長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶自然保護(hù)區(qū)分布特征研究

林孝松,張 莉,董雨琪,余 情b,李於鮮

(重慶交通大學(xué) a.建筑與城市規(guī)劃學(xué)院;b.土木工程學(xué)院,重慶 400074)

自然保護(hù)區(qū)作為最重要的“綠色生態(tài)工程”,對(duì)合理利用自然資源、保存自然歷史產(chǎn)物、改善人類環(huán)境、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)均有重要意義[1]。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶作為我國(guó)人口最為集中、經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一,密集的人口分布和高強(qiáng)度的開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)區(qū)域自然保護(hù)區(qū)的影響越來(lái)越大[2，3]。利用定量方法分析長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶自然保護(hù)區(qū)分布特征是促進(jìn)自然保護(hù)區(qū)管理與建設(shè)的基礎(chǔ),有利于提高自然保護(hù)區(qū)管理水平和保護(hù)長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)自然保護(hù)區(qū)定量分析較關(guān)注,并取得了不少成果。曠開(kāi)金等[4]利用基尼系數(shù)分析不同級(jí)別保護(hù)區(qū)面積與國(guó)土面積均衡性特征;付勵(lì)強(qiáng)等[5]利用地理集中指數(shù)、基尼系數(shù)分析國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的空間分布特征;孔石[6]采用地理集中指數(shù)對(duì)比分析自然保護(hù)區(qū)在東、中、西部集中程度以及與人口的密度關(guān)系;徐道煒等[7]利用基尼系數(shù)和均衡系數(shù)探討了我國(guó)森林生態(tài)和野生植物類自然保護(hù)區(qū)分布均衡性;燕然然等[8]分析了長(zhǎng)江流域濕地自然保護(hù)區(qū)數(shù)量、密度和距離的空間分布差異;吳健等[9]從機(jī)會(huì)成本和保護(hù)資金角度探求影響自然保護(hù)區(qū)空間分布的經(jīng)濟(jì)因素;閆顏等[10]采用主成分分析和回歸分析法對(duì)影響我國(guó)自然保護(hù)區(qū)分布特征因素進(jìn)行了提取。目前相關(guān)研究主要集中于全國(guó)尺度某特定級(jí)別或類型自然保護(hù)區(qū)分布均衡特性或影響因素的研究,而從不同空間尺度對(duì)特定經(jīng)濟(jì)帶的自然保護(hù)區(qū)空間分布進(jìn)行特征分析則相對(duì)較少。

本文以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶為研究區(qū),利用地理集中指數(shù)、均衡度指數(shù)和均衡比指數(shù),從東、中、西部11省市兩個(gè)空間尺度對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶不同級(jí)別、不同類型自然保護(hù)區(qū)的分布均衡特性進(jìn)行綜合分析。研究成果可為合理開(kāi)發(fā)自然資源,優(yōu)化研究區(qū)自然保護(hù)區(qū)空間格局,擬定自然保護(hù)區(qū)發(fā)展政策提供依據(jù),并為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè)提供基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶涵蓋東部地區(qū)的上海、江蘇、浙江，中部地區(qū)的安徽、江西、湖北、湖南和西部地區(qū)的重慶、四川、貴州、云南等11省市,總面積205萬(wàn)km2。2016年底常住人口5.61億人,GDP值33.29萬(wàn)億。截至2011年底,長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶共建有自然保護(hù)區(qū)1066個(gè),總面積1855.47萬(wàn)hm2,其中國(guó)家級(jí)115個(gè)、省級(jí)260個(gè)、市級(jí)147個(gè)、縣級(jí)544個(gè)(圖1)。

1.2 研究方法

地理集中指數(shù)法:地理集中指數(shù)是描述空間對(duì)象在某一區(qū)域內(nèi)空間分布集聚程度的重要指標(biāo),指標(biāo)值越大，表明分布越集中。目前主要有傳統(tǒng)地理集中指數(shù)、均勻分布集中指數(shù)和集中度系數(shù)等3個(gè)具體指標(biāo)[11],計(jì)算公式為:

