廣西防城金花茶國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)建立對(duì)區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)的影響

黃秋霞，廖南燕，楊元征,3,4，俎佳星,3,4，王嘉麗,3,4，蔡文華,3,4，楊 健,3,4，蘇宏新,3,4，楊 婷

（1. 南寧師范大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，南 寧530001；2. 廣西壯族自治區(qū)防城金花茶國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處，廣西 防城港 538021；3. 北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530001；4. 廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530001）

自然保護(hù)區(qū)的建立是保護(hù)珍稀動(dòng)植物及其生境的重要舉措（Maiorano et al., 2008; Lung et al.,2010; Radeloff et al., 2010），其在緩解土地利用變化、保護(hù)生態(tài)多樣性方面起積極作用（Stein et al.,2008;Xu et al.,2017）。自1956年中國建立第一個(gè)自然保護(hù)區(qū)（鼎湖山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，面積為11.33 km2）以來，自然保護(hù)區(qū)數(shù)量和面積不斷增加，建設(shè)體系日益成熟（張鐿鋰等，2015），了解自然保護(hù)區(qū)是否有效實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的逐漸成為熱點(diǎn)話題，但其建設(shè)成效評(píng)估體系仍不完善（祝萍等，2018）。目前，評(píng)價(jià)保護(hù)區(qū)建設(shè)成效的方法很多，至今尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。土地利用變化能夠直觀表現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)保護(hù)成效（郭子良等，2021），但簡(jiǎn)單分析保護(hù)區(qū)成立以來的土地利用類型面積變化并不能達(dá)到有效評(píng)價(jià)的目的。從長(zhǎng)時(shí)間序列深入了解保護(hù)區(qū)及其鄰近區(qū)土地利用類型動(dòng)態(tài)演變，可以綜合評(píng)估保護(hù)區(qū)建設(shè)成效，為土地資源規(guī)劃提供決策支撐，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義（Lambert et al.,2017）。

土地利用是鏈接人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與自然生態(tài)過程的紐帶（Liu et al.,2014），其利用方式轉(zhuǎn)變對(duì)生物多樣性（García et al., 2007）、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（田義超等，2015；劉曉娟等，2019；Chen et al.,2020; Cao et al., 2021）、資源的可持續(xù)利用（姚靜韜等，2020）以及氣候變化都有深遠(yuǎn)影響（Bu et al.,2014;Huang et al.,2015）。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)自然保護(hù)區(qū)土地利用變化做了大量研究，主要利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)與景觀生態(tài)學(xué)方法分析保護(hù)區(qū)建立后土地利用和景觀格局動(dòng)態(tài)變化（Zhang et al.,2017；張宏靜等，2021），探討造成該動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)因素（Su et al., 2015；滿蘇爾·沙比提等，2016，2017），并預(yù)測(cè)未來土地利用變化趨勢(shì)及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響（井云清等，2016；Zhang et al.,2019;Li et al.,2021）。但目前研究較多集中在保護(hù)區(qū)內(nèi)部，較少針對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)部與外部土地利用動(dòng)態(tài)差異。

廣西防城金花茶國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（簡(jiǎn)稱“金花茶保護(hù)區(qū)”）位于廣西壯族自治區(qū)防城港市境內(nèi)，于1986年經(jīng)廣西壯族自治區(qū)人民政府批準(zhǔn)，建立廣西防城上岳金花茶自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)，1994年晉升為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，主要保護(hù)對(duì)象為珍稀瀕危金花茶組植物及其生境，是中國乃至世界金花茶植物的分布中心。目前對(duì)金花茶保護(hù)區(qū)的研究主要集中在植物多樣性（龐潔等，2008）、植物資源保護(hù)及開發(fā)（謝釗等，2019）、昆蟲區(qū)系分析（莫璐瑕等，2014）等方面，對(duì)其土地利用變化的研究比較少。保護(hù)區(qū)的建立使人類活動(dòng)逐漸減少，對(duì)金花茶生境質(zhì)量提升起一定的積極作用，但在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需求下，部分人類活動(dòng)對(duì)金花茶保護(hù)區(qū)土地利用格局仍然造成影響（黃曉園等，2019）。保護(hù)區(qū)及鄰近區(qū)域土地利用變化會(huì)威脅保護(hù)區(qū)生態(tài)安全與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。因而，有必要探索保護(hù)區(qū)的建立對(duì)區(qū)域土地利用產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)影響。鑒于此，以1986—2019 年7 期Landsat5 TM/Landsat8 OLI 遙感影像為數(shù)據(jù)源，采用決策樹分類方法進(jìn)行土地利用分類，探討金花茶保護(hù)區(qū)非核心區(qū)和保護(hù)區(qū)外部2 km鄰近區(qū)的土地利用類型動(dòng)態(tài)演變規(guī)律。以期為保護(hù)區(qū)的建設(shè)及監(jiān)管、資源開發(fā)及生態(tài)安全保護(hù)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

