哈巴雪山保護區(qū)人類活動強度時空變化定量研究

馬欣敏　羅志清

摘要 [目的]了解哈巴雪山自然保護區(qū)的保護現(xiàn)狀，以及隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展自然保護區(qū)內(nèi)的人類活動強度變化情況和空間變化規(guī)律。[方法]提出了基于GIS技術的哈巴雪山自然保護區(qū)人類活動強度時空變化研究方法。以2000、2005和2012年哈巴雪山自然保護區(qū)高清遙感影像為基礎，結合我國1∶250 000基礎地理信息數(shù)據(jù)庫和云南省自然保護區(qū)基礎調(diào)查數(shù)據(jù)，對哈巴雪山自然保護區(qū)近13年來的人類活動強度變化展開定量研究，并對其進行空間可視化表達。[結果]經(jīng)過建模計算哈巴雪山人類活動強度及其變化，得出哈巴雪山自然保護區(qū)13年間人類活動強度發(fā)生變化主要集中在2005～2012年，2000～2005年的變化較小。人類活動強度指數(shù)較高的區(qū)域均分布于哈巴雪山以東、金沙江以西的邊界地區(qū)，這里有著名的旅游目的地虎跳峽。[結論]哈巴雪山總體保護成效較好，核心區(qū)和緩沖區(qū)極少有人類活動，很好地保護了該地區(qū)的生物多樣性。

關鍵詞 人類活動強度；時空變化；哈巴雪山；自然保護區(qū)；GIS

中圖分類號 S759.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-205-04

哈巴雪山地處云南省迪慶州香格里拉縣境內(nèi)，是滇西北地區(qū)生物多樣性較豐富的區(qū)域。哈巴雪山是 “三江并流”世界自然遺產(chǎn)地和橫斷山脈的重要組成部分。云南滇西北橫斷山脈的縱谷區(qū)是我國生物多樣性三大特有種的分化中心之一[1]，同時也是我國17個生物多樣性重點保護區(qū)域之一[2]。據(jù)云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院1986年《云南省自然保護區(qū)》[3]成果匯編表明，哈巴雪山具有較為豐富和完整的植被垂直帶譜，以及明顯的森林上下限和恒雪線。21世紀以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高以及交通、建筑、工業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展，近年來哈巴雪山周邊的人類活動范圍在擴大、人類活動強度也在發(fā)生著變化。故筆者構建了哈巴雪山自然保護區(qū)人類活動強度指數(shù)的計算模型，并分析其變化規(guī)律。

1 研究區(qū)概況

該研究以哈巴雪山自然保護區(qū)為研究區(qū)（圖1）。哈巴雪山自然保護區(qū)是以保護高山森林垂直分布的自然景觀及滇金絲猴，野驢、貍、猴為目的而設立的寒溫帶針葉林類型的自然保護區(qū)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)說明 筆者使用哈巴雪山自然保護區(qū)2000、2005和2012年3個時間段的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。其中，2000和2005年的衛(wèi)星遙感影像來源于Landsat所獲取的30 m空間分辨率影像，2012年的衛(wèi)星遙感影像來自我國資源三號衛(wèi)星所獲取的高清影像，其空間分辨率最高為2.1 m。此外，筆者還使用了我國1∶250 000基礎地理信息數(shù)據(jù)庫，以其作為基礎地理底圖圖層。哈巴雪山自然保護區(qū)數(shù)據(jù)來源于“云南省自然保護區(qū)基礎調(diào)查”項目所采集的數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)的空間分辨率為30 m×30 m。

2.2 因子選取 筆者終確定選取農(nóng)田、道路、建筑用地、海拔、坡度和坡向作為人類活動強度的評價因子。農(nóng)田和建筑用地因子為面狀要素矢量圖層，計算兩者的面積，面積越大則代表其人類活動強度越強。道路因子則根據(jù)道路等級賦予一定的初始影響力分值，以便參與計算。最低為0分，最高為100分。坡度和坡向數(shù)據(jù)從DEM數(shù)據(jù)中提取，采用ArcGIS10.0中的坡度、坡向提取工具進行提取。其中，坡向的方向定義見圖2。

2.3 構建模型 筆者結合哈巴雪山自然保護區(qū)的實際情況，采用層次分析法確定各因子的權重系數(shù)。最終確定海拔、坡度、坡向、農(nóng)田、建筑用地和道路的權重依次為0.2、0.2、0.15、0.2、0.15和0.1。根據(jù)以上各因子對人類活動強度指數(shù)的影響規(guī)律，并參照前人研究成果[4-10]構建哈巴雪山自然保護區(qū)人類活動強度計算模型：