(1)

(2)

(3)

均衡度與均衡比指數(shù)法:借助景觀生態(tài)學(xué)原理,基于多樣性計(jì)算方法可構(gòu)建反映研究對(duì)象分布集聚與均衡分布的均衡度指數(shù)[12]。該值越接近1,表明分布越均衡,計(jì)算公式為:

(4)

式中,xij為第i類保護(hù)區(qū)在j區(qū)域分布數(shù)量(面積)占總數(shù)的百分比;n為研究區(qū)數(shù)。當(dāng)某區(qū)域缺少某種類型時(shí),所占比例為0,式中對(duì)數(shù)計(jì)算無(wú)意義,故計(jì)算時(shí)用0.0001代替;E為均衡度,該值越接近1,表明保護(hù)區(qū)分布均衡性越好。

由于研究區(qū)域之間存在面積、人口等方面的差異,為了客觀反映長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶自然保護(hù)區(qū)空間分布狀況,利用均衡比指數(shù)計(jì)算自然保護(hù)區(qū)在面積、人口和經(jīng)濟(jì)等差異條件下的分布均衡情況。值越接近0,表明分布越均衡[13],計(jì)算公式為:

(5)

式中,ER為均衡比指數(shù);Rij為第i類型在第j區(qū)域內(nèi)的均衡比;aij為第i類型在第j區(qū)域的分布數(shù);ai為第i類型總數(shù);Aj為j區(qū)域面積(人口、經(jīng)濟(jì))值;A為研究區(qū)總面積(總?cè)丝?、?jīng)濟(jì)總量);n為研究區(qū)域總數(shù)。如第i類自然保護(hù)區(qū)在研究區(qū)分布比例與研究區(qū)面積(人口、經(jīng)濟(jì))分布相一致,則均衡比為0,表明該類自然保護(hù)區(qū)與相關(guān)因素有較大關(guān)系,受其影響較大。

2 東中西部自然保護(hù)區(qū)分布均衡特性

2.1 不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)分布均衡特征

利用式(4)計(jì)算得長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶東中西部不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)數(shù)量和面積均衡度指數(shù)值(表1)。

表1 研究區(qū)東中西部各級(jí)別自然保護(hù)區(qū)均衡度指數(shù)

從數(shù)量指數(shù)看(表1),國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)在中部地區(qū)的指數(shù)值最大,在東部地區(qū)的指數(shù)最小,表明國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)在中部各省間分布最為均衡,在東部省市間分布差異明顯;省級(jí)保護(hù)區(qū)在中部地區(qū)分布均衡性好,指數(shù)值達(dá)0.98,在西部地區(qū)分布差異明顯,指數(shù)值僅為0.78;市級(jí)保護(hù)區(qū)在西部地區(qū)分布最為均衡,指數(shù)值為0.72,而在東部地區(qū)分布最不均衡,指數(shù)值為0,這是由于市級(jí)自然保護(hù)區(qū)只在江蘇省分布,浙江、上海均無(wú);縣級(jí)保護(hù)區(qū)指數(shù)值最大的為西部(0.93),說(shuō)明縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)在西部地區(qū)分布最為均衡,在東部地區(qū)的指數(shù)值最小(0.58),分布不均衡,差異明顯。

從面積指數(shù)看(表1),國(guó)家級(jí)和省級(jí)保護(hù)區(qū)的面積分布在中部各省間相對(duì)均衡,而在西部各省市間分布相對(duì)集中;市級(jí)保護(hù)區(qū)在西部各省市間相對(duì)均衡,而東部和中部由于部分省市未設(shè)置市級(jí)故均衡性較差;縣級(jí)保護(hù)區(qū)在中部各省間較均衡,而在東部省市間分布相對(duì)集中。

