廣東省自然保護(hù)地空間分布特征研究*

樊 晶 楊志剛 郭盛才 練 麗 徐期瑚

（廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，廣東 廣州 510520）

自然保護(hù)地是由各級(jí)政府依法劃定或確認(rèn)，對(duì)重要的自然生態(tài)系統(tǒng)、自然遺跡、自然景觀及其所承載的自然資源、生態(tài)功能和文化價(jià)值實(shí)施長(zhǎng)期保護(hù)的陸域或海域[1]。自中辦、國(guó)辦印發(fā)《關(guān)于建設(shè)以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系指導(dǎo)意見(jiàn)》（中辦發(fā)〔2019〕42 號(hào))以來(lái)，全國(guó)現(xiàn)已初步建立了在保護(hù)生物多樣性、保存自然遺產(chǎn)、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全方面發(fā)揮了重要作用的自然保護(hù)地體系[2-5]，但由于自然保護(hù)地的體系建設(shè)和總體規(guī)劃相對(duì)滯后，各類型自然保護(hù)地存在重疊設(shè)置、多頭管理、邊界不清、權(quán)責(zé)不明、保護(hù)與發(fā)展矛盾突出等問(wèn)題[6-8]。分析自然保護(hù)地的空間分布特征，掌握不同類型保護(hù)地之間的空間關(guān)系對(duì)省域?qū)用孀匀槐Ｗo(hù)地體系建設(shè)具有十分重要的實(shí)踐價(jià)值和指導(dǎo)意義[9-10]。目前，已有很多學(xué)者對(duì)自然保護(hù)地的空間分布特征進(jìn)行了研究[11-16]，但鮮有以省級(jí)行政區(qū)為研究單位的自然保護(hù)地空間分布特征分析，作為自然保護(hù)地體系建設(shè)的具體實(shí)施單元，以省級(jí)行政區(qū)為單位的保護(hù)地空間特征分析將更具體系統(tǒng)地推進(jìn)自然保護(hù)地體系建設(shè)工作。

基于建立以國(guó)家公園為主的自然保護(hù)地體系的政策背景，廣東省現(xiàn)已建立自然保護(hù)地1 359處，約占全國(guó)保護(hù)地?cái)?shù)量的13%，總面積294.52萬(wàn) hm2，約占全國(guó)自然保護(hù)地國(guó)面積的1.7%[7]。由于廣東省自然保護(hù)地“先破壞，后保護(hù)；建設(shè)先行，管理后置”的歷史遺留特點(diǎn)，導(dǎo)致當(dāng)前保護(hù)地存在土地權(quán)屬不清、各類型保護(hù)地空間分布不合理等問(wèn)題[16]。本文以廣東省1 359 個(gè)保護(hù)地位研究對(duì)象，將全省自然保護(hù)地?cái)?shù)據(jù)抽象為點(diǎn)狀要素，利用GIS 空間分析方法和地理統(tǒng)計(jì)模型，采用地理集中指數(shù)、不平衡指數(shù)、最鄰近點(diǎn)指數(shù)和核密度分析方法，分析了廣東省各類自然保護(hù)地的空間分布特征，旨在為我省構(gòu)建科學(xué)合理的自然保護(hù)地體系提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

廣東省位于北緯20°13′～25°31′ 和東經(jīng)109°39′～117°19′之間，北依南嶺，南臨南海，北回歸線橫穿中部，珠江口東西兩側(cè)分別與香港、澳門(mén)特別行政區(qū)接壤。地勢(shì)北高南低，北部多山地和高丘陵，最高峰石坑崆海拔1 902 m，南部為平原和臺(tái)地。屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全省年均溫21.8℃，年均降水量為1 789.3 mm，是全國(guó)光、熱和水資源較豐富的地區(qū)。地帶性土壤主要為赤紅壤和紅壤，典型植被類型為南亞熱帶常綠闊葉季雨林。研究區(qū)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，動(dòng)植物資源極為豐富，孕育了具有較高自然保護(hù)價(jià)值的各類型自然保護(hù)地。自然保護(hù)地是全省生態(tài)系統(tǒng)最典型、生物多樣性最豐富、野生動(dòng)植物分布最集中、自然風(fēng)光最優(yōu)美的區(qū)域，是廣東重要的生態(tài)根基，也是粵港澳大灣區(qū)重要生態(tài)屏障，其生態(tài)功能對(duì)粵港澳大灣區(qū)城市群生態(tài)安全具有重要意義。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