HAIi=Ni×0.2+Ji×0.15+Ri×0.1lnHi×0.2×lnSi×0.2×lnAi×0.15

個評價單元的海拔高度值；Si為第i個評價單元的坡度值；Ai為第i個評價單元的坡向值；Ni為第i個評價單元的農(nóng)田因子影響力；Ji為第i個評價單元的建筑用地因子影響力；Ri為第i個評價單元的道路因子影響力。人類活動強度的變化計算模型為：CHAI=HAIj-HAIi。

式中，CHAI為人類活動強度指數(shù)（HAI）的變化值，HAIi與HAIj為第i年和第j年的人類活動強度指數(shù)。

3 結果與分析

從人類活動強度分布圖（圖3）可知，哈巴雪山人類活動強度指數(shù)較高的區(qū)域集中分布在哈巴雪山的東側邊緣，沿金沙江分布。其中，哈巴雪山的東北方向最集中，且面積最大。該地區(qū)是農(nóng)田、建筑用地較密集區(qū)。2000和2012年哈巴雪山自然保護區(qū)內(nèi)的人類活動強度指數(shù)的較大值均集中分布在試驗區(qū)，緩沖區(qū)和核心區(qū)人類活動強度指數(shù)值較小，故自然保護區(qū)的保護狀況較好。

從哈巴雪山自然保護區(qū)人類活動強度變化分布圖可知（圖4），從2000～2012年的13年間，哈巴雪山自然保護區(qū)的人類活動強度指數(shù)發(fā)生了較大的變化，其人類活動強度指數(shù)增強的地區(qū)集中分布在自然保護區(qū)的東北方向、金沙江西側的試驗區(qū)。此外，該區(qū)域的人類活動有向西北方向蔓延的趨勢。在哈巴雪山自然保護區(qū)的中東部、金沙江西岸，2012年人類活動強度明顯比2000年的人類活動強度增強，該區(qū)域正是著名的旅游景點虎跳峽所在地。

從人類活動強度指數(shù)統(tǒng)計表（表1）可知，從2000～2012年的13年間，哈巴雪山自然保護區(qū)的人類活動強度的最大值和平均值均發(fā)生了較大的變化。其中，核心區(qū)最大值從6.73增加到7.50，增加11.44%，平均值無變化；緩沖區(qū)最大值從18.07增加到26.47，增加了46.49%，平均值從0.34增加到0.43，增加26.47%；試驗區(qū)最大值從93.56增加到131.76，增加40.83%，平均值從5.90增加到8.84，增加49.83%。從表1可知，哈巴雪山自然保護區(qū)各個功能區(qū)的人類活動強度最大值和平均值在2000～2005年間未發(fā)生較大變化，但在2005～2012年間哈巴雪山自然保護區(qū)各個功能區(qū)的人類活動強度的最大值和平均值發(fā)生了較大變化。

為進一步討論人類活動對保護區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，筆者給出了哈巴雪山保護區(qū)2000與2012年的生物量和景觀指數(shù)統(tǒng)計表（表2和表3），其中表2給出了8種生態(tài)系統(tǒng)類型的生物量統(tǒng)計數(shù)據(jù)。生物量是由遙感影像反演得到，景觀指數(shù)采用Fragstate 4.0計算得到。從表3可知，8種生態(tài)系統(tǒng)類型的生物量只有草甸生態(tài)系統(tǒng)在2000～2012年間有增加，其余生態(tài)系統(tǒng)類型的生物量均呈減少趨勢。從表3可知，保護區(qū)的景觀指數(shù)在2000～2012年間也發(fā)生了變化，最明顯的是聚集度指數(shù)。在哈巴雪山自然保護區(qū)內(nèi)，影響其生態(tài)環(huán)境變化的因素之一為人類活動。從該研究得到的人類活動強度指數(shù)變化結果與表2 和表3可知，人類活動強度的變化與景觀指數(shù)的變化大體一致，說明兩者之間存在一定的聯(lián)系。由于數(shù)據(jù)暫缺，筆者未對其相關性進行進一步研究。

4 結論

從該研究結果可知，哈巴雪山總體保護成效較好，核心區(qū)和緩沖區(qū)極少有人類活動，很好地保護了該地區(qū)的生物多樣性。人類活動集中分布于保護區(qū)的試驗區(qū)。哈巴雪山的人類活動在2000～2012年間發(fā)生了明顯的變化，且在2005～2012年間變化最明顯。人類活動強度指數(shù)較高的區(qū)域均分布于哈巴雪山以東、金沙江以西的邊界地區(qū)，這里有著名的旅游目的地虎跳峽。旅游人口的增加與人類活動強度指數(shù)增加之間的關系由于缺少數(shù)據(jù)的連續(xù)性，筆者未對其進行相關性分析，有待于下一步的深入研究。

參考文獻

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