中國國家森林公園時(shí)空演變特征及其影響因素分析

,1b

(1.東北師范大學(xué) a.地理科學(xué)學(xué)院;b.人文學(xué)院,吉林 長春 130024;2西南林業(yè)大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650024)

1 引言

森林公園是我國自然保護(hù)和旅游開發(fā)的主要形式之一[1]。在生態(tài)環(huán)境日益惡化、民眾回歸自然需求快速增加的大背景下,森林公園尤其是國家森林公園已成為我國生態(tài)文明建設(shè)的“排頭兵”[2]。我國學(xué)者對(duì)國家森林公園的研究源于其經(jīng)濟(jì)效益,認(rèn)為應(yīng)將森林公園作為林業(yè)產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[3]。其后的研究多與森林旅游相關(guān),涉及旅游資源[4]、景區(qū)開發(fā)與管理[5]、旅游經(jīng)濟(jì)[6]等森林旅游景區(qū)相關(guān)研究,游客行為[7]、旅游體驗(yàn)[8]、環(huán)境承載力[9]、社區(qū)參與[10]等森林旅游游客與社區(qū)的相關(guān)研究,國土空間、林業(yè)主管部門等管理部門的相關(guān)研究[11]。隨后的研究主要涉及國家森林公園的綠色發(fā)展與生態(tài)安全[12],包括對(duì)空氣負(fù)離子[13]、噪音[14]等生態(tài)因子的研究,環(huán)境教育、自然教育等解說系統(tǒng)的研究[15]。近年的研究重點(diǎn)為國家森林公園的時(shí)間軌跡[16,17]與空間分布[16-19],但較少有學(xué)者將時(shí)間和空間兩者相結(jié)合起來進(jìn)行研究。國家森林公園的評(píng)選具有較強(qiáng)的政策性,目前學(xué)者較多的是對(duì)政策進(jìn)行單獨(dú)分析[20,21],將發(fā)展政策、時(shí)間軌跡與空間分布三者相結(jié)合的研究更少,因此本研究將從這三方面入手,對(duì)國家森林公園空間分布進(jìn)行全面深入的分析。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究對(duì)象為1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的國家森林公園,分布在除香港和澳門特別行政區(qū)、臺(tái)灣地區(qū)以外的31個(gè)省市區(qū)。國家森林公園數(shù)據(jù)來源于中國森林公園官方網(wǎng)(http://zgslgy. forestry.gov.cn),森林資源數(shù)據(jù)來源于中國林業(yè)網(wǎng)(http://www.forestry.gov.cn),各省市區(qū)經(jīng)濟(jì)、人口資料來源于相關(guān)年份的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》,空間行政邊界矢量圖數(shù)據(jù)來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心發(fā)布的1∶400萬中國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)。

2.2 研究方法

基尼系數(shù)，計(jì)算公式為:

G=SA/S(A+B)

(1)

式中,SA為國家森林公園實(shí)際分布曲線和國家森林公園分配絕對(duì)平等線之間的面積;S(A+B)為國家森林公園實(shí)際分布曲線右下方的面積。

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓，主要參數(shù)的計(jì)算公式為:

(2)

方位角:

(3)

(4)

(5)

核密度估計(jì),計(jì)算公式為:

(6)

式中,k(X-Xi/h)為核密度方程式;(X-Xi)為待分析國家森林公園X到Xi的距離;h為帶寬,即搜索半徑;n為要素?cái)?shù)量;d為數(shù)據(jù)維數(shù),本研究取值為2。

探索性空間數(shù)據(jù)分析，計(jì)算公式為:

Global Moran′s I指數(shù):

(7)

(8)

皮氏積矩相關(guān)系數(shù)，計(jì)算公式為:

(9)

