），陸生脊椎動物共212種，分屬25目70科。地理信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫可以在同一時間對其動植物資源的空間地點信息以及有關(guān)的屬性信息進行管理，利用針對遙感影像數(shù)據(jù)的地面調(diào)查和數(shù)字分析相融合的方法，可以結(jié)合保護區(qū)域中的所有動植物資源分類構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，然后通過地理圖形的手段將每種動植物的空間分布模式都充分展示出來，全面分析動植物生長環(huán)境以及動物棲息環(huán)境。還能夠以遙感影像數(shù)字分析為前提，對植物生長情況以及病蟲害情況進行監(jiān)測，利用統(tǒng)計圖表以及專題地圖的形式向工作人員和決策人員顯示分析結(jié)果。

在生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用地理信息技術(shù)。大自然界的生態(tài)系統(tǒng)屬于有機整體，通過對生態(tài)系統(tǒng)變化產(chǎn)生影響的各個因素進行分析和探究其變化過程，不僅有利于人與生態(tài)和諧共處，而且可以實現(xiàn)自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的正常循環(huán)。從某個角度來看，地理信息技術(shù)為分析生態(tài)系統(tǒng)的功能以及變化過程提供各種各樣的研究方法。生態(tài)系統(tǒng)不同構(gòu)成部分的彼此作用和關(guān)系能夠利用地理信息技術(shù)的空間顯示以及分析工具來進行科學(xué)研究并展現(xiàn)結(jié)果。地理信息技術(shù)自身的空間統(tǒng)計以及空間疊加功能，可以使研究者從一些生態(tài)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)變化造成影響的關(guān)鍵因素，以建立完善的生態(tài)系統(tǒng)演變模型。在地理信息技術(shù)系統(tǒng)中，如果能提供充分的數(shù)據(jù)支持，可以利用矢量數(shù)據(jù)編寫生態(tài)系統(tǒng)演變模型的程序來科學(xué)預(yù)測分析今后5年到10年的變化，而且可以通過統(tǒng)計圖表以及地理圖形的形式將分析結(jié)果制作成專題地圖。事實上，不管是生態(tài)系統(tǒng)演變模型還是地理信息系統(tǒng)的集成，都能夠運用地理信息技術(shù)中的宏語言將程序準確編寫出來?，F(xiàn)階段最為常見的方法是在VB以及VC編程環(huán)境中利用地理信息技術(shù)的功能組件集成生態(tài)模型，以真正實現(xiàn)構(gòu)建完善的生態(tài)環(huán)境管理地理信息技術(shù)信息系統(tǒng)。

地理信息技術(shù)在自然保護區(qū)管理和建設(shè)中的應(yīng)用

當(dāng)前，地理信息技術(shù)由于其具有明顯的優(yōu)勢，比如：屬性信息與空間圖形一體化等等，所以在自然保護區(qū)的水環(huán)境保護規(guī)劃以及森林草地防火規(guī)劃等工作中普遍應(yīng)用。由于在這些規(guī)劃中應(yīng)用地理信息技術(shù)的方法大同小異，下面僅介紹在森林防火以及編制自然保護區(qū)總體規(guī)劃中如何應(yīng)用地理信息技術(shù)：

在森林防火中應(yīng)用地理信息技術(shù)。森林火災(zāi)是破壞自然資源以及瀕危動植物的重要因素，湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)降水豐富，徑流量大，土層較薄，植被一旦破壞，極易造成不可逆轉(zhuǎn)的水土流失和生態(tài)系統(tǒng)的逆行演替，帶來毀滅性的災(zāi)難。地理信息技術(shù)可以憑借自身強大的空間數(shù)據(jù)庫，分析保護區(qū)中不同資源數(shù)據(jù)庫、氣象模式以及地形數(shù)據(jù)，分析林火的傳播速度、助燃條件以及傳播方向等等，將隱藏的森林火災(zāi)地點以及高?；馂?zāi)地點等辨別出來，真實模擬火災(zāi)蔓延渠道，有利于科學(xué)預(yù)防以及撲滅林火。還可以將地理信息技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)相融合，應(yīng)用地理信息技術(shù)空間分析模型以及專家知識，也能夠科學(xué)評估并實時監(jiān)控森林火災(zāi)及其造成的災(zāi)害損失。就以上分析方法來講，運用可視化開發(fā)語言以及地理信息技術(shù)功能組件，也可以成功研究和開發(fā)出完善的火災(zāi)管理信息系統(tǒng)。

在編制總體規(guī)劃中應(yīng)用地理信息技術(shù)。炎陵桃源洞國家級自然保護區(qū)實行分區(qū)管控，分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和試驗區(qū)。分區(qū)的主要目的是更好地開展保護工作，特別是在核心區(qū)，不僅要進行科學(xué)研究和監(jiān)測，也要盡可能降低人為影響。就保護區(qū)來講，所有的保護管理活動都必須要結(jié)合核心區(qū)以及緩沖區(qū)的保護開展。地理信息技術(shù)能夠利用遙感影像數(shù)據(jù)，以全面分析模擬為前提，將自然保護區(qū)合理劃分成不同的區(qū)域，形成更加直觀可視化的編制保護區(qū)的總體規(guī)劃。