國家公園自然資源保護分區(qū)研究
——以北京長城國家公園體制試點區(qū)為例

蘇 珊,姚愛靜,趙慶磊,田盈盈,周丁揚,*

1 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部自然資源學(xué)院,北京 100875 2 北京市八達嶺林場,北京 102112

自然資源作為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和生態(tài)系統(tǒng)的空間載體與構(gòu)成要素,在我國生態(tài)文明建設(shè)中處于關(guān)鍵地位。2013年11月,黨的十八屆三中全會以全面深化改革這一關(guān)鍵時期為契機,首次明確提出“建立國家公園體制”[1-3]。2015年1月,國家發(fā)展改革委會同相關(guān)部門聯(lián)合印發(fā)《建立國家公園體制試點方案》,將北京、黑龍江、吉林、浙江等地區(qū)作為國家公園體制建設(shè)試點,并要求試點區(qū)探索統(tǒng)籌自然資源保護和利用的保護管理模式[3-5]。2017年9月,中辦、國辦正式印發(fā)《建立國家公園體制總體方案》,明確要求按照自然生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性及其內(nèi)在規(guī)律,對國家公園實行整體保護、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理。我國國家公園體制的建立是對既有自然保護地體制的一次改革創(chuàng)新,與既有的自然保護區(qū)、森林公園等一般自然保護地相比,國家公園體制的關(guān)鍵在于對自然資源進行統(tǒng)一管理,強化對自然生態(tài)系統(tǒng)的整體性保護,此外,國家公園還有著比既有自然保護地更加嚴(yán)格的保護要求[5]。因此,國家公園體制的建立,有利于消除原有自然保護地管理體制中普遍存在的多頭管理問題,是對碎片化的“山水林田湖草”自然資源進行統(tǒng)一管理的一次全新嘗試[6],對促進自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性和系統(tǒng)性保護以及自然資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

分區(qū)是國家公園進行自然資源保護和管理等方面最重要的手段之一?？茖W(xué)、合理的分區(qū)制度有助于增強保護措施的適宜性和區(qū)域針對性,使生態(tài)本底和各類自然資源得以保持良好的健康狀態(tài),促進國家公園的可持續(xù)發(fā)展[7-9]。當(dāng)前,國內(nèi)外學(xué)者就分區(qū)做了大量研究,主要集中在以下兩個方面：一方面是基于單一自然資源要素進行區(qū)域劃分,如：為了有針對性的保護和管理特定自然資源與環(huán)境而制定的水資源、土壤資源、地表植被資源等各類單一自然資源保護分區(qū)框架[10-16]。另一方面則主要是從生態(tài)系統(tǒng)保護和自然保護地規(guī)劃相結(jié)合的角度出發(fā),就如何在資源保護過程中實現(xiàn)保護園區(qū)內(nèi)資源的合理利用而開展功能分區(qū)研究[17-23]。當(dāng)前,針對國家公園這一新型保護地形式所進行的分區(qū)研究大多屬于第二種類型,例如,虞虎、付夢娣等專家學(xué)者開展的國家公園功能分區(qū)研究[8,18],而基于國家公園自然地理條件、資源特點、社會人口條件等多要素特征,且能夠有效實現(xiàn)資源保護與管理相協(xié)調(diào)的國家公園資源保護分區(qū)研究還非常匱乏[19]。為此,本研究以北京長城國家公園體制試點區(qū)為例,從“生態(tài)本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取要素指標(biāo)構(gòu)建自然資源保護分區(qū)指標(biāo)體系,研究國家公園的自然地理條件、資源特征、人類活動范圍,結(jié)合各區(qū)域具體的資源問題和資源保護需求進行自然資源保護分區(qū),以期實現(xiàn)對北京長城國家公園體制試點區(qū)自然資源的有效保護并形成可復(fù)制可推廣的國家公園自然資源保護分區(qū)模式。