目前廣東省自然保護(hù)地正在整合優(yōu)化過(guò)程中[17]，限于保護(hù)地整合優(yōu)化數(shù)據(jù)的不確定性，本文研究的是廣東省林業(yè)局上報(bào)國(guó)家林業(yè)和草原局的整合優(yōu)化前廣東省自然保護(hù)地?cái)?shù)據(jù)的空間分布格局。將1 359 個(gè)自然保護(hù)地抽象為點(diǎn)狀要素，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)。借助ArcGIS 10.2 的Spatial Statistics Tools 中Average Nearest Neighbor 工具，用最鄰近點(diǎn)指數(shù)R 判斷廣東省保護(hù)地的空間分布類型。采用地理集中指數(shù)G和不平衡指數(shù)S對(duì)廣東省自然保護(hù)地分布的均衡程度進(jìn)行分析。利用ArcGIS 10.2 的Spatial Analyst Tools 中Kernel Density 工具，得出廣東省自然保護(hù)地核密度圖。

1.3 研究方法

1.3.1 最鄰近指數(shù) 最鄰近指數(shù)(Nearest neighbor index)是測(cè)度點(diǎn)事物在地理空間中相互鄰近程度的地理指標(biāo)，是指實(shí)際最鄰近距離與理論最鄰近距離之比[18-20]。本文利用最鄰近指數(shù)R來(lái)測(cè)算廣東省自然保護(hù)地的集聚狀況，并以此判別空間分布類型。公式如下：

式（2）中：G為各類型自然保護(hù)地的地理集中指數(shù);n為廣東各地市的數(shù)量，本文取值為21;ix為第i個(gè)地市所擁有的自然保護(hù)地?cái)?shù)量;T為廣東省各類型自然保護(hù)地的總數(shù)。G值區(qū)間為0～100，值越大說(shuō)明越集中，值越小說(shuō)明越分散。

為方便比較，計(jì)算假設(shè)各類自然保護(hù)地完全平均分布情況下的地理集中指數(shù)[16]，計(jì)算公式如下:

式（4）中：S為不平衡指數(shù)；n為廣東省各地市個(gè)數(shù)，本文取值為21；Yi為各地市各類型自然保護(hù)地?cái)?shù)量從大到小排序后第i位的累計(jì)百分比。S值區(qū)間為0～1，S值越大,表明越集中，S值越小,表明越均衡。S＝0，表示自然保護(hù)地平均分布在各地市，S＝1，表示自然保護(hù)地全部集中在一個(gè)區(qū)域中。

1.3.4 核密度分析 核密度分析( kernel density estimation)方法認(rèn)為區(qū)域內(nèi)任意位置都有一個(gè)可測(cè)度的事件密度（也稱強(qiáng)度），該位置的事件密度可以通過(guò)其周圍單位面積區(qū)域內(nèi)的事件點(diǎn)數(shù)量來(lái)估計(jì)[21-22]。本文利用ArcGIS 10.2 對(duì)廣東省自然保護(hù)地進(jìn)行核密度分析，能直觀地反映出離散測(cè)量值在連續(xù)區(qū)域內(nèi)的分布情況，點(diǎn)越密集表明區(qū)域內(nèi)地理事件發(fā)生的概率越高，自然保護(hù)地分布密度越大。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣東省自然保護(hù)地空間分布數(shù)量特征

廣東省自然保護(hù)地分為6 類，共1 359 處，全省21 地級(jí)市均有自然保護(hù)地分布，其中自然保護(hù)區(qū)377 處，風(fēng)景名勝區(qū)28 處，森林公園710 處，濕地公園217 處，地質(zhì)公園20 處，海洋公園（海洋特別保護(hù)區(qū)）7 處（圖1）?，F(xiàn)有廣東省自然保護(hù)地基本形成了保護(hù)類型齊全、布局合理、生態(tài)效益和社會(huì)效益較顯著的自然保護(hù)體系，且85%保護(hù)地落在《廣東省生態(tài)保護(hù)紅線劃定技術(shù)報(bào)告》中提出的“兩屏一帶”生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)，是廣東省內(nèi)重要生態(tài)系統(tǒng)，在維護(hù)國(guó)土安全方面發(fā)揮了重要作用。

圖1 廣東省自然保護(hù)地空間分布Fig.1 Spatial distribution of Guangdong protected natural areas