3 中國國家森林公園時(shí)空演變特征

3.1 國家森林公園政策演進(jìn)與階段特征

政策節(jié)點(diǎn)識(shí)別:從歷史的角度梳理和審視國家森林公園的相關(guān)政策,發(fā)現(xiàn)國家森林公園發(fā)展有4個(gè)重要政策節(jié)點(diǎn):1982年為國家森林公園評(píng)選的開端年；1992年為國家森林公園進(jìn)入有序管理的階段；2002年為國家森林公園建設(shè)的重點(diǎn)由經(jīng)濟(jì)效益向生態(tài)效益轉(zhuǎn)變；2011年為國家森林公園的目標(biāo)轉(zhuǎn)為全面提高人民的生態(tài)福祉。

發(fā)展階段:本文以上述政策的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為判斷基礎(chǔ),結(jié)合國家森林公園的數(shù)量和面積變化,將國家森林公園的發(fā)展歷程大致分為6個(gè)階段:①萌芽探索階段(1982—1990年)。以國家森林公園為依托，大型林場進(jìn)行省部聯(lián)建,旨在解決林業(yè)重視采伐忽視培育的問題。該階段國家森林公園具備良好的發(fā)展基礎(chǔ),后期成為了著名的風(fēng)景區(qū)。②快速成長階段(1991—1995年)。1992年原國家林業(yè)部要求“森林環(huán)境優(yōu)美的國有林場都應(yīng)設(shè)立森林公園”,此后國家森林公園進(jìn)入了建設(shè)高潮期,國家森林公園的數(shù)量和面積都呈現(xiàn)激增的狀態(tài)。③規(guī)范建設(shè)階段(1996—2000年)。在國家森林公園數(shù)量激增的同時(shí),也帶來了質(zhì)量良莠不齊的問題,原國家林業(yè)部進(jìn)行了及時(shí)糾正,規(guī)范管理成為該階段國家森林公園發(fā)展的重要特征。④轉(zhuǎn)型發(fā)展階段(2001—2005年)。國家森林公園的建設(shè)重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向森林資源的生態(tài)化開發(fā)利用,因此國家森林公園的面積增長速度在該階段超過了數(shù)量增長速度。⑤生態(tài)開發(fā)階段(2006—2010年)。我國強(qiáng)調(diào)要在國家森林公園等森林資源良好的地方開展道德教育和生態(tài)文明教育,國家森林公園的規(guī)模增長和數(shù)量在發(fā)展中逐漸保持平衡。⑥全面提升階段(2011年至今)。國家森林公園建設(shè)內(nèi)容日益多元化,數(shù)量和面積增長趨緩,并成立了“森林公園保護(hù)與發(fā)展中心”,將國家森林公園的生態(tài)福祉發(fā)揮到最大化。

3.2 國家森林公園的空間分布演變

數(shù)量分布特征:本文主要運(yùn)用核密度估計(jì)方法計(jì)算國家森林公園核密度,見圖1。由于1990年我國只有8個(gè)國家森林公園,數(shù)據(jù)量不能滿足核密度計(jì)算的要求,故只對(duì)其他5個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了核密度分析。

從圖1可見:①在6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,國家森林公園的空間分布總體上都是以“胡煥庸線”為界,東南與西北分異明顯,呈現(xiàn)東南地區(qū)連片高密度分布,西北地區(qū)局部零星集聚的特征。②大別山、山東丘陵、長白山、太行山、巫山與雪峰山、南嶺等地區(qū)是國家森林公園最早的集聚地區(qū),并隨著時(shí)間的推移范圍逐漸擴(kuò)大;后期長江中下游地區(qū)得到了快速發(fā)展,集聚區(qū)范圍迅速擴(kuò)大;天山地區(qū)、雅魯藏布江地區(qū)經(jīng)過多年發(fā)展也逐漸形成了明顯的集聚區(qū)。