金花茶保護(hù)區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)防城港市防城區(qū)境內(nèi)（李廣超等，2021），總面積為9 098.62 hm2，其核心區(qū)面積為1 479.10 hm2，非核心區(qū)面積為7 619.52 hm2，非核心區(qū)包括保護(hù)區(qū)內(nèi)實(shí)驗(yàn)區(qū)和緩沖區(qū)兩部分，其中緩沖區(qū)面積為3 459.21 hm2，實(shí)驗(yàn)區(qū)面積為4 160.31 hm2，跨越那梭、華石、大菉和扶隆4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地理位置為21°44′-21°48′N、108°03′-108°12′E（圖1），保護(hù)區(qū)內(nèi)人口約1 900人（實(shí)地走訪調(diào)查所得），糧食作物以玉米和水稻為主，經(jīng)濟(jì)作物主要有紅薯、蔬菜、八角、肉桂。保護(hù)區(qū)地處十萬大山山脈，屬熱帶季風(fēng)氣候，全年氣候溫和濕潤，冬短夏長(zhǎng)（李廣超等，2021），年均溫約21.8℃，年均降雨量高達(dá)2 900 mm。植被類型以闊葉混交林、亞熱帶常綠闊葉林為主。為更好地評(píng)估保護(hù)區(qū)建設(shè)與發(fā)展對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，將研究區(qū)劃分為保護(hù)區(qū)內(nèi)的核心區(qū)（簡(jiǎn)稱“核心區(qū)”）、保護(hù)區(qū)非核心區(qū)（簡(jiǎn)稱“非核心區(qū)”），保護(hù)區(qū)外部鄰近區(qū)（簡(jiǎn)稱“鄰近區(qū)”）三部分（見圖1）。其中，鄰近區(qū)為在保護(hù)區(qū)外部建立2 km 的緩沖區(qū)，外部緩沖區(qū)面積與保護(hù)區(qū)面積大致相同。通過對(duì)比保護(hù)區(qū)外部鄰近區(qū)與非核心區(qū)土地利用變化趨勢(shì)，可為綜合評(píng)價(jià)保護(hù)區(qū)建設(shè)成效提供數(shù)據(jù)支撐。

圖1 研究區(qū)示意Fig.1 Spatial distribution of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

Landsat 系列數(shù)據(jù)具有時(shí)間跨度長(zhǎng)、重訪周期短、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于土地利用時(shí)空格局演變研究中?；贕oogle Earth Engine（GEE）云平臺(tái)①https://earthengine.google.com/獲取金花茶保護(hù)區(qū)及其鄰近區(qū)1986、1994、1999、2004、2009、2014、2019 年7 期Landsat5 TM/Landsat8 OLI 地表反射率產(chǎn)品，影像行列號(hào)為125/45，空間分辨率為30 m。選取當(dāng)年云量最小影像，消除云雨等因素的影響。該數(shù)據(jù)產(chǎn)品已進(jìn)行大氣校正與正射校正處理。