1 研究區(qū)概況

北京長城國家公園體制試點區(qū)位于延慶和昌平交界處的居庸關(guān)和八達嶺之間,總面積59.91km2,東至八達嶺鎮(zhèn)邊界(不包含現(xiàn)狀黃土梁音樂谷演藝核心區(qū)),南至延慶區(qū)區(qū)界,北以程家窯村北邊界—吉潤高爾夫球場以西—陽光馬術(shù)俱樂部東南側(cè)山腳一線為界,西為八達嶺鎮(zhèn)幫水峪村東側(cè)山場及營城子南端山場長城500米保護范圍線(圖1)。該區(qū)地處暖溫帶落葉闊葉林區(qū),地帶性植被是以櫟類為主的落葉闊葉林,植被類型多樣,是北京地區(qū)退化森林保護與恢復(fù)的典型代表地區(qū)之一。在試點區(qū)59.91km2的范圍內(nèi),有山體、森林、長城、村莊等形態(tài)多樣的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的自然/人文資源,孕育有野生植物543種,昆蟲284種,陸生脊椎動物161種,大型真菌108種。該區(qū)不僅有華北地區(qū)面積最大的天然暴馬丁香林和近千畝紅葉樹(黃櫨),還有黃檗、紫椴、刺五加等珍貴的植物和斑羚、燕隼等重點保護野生動物,其中,國家I級重點保護野生動物1種,國家Ⅱ級重點保護野生動物19種。但這些自然資源的數(shù)量和質(zhì)量均存在較為明顯的空間差異,在實際的資源保護工作中,易導(dǎo)致資源保護方向和保護重點不明確的問題。

圖1 北京長城國家公園體制試點區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location map of Beijing Great Wall National Park System Pilot Area

2 研究方法

2.1 分區(qū)思路

因地制宜是有效指導(dǎo)資源保護工作的一項重要原則。進行國家公園自然資源保護分區(qū),分區(qū)域開展國家公園體制試點區(qū)自然資源保護工作,有助于根據(jù)國家公園各區(qū)域?qū)嶋H的自然地理條件和資源特征確定區(qū)域保護重點和措施,實現(xiàn)國家公園自然資源的精準(zhǔn)化保護,保證國家公園的大部分生境和自然資源得以保持健康狀態(tài),同時,分區(qū)還可以為國家公園后續(xù)開展自然資源監(jiān)測、評價、保護成效對比等工作奠定基礎(chǔ)。

從明確國家公園自然資源保護對象,識別自然資源保護問題,確定自然資源保護需求,制定自然資源保護措施的角度出發(fā),提出以下分區(qū)思路：

(1)研究以林小班為分區(qū)單元。首先從“生態(tài)本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取要素指標(biāo)構(gòu)建北京長城國家公園體制試點區(qū)自然資源保護分區(qū)指標(biāo)體系,綜合分析國家公園的自然地理條件、資源特征以及人類活動干擾對自然資源保護產(chǎn)生的負(fù)面影響。

(2)根據(jù)北京長城國家公園體制試點區(qū)的生態(tài)本底特征將其劃分為若干單元,將劃分結(jié)果確定為自然資源保護第一層分區(qū),并將其作為在國家公園開展資源調(diào)查統(tǒng)計和保護管理活動及資源開發(fā)經(jīng)營的基本區(qū)劃單位,以避免國家公園空間管控破碎等問題。

(3)在上述第一層分區(qū)的基礎(chǔ)上,依據(jù)資源保護目標(biāo)和自然基底保護、物種資源保護以及游客觀賞體驗、社區(qū)發(fā)展等不同區(qū)域?qū)嶋H的資源保護需求,以各區(qū)域資源特征和人類活動干擾特征為指導(dǎo),根據(jù)不同區(qū)域具體的資源保護問題對自然資源保護單元做進一步劃分,明確各個資源保護區(qū)的重點保護對象,以保證國家公園管理部門在后期能夠因地制宜地制定資源保護措施。