珠三角地區(qū)的自然保護(hù)地?cái)?shù)量最多，共計(jì)522 處，占全省自然保護(hù)地總數(shù)的38.41%，其次是粵東地區(qū)379 處、粵西地區(qū)285 處和粵北地區(qū)173 處，分別占全省自然保護(hù)地總數(shù)的27.74%、20.97%、12.73%（表1）。自然保護(hù)區(qū)是全省自然保護(hù)地面積最大的保護(hù)地類型，為166.51 萬(wàn) hm2，占全省自然保護(hù)地總面積的56.6%，構(gòu)成自然保護(hù)地主體。森林公園為數(shù)量最多的保護(hù)地類型，占全省自然保護(hù)地?cái)?shù)量的53.4%，其次是自然保護(hù)區(qū)和濕地公園，分別占全省自然保護(hù)地?cái)?shù)量的27.7%和10.9%。全省平均每處自然保護(hù)地面積為2 167.18 hm2，其中，地質(zhì)公園的平均面積最大，為5650.00 hm2；其次是自然保護(hù)區(qū)4 422.81 hm2，風(fēng)景名勝區(qū)4 132.14 hm2；海洋公園和森林公園平均面積較小，分別為2 885.71 和1 320.85 hm2；濕地公園平均面積最小，僅為419.82 hm2。

表1 廣東省各區(qū)域保護(hù)地?cái)?shù)量統(tǒng)計(jì)Table 1 Amount of protected areas in each district of Guangdong

2.2 廣東省自然保護(hù)地空間分布類型

借助ArcGIS10.2，并基于式（1），分別對(duì)廣東省各類型自然保護(hù)地的理論最鄰近距離和實(shí)際平均最鄰近距離進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示，廣東省自然保護(hù)地總體最鄰近點(diǎn)指數(shù)R= 0.912 ＜1，且Z檢驗(yàn)值和P檢驗(yàn)值均顯著，即廣東省1 359 處自然保護(hù)地的空間分布類型總體上屬于集聚分布(表2)。但不同類型自然保護(hù)地的最鄰近指數(shù)R存在較大差異，主要表現(xiàn)在：自然保護(hù)區(qū)最鄰近點(diǎn)指數(shù)R的計(jì)算結(jié)果顯示，R=1.043 ≈1，即廣東省自然保護(hù)區(qū)的空間分布類型屬于隨機(jī)分布；森林公園最鄰近點(diǎn)指數(shù)R= 0.896 ＜1，濕地公園最鄰近點(diǎn)指數(shù)R= 0.887 ＜1，即廣東省森林公園和濕地公園的空間分布類型均屬于為集聚分布；風(fēng)景名勝區(qū)最鄰近點(diǎn)指數(shù)R= 1.119＞1，地質(zhì)公園最鄰近點(diǎn)指數(shù)R= 1.416＞1，海洋公園最鄰近點(diǎn)指數(shù)R=1.305＞1，即廣東省風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和海洋公園的空間分布類型均屬于為集聚分布。這可能是因?yàn)楦黝愋妥匀槐Ｗo(hù)地?cái)?shù)量和分布條件的不同，從而表現(xiàn)出自然保護(hù)區(qū)隨機(jī)分布，森林公園和濕地公園為小聚集，風(fēng)景名勝區(qū)小分散，地質(zhì)公園和海洋公園大分散的格局。

表2 廣東省自然保護(hù)地空間集聚性結(jié)果Table 2 Results of spatial lustering analysis of Guangdong protected natural areas