圖1 我國國家森林公園分布密度演化

面積分布特征:①借助ArcGIS軟件,根據(jù)式(7)計(jì)算出國家森林公園6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的Global Moran′s I 指數(shù)估計(jì)值,分別為0.00732、0.0094、0.0146、0.0397、0.0421、0.0427,通過顯著性檢驗(yàn)(Z>1.96),表明國家森林公園面積分布在空間上呈現(xiàn)集聚分布態(tài)勢,且隨著時(shí)間演變不斷加強(qiáng)。②借助ArcGIS軟件,計(jì)算得出國家森森公園6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的局部空間關(guān)聯(lián)指數(shù)(Getis -Ord G),并基于GIS平臺(tái)將進(jìn)行可視化,見圖2。雖然1990年國家森林公園在空間上呈現(xiàn)集聚,但數(shù)據(jù)量僅為8,所得結(jié)果不足以支撐研究,因此僅對(duì)其他5個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行局部空間關(guān)聯(lián)指數(shù)分析。從圖2可見,國家森林公園面積高低值分布具有一定的穩(wěn)定性。小興安嶺和長白山、大興安嶺、黃河內(nèi)蒙古段一直是國家森林公園面積高值分布地區(qū);新疆天山和天池地區(qū)、祁連山脈地區(qū)、雅魯藏布江沿岸后來居上,成為國家森林公園面積高值分布地區(qū);華北平原地區(qū)一直是國家森林公園面積低值分布地區(qū);除上述地區(qū)外,中值區(qū)廣泛分布于全國。隨著時(shí)間的推移,國家森林公園面積高值分布地區(qū)和低值分布地區(qū)的范圍不斷向外圍擴(kuò)張,呈現(xiàn)了“高值愈高,低值愈低”,空間分布上具有穩(wěn)定性的演化特征。

圖2 我國國家森林公園面積熱點(diǎn)區(qū)演化

3.3 國家森林公園空間態(tài)勢演變

主要是:①集聚性。國家森林公園空間分布的基尼系數(shù)1990年為0.759,接近于1,說明國家森林公園在空間上集中分布現(xiàn)象十分明顯。1995—2010年基尼系數(shù)分別為0.446、0.375、0.289和0.290,2015年的基尼系數(shù)大幅減小,但后期稍有回彈?？傮w而言,國家森林公園空間分布存在集聚性,逐漸減弱并維持在較穩(wěn)定的水平上。②方向性。以國家森林公園的點(diǎn)坐標(biāo)為基礎(chǔ)計(jì)算,得到國家森林公園標(biāo)準(zhǔn)差橢圓,該分布橢圓是研究國家森林公園空間分布方向性的基本參照(表1)?？梢妵疑止珗@的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓不斷擴(kuò)大,表明國家森林公園的分布范圍越來越廣泛;在方位角上不斷增加,表明空間上不斷向東南方向延展,長短軸比例不斷減小,表明國家森林公園的西北—東南方向的發(fā)展趨勢不斷增強(qiáng),空間分布方向性減弱。重心除1990年外,始終位于河南省周口市或漯河市境內(nèi)。相比我國國土均衡分布(即不考慮任何自然和社會(huì)因素的作用)橢圓的重心(103.30°E、36.64°N)[34],國家森林公園重心向東偏移的方向遠(yuǎn)大于向南偏移的方向。

表1 國家森林公園標(biāo)準(zhǔn)差橢圓基本參數(shù)

4 國家森林公園時(shí)空演變的影響因素

4.1 水熱氣候條件

采用空間疊置方法,將我國826個(gè)國家森林公園分別與我國>10℃積溫與年均降水量背景圖疊加,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。從表2可見,隨著溫度升高,我國國家森林公園數(shù)量在不斷增加,但面積在不斷減少。我國熱帶地區(qū)與溫帶地區(qū)相比,雖然有更豐富的熱量資源,但熱帶地區(qū)面積占比太小,導(dǎo)致熱帶地區(qū)的國家森林公園比例也很小?？傮w上,隨著我國熱點(diǎn)地區(qū)濕潤度升高,國家森林公園數(shù)量呈現(xiàn)明顯的上升趨勢;面積除濕潤區(qū)外,也呈現(xiàn)了明顯的上升趨勢。濕潤區(qū)雖然具有森林生長需要的充足水分,但由于是我國人口和城市分布的主要地區(qū),城市建設(shè)用地需求量大,導(dǎo)致國家森林公園面積減少。