1.3 研究方法

因核心區(qū)人為干擾較少，土地利用狀況穩(wěn)定，主要對(duì)比非核心區(qū)和鄰近區(qū)的土地利用變化。采用決策樹分類方法進(jìn)行土地利用遙感解譯，并基于分類結(jié)果對(duì)比非核心區(qū)和鄰近區(qū)的土地利用演變規(guī)律。為定量評(píng)價(jià)土地利用時(shí)空演變規(guī)律，選取單一土地動(dòng)態(tài)度、綜合土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用程度綜合指數(shù)表征土地利用變化動(dòng)態(tài)度，利用數(shù)量轉(zhuǎn)移軌跡與質(zhì)心遷移軌跡定量展示土地利用時(shí)空演變特征。

1.3.1 土地利用類型解譯 基于金花茶保護(hù)區(qū)土地利用實(shí)際情況，并結(jié)合Landsat5 TM/Landsat8 OLI遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，參考中國科學(xué)院土地利用/土地覆蓋分類系統(tǒng)，利用ENVI 5.3 軟件進(jìn)行決策樹分類，將研究區(qū)土地利用劃分為林地、草地、耕地、水域、建設(shè)用地和未利用地6類（未利用地包括裸地、裸巖等），并依據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)和Google Earth高分辨率遙感影像進(jìn)行精度驗(yàn)證。

1.3.2 土地利用類型動(dòng)態(tài)演變 不同土地利用類型的變化速度可以通過土地利用動(dòng)態(tài)度定量描述（鄔亞娟等，2020），單一土地動(dòng)態(tài)度K可用于分析某一用地類型在一定時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)量變化情況（張浚茂等，2019），綜合動(dòng)態(tài)度LC可以表征研究區(qū)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)全部用地類型的整體變化速率（張浚茂等，2019），計(jì)算公式為：

式中：Uai、Ubi分別表示研究初期和研究末期某單一土地利用類型i的面積；T為研究時(shí)長(zhǎng)；LUi為研究期初期第i類土地利用類型的面積；ΔLUi-j為研究期內(nèi)第i類土地利用類型轉(zhuǎn)為其余土地利用類型面積的絕對(duì)值（張浚茂等，2019）。

土地利用程度可以反映人類活動(dòng)對(duì)土地利用變化的影響程度（樊嘉琦等，2018），計(jì)算公式為：

式中：La為研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)，數(shù)值越大，表明該區(qū)域人類活動(dòng)越強(qiáng)烈；Ri為地類i的土地利用程度的分級(jí)指數(shù)，參考自文獻(xiàn)（鄔亞娟等，2020）（表1）；Ci為地類i占研究區(qū)總面積的百分比；n為土地利用類型的數(shù)量。

表1 土地利用程度分級(jí)賦值Table 1 Grades of land use degree classification

1.3.3 土地利用數(shù)量變化軌跡 為認(rèn)識(shí)非核心區(qū)和鄰近區(qū)不同時(shí)段內(nèi)各土地利用類型之間轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)量，計(jì)算不同時(shí)段的土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣（張佰發(fā)等，2020）。轉(zhuǎn)移矩陣的公式為：

式中：Yij表示某時(shí)期內(nèi)第i種土地利用類型轉(zhuǎn)化為第j種土地類型的面積百分比；n為土地利用類型的數(shù)量。

通過R語言中的NetworkD3 包，采用?；鶊D（Sankey diagram）將土地利用轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行可視化，構(gòu)建土地利用數(shù)量變化軌跡模型。桑基圖是一種顯示物質(zhì)或者能量流動(dòng)的可視化方法（姜婷婷等，2016），在材料分析、金融、生態(tài)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。

1.3.4 土地利用遷移軌跡 為有效反映土地利用類型的時(shí)空遷移過程，采用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法（The Standard Deviational Ellipse,SDE）計(jì)算各地類的質(zhì)心坐標(biāo)。其質(zhì)心坐標(biāo)計(jì)算公式為（劉濤等，2013）：

式中：SDE(x，y)表示某一地類的算數(shù)平均中心坐標(biāo)，即重心；（xi，yi）表示某地類第i個(gè)圖斑的空間區(qū)位坐標(biāo)；n為土地利用類型的數(shù)量。

利用ArcGIS 10.5 疊加各時(shí)段不同地類的重心坐標(biāo)，得到鄰近區(qū)和非核心區(qū)土地利用重心遷移軌跡，運(yùn)用歐式距離方法計(jì)算得到不同土地利用類型重心遷移距離。