2.2 自然資源保護分區(qū)指標(biāo)體系

作為國家公園自然資源保護分區(qū)工作的一項重要構(gòu)成內(nèi)容,分區(qū)要素的選取至關(guān)重要[18]?？茖W(xué)的分區(qū)指標(biāo)能夠識別國家公園不同區(qū)域自然資源的問題和特征,并基于資源問題制定相應(yīng)的保護措施。在構(gòu)建北京長城國家公園體制試點區(qū)資源保護分區(qū)指標(biāo)體系時,本研究綜合考慮園區(qū)的生態(tài)本底特征、資源保護對象特征以及人類活動干擾因素,在數(shù)據(jù)可獲得的前提下,從“生態(tài)本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取指標(biāo),構(gòu)建了涵蓋地質(zhì)地貌、水土條件、動植物物種資源特征以及游客觀賞體驗、社區(qū)發(fā)展等人類活動的多要素評價指標(biāo)體系[20-23](見表1)。

(1)生態(tài)本底：生態(tài)本底是構(gòu)建自然資源保護框架的基石。氣候(溫度和降水)和地貌作為自然地理環(huán)境的兩個基本構(gòu)成要素[20],被確定為主要的生態(tài)本底分區(qū)指標(biāo)。由于北京長城國家公園體制試點區(qū)占地面積較小,降水、氣溫以及光照等氣候特征在試點區(qū)內(nèi)沒有明顯的空間差異,因此,在選取分區(qū)指標(biāo)時,僅選取了對自然資源發(fā)育具有基礎(chǔ)性控制作用的高程、坡度、坡向等地形地貌特征。

表1 自然資源保護分區(qū)指標(biāo)體系Table 1 Indicator system on natural resources protection zones

(2)資源特征：資源是國家公園內(nèi)部的直接保護對象,其特征是指導(dǎo)資源保護分區(qū)工作的重要依據(jù),基于此,文章選取了水土資源、物種資源豐度以及景觀品相各指標(biāo)對北京長城國家公園體制試點區(qū)的資源特征進行描述。集水能力可用來判斷各區(qū)域水資源條件的優(yōu)劣,本研究借助ArcGIS提供的Hydrology工具集提取水文特征要素,進行河網(wǎng)分類和試點區(qū)小流域劃分,得到試點區(qū)的小流域劃分圖,確定各區(qū)域的集水能力大小。土壤是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ),基于數(shù)據(jù)的可獲得性,文章選取了能影響植物生長發(fā)育的土壤硬度和厚度指標(biāo),土壤硬度可用于判斷養(yǎng)分在土壤中移動能力的好壞以及是否有利于植物根系的生長,而厚度指標(biāo)則可以間接表征土壤肥力。物種資源豐度特征主要包括森林覆蓋度、植被郁閉度、林分結(jié)構(gòu)以及重點保護動植物物種的生境空間分布特征；景觀品相則包括植被色彩豐富度和群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜度兩個指標(biāo)。眾所周知,植被既是反映自然地理環(huán)境的“鏡子”,也是生物棲息環(huán)境的構(gòu)成主體,有必要了解森林植被的長勢、豐度和視覺特征,為制定森林景觀經(jīng)營方案奠定基礎(chǔ)[24-25]。此外,林分結(jié)構(gòu)不同的森林具有不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,林分結(jié)構(gòu)在影響野生動植物資源類型、數(shù)量和質(zhì)量的基礎(chǔ)上,還會進一步影響生態(tài)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn),因此,需要在分區(qū)過程中對其進行分析。

(3)人類干擾：北京長城國家公園體制試點區(qū)景觀資源豐富,村莊居民點用地集中,受游客和社區(qū)發(fā)展等人類活動干擾程度大。景點地帶受游客觀賞活動的影響,易帶入危險性病蟲害；此外,春季和秋冬季節(jié)天氣干燥,景區(qū)人口流量大導(dǎo)致試點區(qū)存在較大的森林火災(zāi)隱患,因此,本研究選擇人文景觀、自然景觀等空間分布指標(biāo)和距居民點的距離來表示生態(tài)系統(tǒng)受人類干擾所導(dǎo)致的生態(tài)壓力[26-27]。