綜合來(lái)看,除市級(jí)保護(hù)區(qū)外,中部地區(qū)數(shù)量和面積指數(shù)值均較大,表明自然保護(hù)區(qū)在中部各省間分布較均衡;而西部各省市間自然保護(hù)區(qū)的數(shù)量分布較均衡,但面積分布差異較大。為了綜合分析面積、人口和經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)自然保護(hù)區(qū)分布的影響程度,利用式(5)計(jì)算得到研究區(qū)東中西部不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)面積均衡比、人口均衡比和經(jīng)濟(jì)均衡比指數(shù),具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 研究區(qū)東中西部各級(jí)別自然保護(hù)區(qū)均衡比指數(shù)

從東部來(lái)看,不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)的均衡比指數(shù)值為面積指數(shù)>人口指數(shù)>經(jīng)濟(jì)指數(shù),說(shuō)明東部省市間自然保護(hù)區(qū)的分布與經(jīng)濟(jì)情況有較大的關(guān)系,而受省市面積因素影響相對(duì)較小;從中部來(lái)看,各均衡比指數(shù)值表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)指數(shù)>面積指數(shù)>人口指數(shù),說(shuō)明中部各省間自然保護(hù)區(qū)的分布與人口數(shù)量有較大的關(guān)系,而受經(jīng)濟(jì)狀況因素影響相對(duì)較小;從西部來(lái)看,各均衡比指數(shù)值為經(jīng)濟(jì)指數(shù)>人口指數(shù)>面積指數(shù),說(shuō)明西部省市間自然保護(hù)區(qū)的分布與省市面積有較大的關(guān)系,而受經(jīng)濟(jì)狀況因素影響相對(duì)較小。此外,從整體來(lái)看,研究區(qū)自然保護(hù)區(qū)的各均衡比指數(shù)值大體按照國(guó)家級(jí)—省級(jí)—市級(jí)—縣級(jí)依次減少,說(shuō)明各級(jí)別自然保護(hù)區(qū)分布受面積、人口和經(jīng)濟(jì)等因素影響依次增大。

2.2 不同類型自然保護(hù)區(qū)分布均衡特征

利用式(4)計(jì)算得研究區(qū)東中西部各類型自然保護(hù)區(qū)的數(shù)量和面積均衡度指數(shù)值(表3)。

表3 研究區(qū)東中西部各類型自然保護(hù)區(qū)均衡度指數(shù)

從表3可看,森林生態(tài)類在西部和中部數(shù)量和面積指數(shù)相對(duì)較大,而東部相對(duì)較小,說(shuō)明森林生態(tài)類保護(hù)區(qū)在西部和中部分布相對(duì)均衡,東部的均衡性較差;野生動(dòng)物類在東、中、西部間的指數(shù)值相差不大,說(shuō)明野生動(dòng)物類保護(hù)區(qū)在三個(gè)地區(qū)的分布差異不大,但面積指數(shù)值相對(duì)較小,且西部地區(qū)小于中部和東部地區(qū),分布均衡性較差;野生植物類在西部分布最為均衡,在東部均衡度指數(shù)最小,區(qū)域分布差異明顯;古生物遺跡類在東部和中部均衡度指數(shù)小,因該類型保護(hù)區(qū)面積相對(duì)較小,且僅分布在部分省市,使整體均衡性較差;地質(zhì)遺跡類除西部指數(shù)值較高外,東部和中部指數(shù)值均相對(duì)偏低,反映出地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)分布存在均衡性較差特性;內(nèi)陸濕地類在中部指數(shù)值最高,分別為0.96和0.97,數(shù)量和面積分布均衡,西部地區(qū)數(shù)量分布均衡性較好,但面積分布差異較大,而東部分布差異較明顯;海洋海岸類和草原草甸類保護(hù)區(qū)數(shù)量比重少,海洋海岸類僅在東部分布,而草原草甸類僅在四川省有分布,兩類自然保護(hù)區(qū)分布差異較大。