2 結(jié)果與分析

采用決策樹分類法進(jìn)行遙感解譯得到金花茶保護(hù)區(qū)及鄰近區(qū)1986、1994、1999、2004、2009、2014和2019年7期土地利用數(shù)據(jù)（圖2），根據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)和Google Earth 高分辨率遙感影像對(duì)土地利用分類結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證，7 期遙感圖像的分類結(jié)果總體精度均＞85%，Kappa 系數(shù)均＞0.81，分類精度能滿足研究需要。

圖2 1986—2019年研究區(qū)土地利用Fig.2 Land use pattern in the study area during 1986-2019

2.1 土地利用總體結(jié)構(gòu)變化

由7個(gè)時(shí)期土地利用時(shí)空分布情況可知，保護(hù)區(qū)（核心區(qū)和非核心區(qū)）土地利用類型主要為林地；未利用地和草地呈片狀分布于中部、中偏西部海拔較高區(qū)域，呈現(xiàn)一定的集聚性；耕地呈點(diǎn)帶狀環(huán)保護(hù)區(qū)邊緣較平緩地勢(shì)分布（見圖2）。鄰近區(qū)土地利用類型主要為林地、耕地；林地成片狀集中分布，東部、西部分布較多，南部分布較為破碎；南部有一條明顯的耕地帶，呈西南—東北走向，建設(shè)用地成片狀分布，與耕地的分布具有一定的空間協(xié)同性。整體而言，金花茶保護(hù)區(qū)及其鄰近區(qū)土地利用類型主要為林地、耕地，二者面積之和占總面積的93%以上（圖3），呈現(xiàn)集聚性分布；林地面積分布最廣，占比為76.73%～79.46%，主要分布在研究區(qū)中部及西南部；其次是耕地，面積比例為15.60%～18.36%，呈連片狀分布，南部分布較多；水域、未利用地、建設(shè)用地、草地占總面積比例較少，面積比例均小3%，其中建設(shè)用地面積分布最少。近35 年間1986-2019 年土地利用類型發(fā)生較大變化，建設(shè)用地面積占比增長(zhǎng)幅度最大，且呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，面積占比從1986年的0.19%增長(zhǎng)至2019 年的0.93%，2004—2009 年增長(zhǎng)了0.29%，較為迅速；林地呈現(xiàn)波動(dòng)性上升趨勢(shì)，從1986 年的78.09%上升到了2019 年的78.82%；草地面積呈現(xiàn)略微增加趨勢(shì)，面積占比從1986年的1.30%增長(zhǎng)至2019年的1.68%；未利用地面積縮減幅度最大，面積占比從1986 年的2.02%減少至2019 年的1.07%，2004-2009 年面積占比減少了1.87%；耕地和水域呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)，總體上面積占比分別減少了0.76%和0.13%。

圖3 金花茶保護(hù)區(qū)及鄰近區(qū)土地利用面積變化趨勢(shì)Fig.3 Land use changes at various stages in Golden Camellia Reserve and its adjacent areas

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)變化特征

根據(jù)非核心區(qū)和鄰近區(qū)單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度可以看出（表2），非核心區(qū)建設(shè)用地單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度居于第一，其中，建設(shè)用地1986-2019年平均動(dòng)態(tài)度為161.60%，總體呈現(xiàn)顯著擴(kuò)張趨勢(shì)，1994—1999年動(dòng)態(tài)度最高為56%，2009年之后動(dòng)態(tài)度為負(fù)值且呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；草地的動(dòng)態(tài)度相對(duì)于其余用地類型一直處于較高水平，年平均動(dòng)態(tài)度為1.84%，總體位居第二且呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)；林地呈現(xiàn)微增趨勢(shì)；未利用地1986—2019 年平均動(dòng)態(tài)度為-1.58%，呈現(xiàn)波動(dòng)減少趨勢(shì)；水域和耕地的動(dòng)態(tài)度波動(dòng)較平穩(wěn)，呈微小降低趨勢(shì)。鄰近區(qū)建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度一直處于較大值（見表2），1986-2019年平均動(dòng)態(tài)度為11.42%，呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)；其余5 種土地利用類型的動(dòng)態(tài)度波動(dòng)較為平緩，林地呈現(xiàn)微小增加趨勢(shì)，草地、未利用地、水域和耕地呈微小縮小趨勢(shì)。綜上，非核心區(qū)和鄰近區(qū)建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度最高，但非核心區(qū)的建設(shè)用地動(dòng)態(tài)度更大，2個(gè)地區(qū)近35年的單一土地利用類型動(dòng)態(tài)變化除草地外其他類型趨于一致，非核心區(qū)草地為正值且排名第二，鄰近區(qū)草地則為負(fù)值。