在完整性、綜合性、區(qū)域共軛性原則的指導(dǎo)下,文章基于前文選取的分區(qū)指標(biāo),以林小班為分區(qū)單元進行自然資源保護分區(qū)。首先,借助ArcGIS空間分析平臺對北京長城國家公園體制試點區(qū)的生態(tài)本底特征進行分析,對國家公園進行第一層次的自然資源保護分區(qū)；在第一層自然資源保護分區(qū)結(jié)果的基礎(chǔ)上,將水土資源、物種資源特征指標(biāo)以及游客觀賞體驗、社區(qū)發(fā)展等人類活動干擾指標(biāo)分別落到圖上并進行空間疊加,進而根據(jù)要素重疊情況對自然資源保護單元做進一步劃分。

2.3 數(shù)據(jù)來源

研究所用的數(shù)據(jù)主要包括：(1)30m×30m分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)和Landsat OLI遙感影像數(shù)據(jù),均來源于中國科學(xué)院地理數(shù)據(jù)共享平臺——地理空間數(shù)據(jù)云。(2)行政村空間分布點數(shù)據(jù)。以北京長城國家公園體制試點區(qū)的遙感影像為數(shù)據(jù)源,采用目視解譯的方法提取行政村信息,經(jīng)過精度驗證和成果修訂而獲得。(3)重點保護動物、重點保護植物空間分布點數(shù)據(jù),以北京長城國家公園體制試點區(qū)資源調(diào)查報告中的柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),借助ArcGIS進行矢量化操作而得到。(4)現(xiàn)狀景點資源的空間分布點數(shù)據(jù),以延慶區(qū)八達嶺特區(qū)辦事處提供的柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),借助ArcGIS進行矢量化操作而得到。(5)北京長城國家公園體制試點區(qū)土壤屬性數(shù)據(jù)、植被屬性數(shù)據(jù),由北京市林業(yè)勘察設(shè)計院提供。

3 試點區(qū)自然資源保護分區(qū)結(jié)果

3.1 自然資源保護分區(qū)方案

生態(tài)本底特征是北京長城國家公園體制試點區(qū)劃定第一層自然資源保護區(qū)的依據(jù)。研究借助ArcGIS空間分析平臺對北京長城國家公園體制試點區(qū)的生態(tài)本底特征進行分析,按照綜合性、完整性、區(qū)域共軛性原則,將國家公園試點區(qū)劃分為7個自然資源保護區(qū),并根據(jù)其各自的地理位置進行命名(圖2)：場部自然資源保護區(qū)、長城北部自然資源保護區(qū)、幫水峪自然資源保護區(qū)、長城南部自然資源保護區(qū)、八達嶺自然資源保護區(qū)、石峽自然資源保護區(qū)以及三堡自然資源保護區(qū)。場部自然資源保護區(qū)面積為0.55km2,占試點區(qū)面積的0.92%,該區(qū)地勢低平,地質(zhì)條件較好；長城北部自然資源保護區(qū)面積為11.30km2,占試點區(qū)面積的18.86%,該地區(qū)整體坡度較低,屬于緩坡地帶,該地區(qū)地形條件適中,適合植物生長；幫水峪自然資源保護區(qū)面積為4.75km2,占試點區(qū)面積的7.93%；長城南部自然資源保護區(qū)面積為9.52km2,占試點區(qū)面積的15.89%,坡度適中,排水良好,生態(tài)本底條件優(yōu)良,非常有利于植物生長；八達嶺自然資源保護區(qū)面積為10.36km2,占試點區(qū)面積的17.29%,該區(qū)域地勢較陡,后期應(yīng)根據(jù)該地區(qū)的地形地勢改善該地區(qū)的水土條件,為合理配置地表植被奠定基礎(chǔ)；石峽自然資源保護區(qū)面積為12.63km2,占試點區(qū)面積的21.08%；三堡自然資源保護區(qū)面積為10.80km2,占試點區(qū)面積的18.03%；石峽及三堡保護區(qū)坡地分布集中,特殊的地形條件使該區(qū)擁有較好的集水能力。

