基于GIS大熊貓活動(dòng)區(qū)域環(huán)境特征分析
——以大熊貓國家公園(四川)為例

梁玉喜，王 戈，王洪榮

(1.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081；2.四川九頂山省級自然保護(hù)區(qū)什邡管理站，四川 什邡 618400)

1 研究區(qū)概況

大熊貓國家公園(四川)位于岷山、邛崍山和大相嶺山系，小部分涉及秦嶺山系，區(qū)內(nèi)地形地貌復(fù)雜，呈山大峰高，河谷深切，高低懸殊，西高東低等特點(diǎn)，是全球地形地貌最復(fù)雜地區(qū)之一。根據(jù)保護(hù)地邊界和自然地理界限，將大熊貓國家公園劃分為岷山片區(qū)、邛崍山—大相嶺片區(qū)。根據(jù)以往學(xué)者研究，在不同的空間尺度上，大熊貓的生境特征既有相似性，也存在一定差異，反映出大熊貓對于環(huán)境選擇具有一定的可塑性[1]。開展大熊貓生境特征研究是了解大熊貓活動(dòng)特點(diǎn)，開展棲息地保護(hù)與修復(fù)的基礎(chǔ)。

大熊貓國家公園介于N29.42°～33.34°、E102.27°～105.57°，面積2×104km2，包含大熊貓棲息地面積1.4×104km2，涉及成都、德陽、綿陽、廣元、雅安、眉山、阿壩7個(gè)市(州)的19個(gè)縣(市、區(qū))和臥龍?zhí)貏e行政區(qū)。根據(jù)第四次全國大熊貓調(diào)查數(shù)據(jù)，區(qū)域分布野生大熊貓 1 200余只，2 841個(gè)大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)。

研究區(qū)是我省大熊貓分布較集中的地區(qū)，區(qū)內(nèi)森林資源豐富，其中有林地1.1×104km2，占研究區(qū)總面積的54.8%(見圖1)。利用大熊貓調(diào)查數(shù)據(jù)制作大熊貓分布核密度圖，研究區(qū)大熊貓活動(dòng)分布局域差異較大，按縣級單位劃分，大熊貓主要集中分布在平武縣、寶興縣、臥龍?zhí)貐^(qū)及松潘縣、北川縣、都江堰市、天全縣等縣市的部分地區(qū)(見圖2)。

圖1 大熊貓國家公園植被分布圖Fig.1 Vegetation types of National Giant panda Park

圖2 大熊貓痕跡核密度圖Fig.2 Giant panda trace point kernel Density

2 研究方法

本研究使用數(shù)據(jù)包括：1∶5萬比例尺數(shù)字高程模型(DEM)、道路、居民點(diǎn)，2016年天地圖、礦山分布圖、2016年林地資源數(shù)據(jù)、第四次大熊貓調(diào)查成果圖。利用ARCGIS提取研究區(qū)內(nèi)海拔、坡度地形因子，利用遙感影像、林地年度變更數(shù)據(jù)和第四次大熊貓調(diào)查成果，提取研究區(qū)內(nèi)植被類型、竹林類型和植被蓋度數(shù)據(jù)，利用區(qū)域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)提取人為活動(dòng)、礦山開采、道路、溪流水源等基礎(chǔ)信息。根據(jù)大熊貓第四次調(diào)查活動(dòng)痕跡點(diǎn)所在的地形信息、植被信息和人為活動(dòng)等信息，分析大熊貓活動(dòng)棲息的環(huán)境特征。基于ARCGIS核密度分析(kernel Density)、最近距離法(Near)、多因素層次分析法等，綜合分析研究區(qū)內(nèi)大熊貓生境適宜性，根據(jù)以往專家學(xué)者對大熊貓研究的相關(guān)成果[1～8]，本次研究選取以下幾個(gè)主要因子進(jìn)行分析。