利用式(5)計(jì)算得到研究區(qū)各類型自然保護(hù)區(qū)面積、人口和經(jīng)濟(jì)均衡比指數(shù)值(表4)。從研究區(qū)整體看(表4),研究區(qū)東中西部各類型自然保護(hù)區(qū)面積均衡比指數(shù)值為海洋海岸>草原草甸>野生動(dòng)物>森林生態(tài)>地質(zhì)遺跡>野生植物>古生物遺跡>內(nèi)陸濕地,此排序體現(xiàn)了各類型保護(hù)區(qū)的數(shù)量分布與研究區(qū)各省市面積的協(xié)調(diào)均衡特性,其中海洋海岸類均衡性最差,內(nèi)陸濕地類均衡性較好;人口均衡比指數(shù)值為海洋海岸>草原草甸>內(nèi)陸濕地>森林生態(tài)>野生植物>野生動(dòng)物>古生物遺跡>地質(zhì)遺跡;經(jīng)濟(jì)均衡比指數(shù)值為海洋海岸>草原草甸>森林生態(tài)>古生物遺跡>野生動(dòng)物>野生植物>內(nèi)陸濕地>地質(zhì)遺跡,兩者表明海洋海岸類數(shù)量分布與研究區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況及人口數(shù)量的協(xié)調(diào)均衡性最差,而地質(zhì)遺跡類最好。

表4 研究區(qū)東中西部各類型自然保護(hù)區(qū)均衡比指數(shù)

從研究區(qū)東中西部對(duì)比看(表4),均衡比指數(shù)平均值東部>中部>西部的自然保護(hù)區(qū)有森林生態(tài)、野生動(dòng)物、古生物遺跡、內(nèi)陸濕地和草原草甸等5類,表明這些類型分布的總體均衡性西部?jī)?yōu)于中部和東部;而野生植物和地質(zhì)遺跡兩類的均衡性則是中部?jī)?yōu)于西部和東部;海洋海岸類的均衡性東部遠(yuǎn)優(yōu)于中部和西部。

3 研究區(qū)自然保護(hù)區(qū)分布均衡特性

3.1 不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)分布均衡特征

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11省市共建有1066個(gè)自然保護(hù)區(qū),在計(jì)算地理集中指數(shù)時(shí),n取11,T取1066,若全部保護(hù)區(qū)平均分布在11省市,則每省市有96.91個(gè),由此計(jì)算得到均勻分布集中指數(shù)為30.15(表5)。

表5 n值大小對(duì)均勻分布集中指數(shù)的影響

利用式(1)計(jì)算得到不同級(jí)別自然保護(hù)區(qū)的傳統(tǒng)地理集中指數(shù)值,國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)依次為40.13、35.91、49.74和38.28,四者均高于均勻分布集中指數(shù),說(shuō)明各級(jí)別保護(hù)區(qū)分布不均衡。就各級(jí)別自然保護(hù)區(qū)在11省市分布而言,市級(jí)地理集中指數(shù)最高,分布最集中,國(guó)家級(jí)次之,縣級(jí)和省級(jí)分布相對(duì)最均衡,此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況較吻合。其中,市級(jí)保護(hù)區(qū)在上海和浙江無(wú)分布,重慶、湖南各有1個(gè);國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)集中分布在西部的四川、云南和中部的湖南和湖北,其他省市分布相對(duì)較少，而縣級(jí)和省級(jí)保護(hù)區(qū)則較為均衡地分布在各省市。

3.2 不同類型自然保護(hù)區(qū)分布均衡特征

研究區(qū)8類保護(hù)區(qū)的傳統(tǒng)地理集中指數(shù)均大于均勻分布指數(shù),各類型保護(hù)區(qū)的偏離值△G均大于0。利用式(3)計(jì)算得到不同類型自然保護(hù)區(qū)的集中度系數(shù)G′(表6)。