表2 鄰近區(qū)和非核心區(qū)單一土地利用動(dòng)態(tài)度Table 2 The rate of land use change at various stages in adjacent areas and non-core areas%

1986—2019年，鄰近區(qū)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度曲線波動(dòng)較大（圖4-a），呈現(xiàn)先急劇減少再上升到最高值，之后波動(dòng)下降的趨勢(shì)。1994—1999年處于較低值，1999—2004 年上升到最高值0.63%，表明該時(shí)期人類活動(dòng)對(duì)鄰近區(qū)土地利用變化造成較大影響；2004年以后呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，土地利用變化趨于平緩。非核心區(qū)1986—2019年綜合土地利用動(dòng)態(tài)度呈現(xiàn)先增加后遞減的趨勢(shì)，2004—2009年處于最高值0.55%，該時(shí)期土地利用變化劇烈。整體而言，鄰近區(qū)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度比非核心區(qū)變化更劇烈，表明保護(hù)區(qū)內(nèi)部非核心區(qū)土地利用格局更為穩(wěn)定，受人為活動(dòng)影響較小，鄰近區(qū)人地矛盾更為劇烈，2 個(gè)區(qū)域2009—2019 年綜合動(dòng)態(tài)度都趨于下降，表示土地利用變化都趨于平緩。

圖4 鄰近區(qū)和非核心區(qū)1986—2019年綜合土地利用動(dòng)態(tài)度（a）和土地利用程度綜合指數(shù)（b）Fig.4 Comprehensive land use dynamic degree(a)and comprehensive index of land use degree(b)in the adjacent and non-core areas from 1986 to 2019

鄰近區(qū)和非核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)變化趨勢(shì)相似，均呈現(xiàn)先上升再下降，之后較為平緩波動(dòng)趨勢(shì)（圖4-b）。鄰近區(qū)在1999 年達(dá)到最大值229.58后略微下降，2004年以后平緩上升，這與該時(shí)期土地利用方式轉(zhuǎn)換相一致，表示土地利用程度高的建設(shè)用地在擴(kuò)張，未利用地等土地利用程度較低的地類面積占比減少，土地利用強(qiáng)度顯著提高。非核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)在1999年達(dá)到最大值，隨后呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，該區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)始終比鄰近區(qū)低，表明非核心的土地利用受人為干擾較少，建設(shè)用地、耕地等高土地利用強(qiáng)度所占比例得到控制并逐漸減少。

2.3 土地利用數(shù)量轉(zhuǎn)移軌跡

從金花茶保護(hù)區(qū)土地利用數(shù)量轉(zhuǎn)換軌跡看（圖5） （空間上的土地利用類型轉(zhuǎn)移情況見文末附圖1），鄰近區(qū)1986—2019 年土地利用類型轉(zhuǎn)換頻繁（圖5-a）。其中，林地轉(zhuǎn)換量最為顯著，主要流向耕地、草地，1986—1994 年流向耕地面積高達(dá)1 423.33 hm2，1994—1999 年變化相對(duì)較少，其他時(shí)期轉(zhuǎn)移面積波動(dòng)減緩；耕地以流出為主，主要流向?yàn)榱值亍⒔ㄔO(shè)用地、草地，1986—1994年流向林地面積最大，達(dá)到1 149.14 hm2；建設(shè)用地流入行為明顯，主要由耕地、未利用地、林地流入，由耕地流入面積逐年增加。就土地利用類型轉(zhuǎn)換的軌跡線而言，1986—1994 年不同地類之間轉(zhuǎn)化最為活躍，轉(zhuǎn)換軌跡多樣化；1994—1999年不同地類之間轉(zhuǎn)換相對(duì)較少；1999—2019年4個(gè)時(shí)段不同土地利用類型間的轉(zhuǎn)變幅度較為一致。整體上，1986—2019年鄰近區(qū)地類轉(zhuǎn)換軌跡線比較稠密，各地類相互轉(zhuǎn)換比較多樣，不同類型間變化較活躍。