3 結(jié)果

(1)地形因子。根據(jù)大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)綜合地理信息數(shù)據(jù)分析，國家公園內(nèi)大熊貓分布點(diǎn)的海拔主要集中在1 800 m～3 400 m之間(見圖3)。

圖3 大熊貓分布海拔圖Fig.3 Giant panda trace point elevation

表1大熊貓生境因子分析表

Tab.1 Habitat factors of Giant panda

(2)坡度因子。根據(jù)大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)分布及區(qū)域數(shù)字高程模型分析，國家公園內(nèi)大熊貓分布坡度主要在40°以下，其中以10°～30°之間的坡度分布最為集中(見圖4)。

圖4 大熊貓分布坡度圖Fig.4 Giant panda trace point aspect

(3)植被類型。根據(jù)國家公園內(nèi)森林資源分布圖和大熊貓四調(diào)數(shù)據(jù)，大熊貓分布區(qū)的植被類型主要為針闊混交林、落葉闊葉林、溫性針葉林、常綠落葉闊葉混交林，其中以針闊混交林最為集中，這也與大熊貓主要分布的海拔段一致，另外，在灌木林和草地中少有分布(見表2)。

表2大熊貓痕跡點(diǎn)植被類型表

Tab.2 Vegetation type of giant panda trace points

植被類型 Vegetation比例 Percentage (%)針闊混交林58.4落葉闊葉林14.2溫性針葉林12.6常闊落闊混葉林12.0灌木林2.7草地0.1

(4)植被蓋度。根據(jù)大熊貓痕跡點(diǎn)的喬木層郁閉度和灌木層蓋度分析，大熊貓分布所在喬木層郁閉度主要集中在0.2～0.7之間，占全部樣點(diǎn)的85.9%，灌木層蓋度主要集中在20%～50%，占全部樣點(diǎn)的81.4%。

(5)竹林類型。根據(jù)全國第四次大熊貓現(xiàn)地調(diào)查數(shù)據(jù)和植被類型數(shù)據(jù)，在國家公園范圍內(nèi)有 2 481個(gè)活動(dòng)痕跡點(diǎn)，其中 2 473個(gè)痕跡點(diǎn)有竹林分布，占全部樣點(diǎn)的99.7%，主要竹種為缺苞箭竹、冷箭竹、青川箭竹、短錐玉山竹、華西箭竹等，由此可見，可食竹資源分布直接影響到大熊貓棲息活動(dòng)。

(6)水源分布。利用ARCGIS工具計(jì)算各大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)與附近水源的最近距離得出，在距離水源800 m以內(nèi)的區(qū)域是大熊貓較喜歡的集中分布地，占全部樣點(diǎn)的88.4%。隨著水源距離的增加，大熊貓活動(dòng)呈減少的趨勢。

(7)耕作及生產(chǎn)生活。目前大熊貓國家公園范圍內(nèi)還有一定數(shù)量的原住居民從事生產(chǎn)生活。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，大熊貓活動(dòng)位置距離居民建筑、耕地距離主要集中在 1 000 m～5 000 m范圍內(nèi)，該區(qū)域居民生產(chǎn)生活距離水源較近，海拔適中，地勢較為平坦，適宜大熊貓取水和棲息活動(dòng)，距離500 m以內(nèi)容易受人為生產(chǎn)生活行為的干擾(見表3)。

表3大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)與居民、耕地距離關(guān)系

Tab.3 Distance between giant panda trace points and residents,farmland

距房屋耕地 distance(m)占比Percentage(%)<5002.54500-10007.131000-200024.352000-300020.803000-400016.614000-500012.625000-60006.776000-70002.867000-80002.828000-90002.42>90001.09