表6 研究區(qū)各類型自然保護(hù)區(qū)地理集中指數(shù)及偏離值

由表6可知,集中度系數(shù)值最大的為草原草甸類,其次為海洋海岸類,表明這兩類保護(hù)區(qū)分布較集中。實(shí)際情況表明，草原草甸類僅分布在四川省,而海洋海岸類集中分布在浙江、江蘇和上海,中西部各省市無(wú)此類型自然保護(hù)區(qū)。集中度系數(shù)最小的三類依次為內(nèi)陸濕地、野生植物和森林生態(tài),表明這三類保護(hù)區(qū)相對(duì)均衡地分布在研究區(qū)的各省市，可見(jiàn)研究區(qū)各省市分布的自然保護(hù)區(qū)以此三類為主。

4 結(jié)論與建議

研究結(jié)論為:①各自然保護(hù)區(qū)數(shù)量和面積在中部各省間分布較均衡,西部各省市數(shù)量分布較均衡,但面積分布差異較大,東部各省市間均衡性相對(duì)較差。②從各均衡比指數(shù)對(duì)比看,東部保護(hù)區(qū)分布受經(jīng)濟(jì)情況和人口影響較大，中部受人口數(shù)量和各省面積影響較大，西部主要受省市面積和人口數(shù)量影響。③從不同類型自然保護(hù)區(qū)分布看,森林生態(tài)類在中部和西部分布均衡，野生動(dòng)物類在東部和中部分布較均衡，野生植物、古生物遺跡和地質(zhì)遺跡等類型在西部分布較均衡，內(nèi)陸濕地類在中部分布較均衡，海洋海岸類和草原草甸類分別分布在東部和西部,分布差異性較大。④各級(jí)別保護(hù)區(qū)在11省市分布不均衡,市級(jí)和國(guó)家級(jí)分布較集中,縣級(jí)和省級(jí)分布相對(duì)均衡，各類型保護(hù)區(qū)在11省市分布存在較大差異,草原草甸和海洋海岸類分布較集中,內(nèi)陸濕地、野生植物和森林生態(tài)三類集中度系數(shù)較小,分布相對(duì)均衡。

基于以上研究,本文建議:①對(duì)現(xiàn)有市級(jí)保護(hù)區(qū)進(jìn)行綜合評(píng)估,結(jié)合評(píng)估等級(jí)進(jìn)行降級(jí)或升級(jí),將保護(hù)區(qū)級(jí)別統(tǒng)一為國(guó)家級(jí)、省級(jí)和縣級(jí);按照東部關(guān)聯(lián)經(jīng)濟(jì)與人口、中部關(guān)聯(lián)人口與省市面積、西部關(guān)聯(lián)省市面積與人口等特征,協(xié)調(diào)好各省市自然保護(hù)區(qū)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)、人口及省市面積之間的關(guān)系;②加強(qiáng)東部各省市保護(hù)區(qū)的建設(shè),將資源稟賦條件良好和管理水平高的省級(jí)保護(hù)區(qū)升格為國(guó)家級(jí),以提升保護(hù)區(qū)開(kāi)發(fā)和保護(hù)水平;③加大對(duì)中部和西部各省市保護(hù)區(qū)的管護(hù)力度,提升保護(hù)區(qū)質(zhì)量,協(xié)調(diào)好資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)發(fā)展間的關(guān)系;④針對(duì)各類型保護(hù)區(qū)保護(hù)對(duì)象的特殊性,加強(qiáng)分布較集中保護(hù)區(qū)的管理維護(hù),使其充分發(fā)揮聚集效應(yīng);積極在條件優(yōu)越的區(qū)域新建或升級(jí)現(xiàn)有稀缺類型保護(hù)區(qū),以協(xié)調(diào)各類型保護(hù)區(qū)間的發(fā)展。

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