在上述7個資源保護區(qū)的基礎(chǔ)上,研究選取水土資源、物種資源特征、人類活動干擾等多個因素指標(biāo)對區(qū)域的自然基底條件、資源特征及人類活動干擾強度進行了分析,將國家公園進一步細分為包括自然基底、物種資源和景觀資源不同重點保護對象的17種自然資源保護區(qū)(圖2),以便后期能夠因地制宜地開展各種資源保護活動。其中,自然基底類保護區(qū)擁有相對較差的地質(zhì)和水土資源條件,是重點生態(tài)保護區(qū),如場部物種資源保護區(qū),該地區(qū)土壤條件較好,但水資源較為缺乏,是植被生長的主要限制因素,應(yīng)著力解決該地區(qū)的植被撫育用水問題。物種資源類保護區(qū)是重點保護動植物資源的分布地帶,但存在分布密度較小和空間分布不清等問題,應(yīng)在該類資源保護地區(qū)做進一步的科學(xué)調(diào)查并安裝資源動態(tài)監(jiān)測設(shè)施。景觀資源類保護區(qū)存在兩種突出的問題：一是自然景觀質(zhì)量不佳,主要表現(xiàn)為森林景觀豐度不足、植被色彩豐富度較差、品相不佳,如南園、岔道等村莊聚集的長城北部自然資源保護區(qū),八達嶺隧道、青龍橋隧道等道路沿線地區(qū),這些區(qū)域應(yīng)加強觀賞性植被的撫育；二是地質(zhì)地貌、水資源景觀等自然或人文景觀因人類活動干擾而遭受破壞,喪失了原有風(fēng)貌,應(yīng)加強修繕維護,如三堡、石峽景觀資源保護區(qū)。在保證該類型保護區(qū)自然資源和生態(tài)環(huán)境得到良好保護的前提下,可開展適度的休閑游憩活動。

圖2 北京長城國家公園體制試點區(qū)自然資源保護分區(qū)方案Fig.2 Natural resources protection zone of the Beijing Great Wall National Park System Pilot Area

3.2 資源保護措施

結(jié)合上述分區(qū)結(jié)果,本研究根據(jù)不同區(qū)域具體的資源問題和保護需求,提出了以下保護措施：

(1)自然基底類保護區(qū)

良好的地質(zhì)和水土條件是自然生態(tài)系統(tǒng)健康運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),也是野生動植物資源生長繁衍的棲息地。自然基底遭到破壞的保護區(qū),必須加強該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù),如：實施生態(tài)治理工程項目,加強對保護區(qū)原有生境或被破壞生境的保護,禁止修建有污染性和破壞性的設(shè)施等。其中,三堡和石峽自然基底保護區(qū)保存有大面積人工林生態(tài)系統(tǒng)和天然次生林生態(tài)系統(tǒng),是自然資源保護和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的核心區(qū)域,應(yīng)嚴(yán)格采取封禁保育措施,此外,還可根據(jù)國家公園的自然地理特征修建集水設(shè)施,以達到為森林動物和森林防火提供水源的目的。

(2)物種資源類保護區(qū)

物種資源類保護區(qū)是野生動植物資源的集中分布地帶,包括大鵟、燕隼、刺五加、胡桃楸等重點保護動植物物種,但空間分布狀況不清影響了對動植物資源的有效保護,后期應(yīng)在該類型區(qū)建立生物物種監(jiān)測點并逐步完善重點保護動植物資源數(shù)據(jù)庫,開展持續(xù)的、長期的動植物資源調(diào)查和監(jiān)測工作,并將結(jié)果應(yīng)用到動植物資源的保護和管理行動之中。

(3)景觀資源類保護區(qū)