(8)礦山開采。根據(jù)大熊貓第四次調(diào)查數(shù)據(jù)和有關(guān)專家學(xué)者對大熊貓的研究成果，人為礦山開采活動(dòng)對大熊貓棲息活動(dòng)影響較大，利用核密度(kernel Density)分析，將礦山密度分為四個(gè)等級。將大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)疊加礦山核密度圖，痕跡點(diǎn)在高密度范圍內(nèi)有3個(gè)，較高密度范圍內(nèi)有18個(gè)，中密度區(qū)內(nèi)有88個(gè)，低密度區(qū)和無礦山開采的區(qū)域 2 372個(gè)，分別占全部樣點(diǎn)的0.12%、0.73%、3.55%和95.61%。由此印證了礦山開采對大熊貓棲息活動(dòng)有較大影響。大熊貓痕跡點(diǎn)分布與礦山密度關(guān)系見圖5。

圖5 大熊貓痕跡與礦山密度關(guān)系圖Fig.5 Giant panda trace points and mine density

(9)道路分布。根據(jù)區(qū)域道路核密度圖，疊加大熊貓活動(dòng)痕跡點(diǎn)，分析道路密度與大熊貓活動(dòng)的關(guān)系。在道路高密度區(qū)無大熊貓活動(dòng)分布，較高密度區(qū)有38個(gè)痕跡點(diǎn)，中密度區(qū)有434個(gè)痕跡點(diǎn)，低密度區(qū)及無道路區(qū)域有2 009個(gè)痕跡點(diǎn)。分別占總樣點(diǎn)數(shù)的0%、1.53%、17.49%、80.98%。由此分析，道路分布對大熊貓活動(dòng)分布影響比較明顯。大熊貓痕跡點(diǎn)分布與道路密度關(guān)系見圖6。

圖6 大熊貓痕跡與道路密度關(guān)系圖Fig.6 Giant panda trace points and road density

(10)適宜性綜合分析。結(jié)合研究區(qū)地形因子、植被因子、可食竹及人為干擾等多因子綜合分析，得出研究區(qū)內(nèi)適宜大熊貓棲息的空間范圍。根據(jù)多因素分析，研究區(qū)內(nèi)大熊貓的適宜區(qū)面積 6 364 km2，次適宜區(qū) 5 576 km2，一般適宜區(qū) 2 051 km2，不適宜區(qū) 6 043 km2，分別占研究區(qū)總面積的31.9%、27.8%、10.2%和30.1%。

圖7 大熊貓生境適宜性分布圖Fig.7 habitat suitability of gGiant panda

4 討論

大熊貓國家公園主要位于岷山、邛崍山和相嶺山系，公園內(nèi)有自然保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)小區(qū)、世界自然遺產(chǎn)地、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、水利風(fēng)景區(qū)、地質(zhì)公園等多種保護(hù)地類型。也是人工林資源較多的地區(qū)，根據(jù)林地檔案資源，公園內(nèi)分布有較多的人工杉木(Cunninghamialanceolata)、柳杉(Cryptomeriafortunei)等純林，根據(jù)研究成果， 高郁閉度人工純林并不適宜大熊貓棲息活動(dòng)，建議出臺(tái)相關(guān)政策，允許對國家公園內(nèi)此類森林進(jìn)行相應(yīng)的改造，以改善林分結(jié)構(gòu)，促進(jìn)大熊貓棲息交流。

加強(qiáng)公園內(nèi)大熊貓棲息地修復(fù)工作。公園內(nèi)局部人為活動(dòng)、資源開發(fā)較集中，特別是道路建設(shè)、礦山開采對大熊貓影響較明顯，需要針對大熊貓關(guān)鍵廊道和人為干擾嚴(yán)重的區(qū)域，加強(qiáng)適宜棲息地修復(fù)，增加大熊貓棲息地范圍，減少人為干擾。

加強(qiáng)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，將公園內(nèi)農(nóng)耕地納入退耕還林工程，符合條件的商品林納入公益林管理，爭取增大公園內(nèi)生態(tài)公益林的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和中央生態(tài)轉(zhuǎn)移支付力度，保護(hù)原住居民切身利益，使保護(hù)大熊貓及棲息地成為當(dāng)?shù)鼐用竦淖杂X行動(dòng)。