表2 不同水熱條件區(qū)域中國國家森林公園的數(shù)量與比例

圖3 各省份森林資源占比與國家森林公園數(shù)量占比的矩陣分析

4.2 森林資源條件

通過各省份森林資源占比與國家森林公園數(shù)量占比的矩陣分析(圖3左)可見,第一象限和第三象限內(nèi)分布了64.52%的省份,第二象限和第四象限內(nèi)分布了35.48%的省份,且第二象限和第四象限內(nèi)湖北、陜西、吉林、廣西、內(nèi)蒙古等省份緊鄰分界線,表明國家森林公園的數(shù)量分布與森林資源分布具有顯著的空間耦合特征,森林資源豐富的東北林區(qū)、西南林區(qū)和東南林區(qū)是我國國家森林公園的兩大主要集聚區(qū)。同時(shí),森林資源相對(duì)較少但森林旅游市場良好的山東、浙江等地也成為國家森林公園的主要集聚區(qū)。從圖3右可見,僅有新疆、內(nèi)蒙古、四川、廣西、云南等省份位于第二象限和第四象限,且新疆、內(nèi)蒙古和廣西緊鄰分界線,表明國家森林公園的面積分布與森林資源存在極顯著的空間耦合關(guān)系,森林資源豐富的地區(qū)也是國家森林公園面積較大的地區(qū)。四川和云南雖然森林資源極為豐富,但由于西部地區(qū)的地形地貌復(fù)雜,降低了這些地區(qū)森林資源的可達(dá)性,因此國家森林公園面積較小。

4.3 人口條件

本文選取各省份國家公園數(shù)量和年末的人口為變量,運(yùn)用SPSS軟件計(jì)算得到皮氏矩陣相關(guān)系數(shù)(在0.01水平上顯著)。具體而論,在6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上年末人口與國家森林公園數(shù)量相關(guān)系數(shù)分別為0.41、0.66、0.76、0.70、0.69、0.70,年末人口與國家森林公園面積相關(guān)系數(shù)分別為0.09、0.19、0.29、0.09、0.08、0.08?？梢钥闯?在各時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,人口數(shù)量與國家森林公園數(shù)量的相關(guān)系數(shù)大于0.40。隨著時(shí)間的推移,相關(guān)性增強(qiáng)并維持在0.70左右的高顯著性水上,表明國家森林公園數(shù)量分布與人口條件具有顯著的相關(guān)性;人口數(shù)量與國家森林公園面積相關(guān)系數(shù)僅在2000年大于0.2,其他時(shí)間節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)小于0.2,表明國家森林公園面積分布與人口條件不具有相關(guān)性。原因可能是:國家森林公園的重點(diǎn)已開始轉(zhuǎn)向生態(tài)建設(shè),為民眾帶來更多的生態(tài)福祉已成為設(shè)立國家森林公園的重要目的之一,以人口與國家森林公園數(shù)量為代表的生態(tài)福祉保持顯著相關(guān)性正是生態(tài)文明理念的體現(xiàn),更能靈活地滿足民眾的生態(tài)福祉。