附圖1 金花茶國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鄰近區(qū)、非核心區(qū)1986—2019年土地利用變化情況Accompanying Fig.1 Land use change in adjacent and non-core areas of the Fangcheng Camellia National Nature Reserve from 1986 to 2019

非核心區(qū)1986—2019年土地利用類型之間轉(zhuǎn)換較少（圖5-b）。林地流入行為最為明顯，主要由耕地、草地、未利用地流入，耕地轉(zhuǎn)入面積最大，1986—1994 年流入面積達(dá)最大值212.75 hm2，其余年間轉(zhuǎn)換面積相對(duì)較少；草地以流入為主，主要由林地、未利用地、耕地轉(zhuǎn)入，2004—2009年由未利用地轉(zhuǎn)入52.73 hm2；未利用地流出明顯，主要轉(zhuǎn)化為草地、林地，2004—2009 年轉(zhuǎn)換為草地104.22 hm2；耕地、水域和建設(shè)用地與其他土地利用類型之間的轉(zhuǎn)移變化相對(duì)較少。與鄰近區(qū)對(duì)比，非核心區(qū)軌跡線較為稀疏，說明該區(qū)域土地利用類型變化較少，且轉(zhuǎn)變類型更簡(jiǎn)單。綜上，保護(hù)區(qū)的建設(shè)與管理顯著效果，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)。

圖5 1986—2019年土地利用數(shù)量變化軌跡Fig.5 Land use change trajectory from 1986 to 2019

2.4 土地利用時(shí)空遷移分析

土地利用重心遷移軌跡分析結(jié)果表明（圖6），鄰近區(qū)林地重心呈現(xiàn)三角形狀遷移特征，總體向東北方向遷移，1999—2004年遷移幅度最大；耕地重心呈現(xiàn)“V”字型遷移特征，總體向西南方向遷移，1999—2004年遷移幅度最大；建設(shè)用地重心向西北方向遷移，1986—1994年遷移幅度最大；草地重心向東北方向遷移，2004—2009年遷移幅度最大；未利用地重心向東北方向遷移，1986—1994年遷移幅度最大；水域重心遷移幅度較小，向東北方向遷移。耕地與建設(shè)耕地總體遷移方向都為向西遷移。

圖6 鄰近區(qū)、非核心區(qū)土地利用重心遷移軌跡Fig.6 Migration trajectory of land use gravity center in adjacent areas and non-core areas

非核心區(qū)6種土地利用類型重心整體上都是向東北方向遷移，建設(shè)用地重心遷移幅度最大，在1986—1994年遷移距離最遠(yuǎn)；林地在1999—2004年重心遷移幅度最大；耕地重心呈現(xiàn)“W”字型遷移特征，2004—2009年遷移幅度最大；草地在1986—1994年重心遷移幅度最大；未利用地在2014—2019年重心遷移幅度最大；水域重心呈現(xiàn)“Z”字型遷移特征。