景觀資源類保護區(qū)存在兩種突出問題：一是自然景觀質(zhì)量不佳,主要表現(xiàn)為森林景觀豐度不足,植被色彩豐富度較差；二是地質(zhì)地貌、水資源景觀等自然或人文景觀遭受破壞,喪失了原有風(fēng)貌。針對第一種問題區(qū),如八達嶺景觀資源保護區(qū)和長城南部景觀資源保護區(qū),可在區(qū)域內(nèi)撫育彩葉樹種,打造觀賞性較強、自然景觀特色突出的生物景觀,或通過人工措施促進林分發(fā)育,調(diào)整林分結(jié)構(gòu),提高森林生態(tài)景觀水平。針對第二類問題區(qū),應(yīng)根據(jù)景觀受損的原因制定專項保護規(guī)劃,加強對景觀資源的保護,對于已經(jīng)遭受破壞的地景和水景資源,如：三堡、石佛寺景觀資源保護區(qū)等地,可以恢復(fù)原貌的應(yīng)盡可能使其恢復(fù)到自然景觀未受破壞之前的狀態(tài),對于無法恢復(fù)原貌的自然景觀和人文景觀,建議對其進行長期不間斷的科學(xué)維護和妥當(dāng)修繕,以盡量維持其原狀。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

國家公園自然資源保護分區(qū)是進行國家公園資源保護工作的重要手段之一,合理的資源保護空間格局劃分有助于識別區(qū)域的資源問題,并基于此確定保護目標(biāo)和保護措施,以實現(xiàn)自然資源的精準(zhǔn)化保護。因此,研究從“生態(tài)本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三個方面選取指標(biāo),對國家公園的自然地理條件、自然資源特征進行分析,作為識別資源保護對象的基礎(chǔ)。進而根據(jù)北京長城國家公園體制試點區(qū)的生態(tài)本底特征將其劃分為7個自然資源保護區(qū),作為開展資源保護管理活動及資源開發(fā)經(jīng)營的基本區(qū)劃單元；再依據(jù)國家公園的資源保護目標(biāo)和不同區(qū)域?qū)嶋H的資源保護需求,以各區(qū)域自然基底條件、資源特征和人類活動干擾特征為指導(dǎo),根據(jù)具體的資源保護問題對自然資源保護單元做進一步劃分,將國家公園分為17種資源保護區(qū)。最后,基于各區(qū)的資源問題和保護需求明確各區(qū)域的保護重點,并提出了相應(yīng)的保護措施,形成了一套較為完備的國家公園自然資源保護方案。

4.2 討論

(1)現(xiàn)有國家公園分區(qū)大多是從生態(tài)系統(tǒng)保護和土地利用規(guī)劃相結(jié)合的角度進行的功能分區(qū),較少考慮國家公園現(xiàn)實的資源保護問題和保護需求。為此,本文在借鑒前人分區(qū)研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,按照明確國家公園自然資源保護對象,識別自然資源保護問題,確定自然資源保護需求,制定自然資源保護措施的思路,對北京長城國家公園體制試點區(qū)進行了資源保護分區(qū)研究,并形成了包括兩個層次的系統(tǒng)性資源保護分區(qū)方案。該分區(qū)方案解決了國家公園各類用地交叉重疊、管理不到位、資源保護措施針對性不強等問題。

(2)目前,本研究所制定的國家公園自然資源保護分區(qū)方案僅提出了資源保護措施方向,并未制定具體的資源保護措施和工程類型,后期,國家公園管理部門可以在綜合考慮資源保護目標(biāo)及區(qū)域發(fā)展方向的基礎(chǔ)上,結(jié)合各個資源保護區(qū)域現(xiàn)存的資源保護問題制定資源保護專項規(guī)劃,以系統(tǒng)指導(dǎo)國家公園的自然資源保護工作。此外,資源保護分區(qū)以及如何在各個資源保護區(qū)實施差異化的社區(qū)管理模式,同樣是北京長城國家公園體制試點區(qū)自然資源保護分區(qū)規(guī)劃和管理中亟需深入研究的課題。