4.4 經(jīng)濟(jì)條件

選取各省份國家公園數(shù)量和地區(qū)生產(chǎn)總值為變量,運(yùn)用SPSS軟件計(jì)算得到皮氏矩陣相關(guān)系數(shù)(在0.01水平上顯著)。具體而論,在6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上地區(qū)生產(chǎn)總值與國家森林公園數(shù)量相關(guān)系數(shù)分別為0.50、0.48、0.59、0.47、0.48、0.53,地區(qū)生產(chǎn)總值與國家森林公園面積相關(guān)系數(shù)分別為0.35、0.07、0.18、-0.01、0.02、-0.02?？梢钥闯?隨著時(shí)間推移,各時(shí)間節(jié)點(diǎn)上地區(qū)生產(chǎn)總值與國家森林公園數(shù)量的相關(guān)系數(shù)略有起伏,但都在0.40—0.60的范圍內(nèi),表明國家森林公園數(shù)量分布與經(jīng)濟(jì)條件具有顯著相關(guān)性;地區(qū)生產(chǎn)總值與國家森林公園面積除在1990年相關(guān)系數(shù)大于0.2外,其他年份多接近于0,因此國家森林公園面積分布與經(jīng)濟(jì)條件不具有相關(guān)性?？赡艿脑蚴?國家森林公園的建設(shè)需要投入大量資金,涉及眾多的職能部門,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)滿足上述條件的可能性越大;但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的城市化水平較高,所需建設(shè)用地和大型項(xiàng)目用地較多,需要犧牲一部分森林環(huán)境。因此,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)國家森林公園的設(shè)立雖然有助推作用,但其作用力受到了一定的限制。

4.5 政府行政力量

國家森林公園的空間分布受到相關(guān)評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)立要求的直接影響。雖然經(jīng)過三十幾年的發(fā)展,評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)立要求不斷完善,但總體而言未能將自然條件和地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)差異充分考慮在內(nèi),在一定程度上加劇了國家森林公園分布的不均衡。同時(shí),隨著國家森林公園評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)立要求越來越注重生態(tài)建設(shè)、生態(tài)教育、多功能開發(fā),各城市都通過更大范圍的地域整體優(yōu)勢進(jìn)行競爭,逐漸開始形成了區(qū)域內(nèi)的國家森林公園網(wǎng)絡(luò)體系,即政策因素帶來的空間效應(yīng)開始出現(xiàn)在城市—區(qū)域尺度上,在全國和城市內(nèi)部尺度表現(xiàn)不突出。

綜合上述對(duì)各影響因素的分析可知,國家森林公園的時(shí)空演變受到了自然約束力、社會(huì)驅(qū)動(dòng)力和政府行政力的交互作用。

5 結(jié)論與討論

國家森林公園從設(shè)立至今,有關(guān)國家森林公園的政策和實(shí)踐日趨成熟和完善,隨著時(shí)間的演進(jìn),國家森林公園的空間分布態(tài)勢不均衡性減弱,分布范圍不斷擴(kuò)大,重心向西偏移并逐漸趨于穩(wěn)定;數(shù)量分布格局始終與“胡煥庸線”高度吻合,呈現(xiàn)“東南密、西北疏”的特征,面積分布格局則呈片狀分布,表現(xiàn)“高值愈高,低值愈低”的特征。國家森林公園的時(shí)空演變是多因素綜合作用的結(jié)果,水熱氣候條件是國家森林公園演變的基礎(chǔ)動(dòng)力,森林資源是直接動(dòng)力,人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)水平在兩者的基礎(chǔ)上又推動(dòng)了國家森林公園的進(jìn)一步演進(jìn),政府行政力是隱形的指導(dǎo)力量。自然約束力主要影響國家森林公園的面積分布,社會(huì)驅(qū)動(dòng)力和政府行政力則主要影響國家森林公園的數(shù)量分布。

主要政策啟示:①通過政策調(diào)控普及生態(tài)福祉。雖然自然地域分異規(guī)律、人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)差異是客觀存在的自然和社會(huì)條件,但可通過政策調(diào)控來設(shè)立國家森林公園,最大程度上將森林福祉普及至民眾。②通過因地制宜促進(jìn)生態(tài)和諧。森林資源等生態(tài)資源在數(shù)量或質(zhì)量上具有顯著的差異性,應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況,形成差異化的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,使各區(qū)域都能形成具有特色的森林生態(tài)福祉。③通過多種方式繁榮生態(tài)文明。設(shè)立生態(tài)資源管理與保護(hù)點(diǎn)并促進(jìn)其繁榮發(fā)展是滿足人們生態(tài)基礎(chǔ)工作,更重要的是要在生態(tài)保護(hù)意識(shí)建設(shè)等方面來落實(shí)生態(tài)文明、繁榮生態(tài)文明。