3 討論

綜上，保護(hù)區(qū)周邊鄰近區(qū)土地利用變化劇烈，土地利用類型轉(zhuǎn)換頻繁，非核心區(qū)土地利用變化較平緩，土地利用類型相互轉(zhuǎn)換較少，表明保護(hù)區(qū)建立后管護(hù)政策的貫徹實(shí)施，管護(hù)力度不斷加強(qiáng)，減少了人為活動(dòng)的干擾，保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善。1986—2019年非核心區(qū)和鄰近區(qū)建設(shè)用地動(dòng)態(tài)度變化最大，都為擴(kuò)張趨勢(shì)，主要由耕地流入，保護(hù)區(qū)為加強(qiáng)開發(fā)管理對(duì)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的公路進(jìn)行擴(kuò)建，這是非核心區(qū)用地動(dòng)態(tài)度變化的主要原因。鄰近區(qū)土地利用變化主要受那梭農(nóng)場(chǎng)和沖皇溝生態(tài)旅游區(qū)的發(fā)展建設(shè)影響，西南方向原有居民地向西北方向不斷擴(kuò)張，說明西部人類活動(dòng)逐漸增多，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)活躍，需對(duì)保護(hù)區(qū)西部加強(qiáng)管理；退耕還林、沼氣池建設(shè)工程等政策的實(shí)施，使非核心區(qū)和鄰近區(qū)林地面積都有所增加，非核心區(qū)的林地因得到保護(hù)增幅更為明顯，2 個(gè)區(qū)域林地都往東北方向遷移，與森林資源消耗的減少、東北方向耕地退耕有一定關(guān)聯(lián)；兩個(gè)區(qū)域的耕地均呈減少趨勢(shì)，與建設(shè)用地、林地的動(dòng)態(tài)演變具有一定協(xié)同性；非核心區(qū)未利用地主要分布在海拔較高山頂區(qū)域；隨著保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善，西南方向較低海拔的未利用地轉(zhuǎn)換為林地和草地，鄰近區(qū)的未利用地主要轉(zhuǎn)換為林地與耕地。

從時(shí)間梯度看，鄰近區(qū)綜合動(dòng)態(tài)度在1994—1999 年處于較低值，土地類型轉(zhuǎn)換較少，這與90年代以后外出務(wù)工人員大量增加，土地利用受人為干擾下降有一定關(guān)系，當(dāng)?shù)鼐用裢ㄟ^務(wù)工收入水平顯著提高，擴(kuò)大住宅面積，土地利用程度高的建設(shè)用地在擴(kuò)張，使得土地利用程度上升；1999—2004年，那灣生態(tài)園的建設(shè)、那梭農(nóng)場(chǎng)特色產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，建設(shè)用地在西部顯著擴(kuò)張，人類活動(dòng)劇烈，土地利用類型之間轉(zhuǎn)換劇烈，以致土地綜合動(dòng)態(tài)度較高，2002年退耕還林政策的實(shí)施，使得耕地面積減少，土地利用程度下降；2003年國家重點(diǎn)公益林補(bǔ)助試行之后，當(dāng)?shù)鼐用窠ㄔO(shè)沼氣池的積極性提高，減少了森林資源消耗，退耕還林政策的繼續(xù)實(shí)施，有效控制了耕地的面積，但建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，土地利用動(dòng)態(tài)度趨于波動(dòng)增長(zhǎng)，土地利用程度平緩提升。非核心區(qū)受道路建設(shè)、退耕還林等政策的影響，土地利用變化較強(qiáng)烈，土地利用類型之間轉(zhuǎn)換較頻繁，1986—2009年土地利用動(dòng)態(tài)度一直處于增長(zhǎng)趨勢(shì)，2009年之后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表明人類活動(dòng)逐漸較少，土地利用格局趨于穩(wěn)定。

整體而言，保護(hù)區(qū)的設(shè)立，退耕還林還草等工程的實(shí)施，管護(hù)工作力度的不斷加強(qiáng)，使得保護(hù)區(qū)內(nèi)部土地利用受人為干擾下降，土地利用格局更為穩(wěn)定，建設(shè)用地、耕地等高土地利用強(qiáng)度所占比例得到控制并逐漸降低。同時(shí)，保護(hù)區(qū)的建立也促進(jìn)了周邊生態(tài)旅游、礦產(chǎn)資源、水資源的開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使周邊人類活動(dòng)增加，土地利用變化劇烈，土地利用動(dòng)態(tài)度一直處于較高水平?？傮w上，保護(hù)區(qū)的管理取得較為顯著的成效，內(nèi)部生態(tài)環(huán)境得到改善，但內(nèi)部建設(shè)用地的緩慢增加與資源的不合理生產(chǎn)開發(fā)，仍然對(duì)保護(hù)區(qū)的生境質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。保護(hù)區(qū)在未來的管理建設(shè)中，應(yīng)合理控制區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)，強(qiáng)化土地集約化發(fā)展，有效實(shí)施生態(tài)移民搬遷、異地安置等政策。

金花茶保護(hù)區(qū)位于海拔較高區(qū)域，其地形特點(diǎn)在一定程度上也驅(qū)動(dòng)著土地利用類型及其動(dòng)態(tài)演變（崔步禮等，2011）。為更精準(zhǔn)地評(píng)估保護(hù)區(qū)的建設(shè)成效，提取1986—2019年非核心區(qū)坡度＜6°的土地利用數(shù)據(jù)，并進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)度的計(jì)算，1986-2019 年7 個(gè)年份土地利用強(qiáng)度分別為224.41、221.54、223.96、223.02、224.15、222.01、221.20，均小于鄰近區(qū)的226.99、229.58、229.59、226.51、228.72、227.68、228.86，證明保護(hù)區(qū)的建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的提高有促進(jìn)作用。

4 結(jié)論

利用1986—2019年遙感影像對(duì)金花茶保護(hù)區(qū)及其鄰近區(qū)進(jìn)行土地利用遙感解譯，并基于GIS空間分析與R語言統(tǒng)計(jì)分析方法，探討了研究區(qū)近35年來土地利用動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，得到的主要結(jié)論有：

1）研究區(qū)土地利用類型整體分布具有一定的集聚性，保護(hù)區(qū)土地利用類型以林地為主，外部鄰近區(qū)以林地和耕地為主，近35年間土地利用類型發(fā)生較大變化，建設(shè)用地面積占比增長(zhǎng)幅度最大，未利用地面積縮減幅度最大，其余地類呈現(xiàn)波動(dòng)增減趨勢(shì)。

2）自保護(hù)區(qū)建立以來，鄰近區(qū)土地利用變化強(qiáng)烈，非核心區(qū)土地利用格局更為穩(wěn)定；非核心區(qū)和鄰近區(qū)建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度一直處于較大值，其余5 種土地利用類型的動(dòng)態(tài)度波動(dòng)較為平緩；鄰近區(qū)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度比非核心區(qū)變化更劇烈；鄰近區(qū)和非核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)變化趨勢(shì)相似，均呈現(xiàn)先上升再下降，之后較為平緩波動(dòng)趨勢(shì)。

3）鄰近區(qū)近35年間土地利用類型之間轉(zhuǎn)換頻繁，相對(duì)而言，非核心區(qū)土地利用類型相互轉(zhuǎn)換較少，2 個(gè)區(qū)域均是耕地與林地之間的轉(zhuǎn)移交換最為劇烈。鄰近區(qū)轉(zhuǎn)換軌跡線比較稠密，各地類相互轉(zhuǎn)換呈多樣化，非核心區(qū)軌跡線較為稀疏。

4）土地利用重心遷移具有一定的方向性，非核心區(qū)6 種土地利用類型總體上都是向東北遷移，鄰近區(qū)建設(shè)用地與耕地重心向西遷移，其余地類重心向東北遷移，表明建設(shè)用地、耕地在已有基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)張。

5）保護(hù)區(qū)的管理取得較為顯著的成效，保護(hù)區(qū)內(nèi)部土地利用受人為干擾下降，土地利用格局更為穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境得到改善，但內(nèi)部建設(shè)用地的緩慢增加與資源的不合理生產(chǎn)開發(fā)，仍然對(duì)保護(hù)區(qū)的生境質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

本研究定量對(duì)比分析了金花茶保護(hù)區(qū)非核心區(qū)和外部鄰近區(qū)在保護(hù)區(qū)建設(shè)與發(fā)展歷程中土地利用動(dòng)態(tài)演變，探究保護(hù)區(qū)的建立對(duì)區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)的影響，可為保護(hù)區(qū)的建設(shè)及監(jiān)管、資源開發(fā)及生態(tài)安全保護(hù)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。