2.3 廣東省自然保護(hù)地分布均衡性分析

利用地理集中指數(shù)、不平衡指數(shù)對(duì)廣東省各類型自然保護(hù)地空間分布均衡性進(jìn)行研究，可揭示廣東省自然保護(hù)地個(gè)數(shù)在地級(jí)市的空間分布均衡程度。廣東省自然保護(hù)地總體地理集中指數(shù)G為24.76(表3)，假設(shè) 1 359 個(gè)自然保護(hù)地平均分布在各地級(jí)市，即各地級(jí)市自然保護(hù)地平均地理集中指數(shù)G為21.82，大于實(shí)際地理集中指數(shù)，說(shuō)明廣東省自然保護(hù)地的總體呈現(xiàn)分布集中的格局，自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和海洋公園的實(shí)際地理集中指數(shù)分別為27.98、26.30、24.02、30.72、31.94、47.38, 該結(jié)果顯示廣東各類自然保護(hù)地的地理集中指數(shù)均大于平均地理集中指數(shù)，說(shuō)明這6 類自然保護(hù)地均呈現(xiàn)集中分布的格局,其中海洋公園分布最為集中，地質(zhì)公園和風(fēng)景名勝區(qū)較為集中。廣東省自然保護(hù)地總體不平衡指數(shù)S為0.31，表明廣東省自然保護(hù)地在廣東省各地市分布不均衡。其中，自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和海洋公園的不平衡指數(shù)S分別為0.46、0.37、0.26、0.54、0.49、0.84，表明濕地公園在21 個(gè)地級(jí)市分布均衡，森林公園、自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、風(fēng)景名勝區(qū)分布較均衡，海洋公園集中分布在沿海地區(qū)。綜上，廣東省自然保護(hù)地地理集中指數(shù)和不平衡指數(shù)結(jié)果共同表明廣東省自然保護(hù)地總體呈現(xiàn)集中不均衡分布的特征。

表3 廣東省自然保護(hù)地分布特征參數(shù)Table 3 Distribution characteristic parameters of Guangdong natural protected areas

2.4 廣東省自然保護(hù)地核密度分析

為了更加直觀地測(cè)度廣東省自然保護(hù)地在地級(jí)市范圍內(nèi)的分布密度，我們對(duì)廣東省1 359 處保護(hù)地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行核密度分析，得到了廣東省自然保護(hù)地空間分布密度圖（圖2）。結(jié)果表明：廣東省自然保護(hù)地空間分布總體上呈現(xiàn)“集聚”特征，且存在多中心集聚、組團(tuán)分布格局。其中：核密度值集中在 0.041 6～0.104 0 之間。按照核密度值的高低排序，基本可以將不同地市的自然保護(hù)地劃分為3 個(gè)梯隊(duì)：第1 梯隊(duì)的核密度最高，包括佛山、東莞、廣州、惠州、深圳、中山6 市，這一梯隊(duì)的自然保護(hù)地具有得天獨(dú)厚的發(fā)展環(huán)境優(yōu)勢(shì)；第2 梯隊(duì)的核密度中等，包括肇慶、梅州、河源、江門(mén)、茂名、陽(yáng)江、珠海7 市；第3 梯隊(duì)的核密度較低，包括韶關(guān)、云浮、清遠(yuǎn)、湛江、汕尾、潮州、汕頭、揭陽(yáng)8 市，形成了多點(diǎn)擴(kuò)散的格局，各地依據(jù)自身保護(hù)地資源賦存、科學(xué)合理建設(shè)自然保護(hù)地體系。具體而言，廣東省自然保護(hù)地存在3 個(gè)高密度區(qū)，都集中在珠三角地區(qū)，分別位于佛山市、東莞市西部（包含與惠州市和深圳市交界處）、廣州市北部。而粵東地區(qū)只有梅州市有一個(gè)相對(duì)較高區(qū)，粵北、粵西地區(qū)基本沒(méi)有出現(xiàn)核密度較高區(qū)?？傮w上，廣東省自然保護(hù)地分布呈現(xiàn)珠三角地區(qū)集聚程度明顯高于粵北、粵東和粵西地區(qū)。主要原因有2 個(gè)：一是自然保護(hù)地的發(fā)展受社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件影響，現(xiàn)階段我省自然保護(hù)地的發(fā)展更多的是取決于各級(jí)地方申報(bào)的積極性和對(duì)自然保護(hù)地發(fā)展的重視程度。二是自然保護(hù)地的發(fā)展受自然地理?xiàng)l件影響較大，區(qū)域水文條件和森林資源、濕地資源、海洋資源和地質(zhì)資源等本底條件的影響。

圖2 廣東省自然保護(hù)地核密度Fig.2 Kernel density estimation of Guangdong natural protected areas

3 結(jié)論與建議

自然保護(hù)地的空間分布格局是探究其體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)，本文以廣東省6 類1 359 處自然保護(hù)地為研究對(duì)象，采用地理集中指數(shù)、不平衡指數(shù)、最鄰近點(diǎn)指數(shù)和核密度估計(jì)的方法，綜合分析了廣東省自然保護(hù)地空間分布特征，研究結(jié)果顯示：（1）從地區(qū)看珠三角地區(qū)自然保護(hù)地?cái)?shù)量最多，從類型看自然保護(hù)區(qū)的面積最大，森林公園的數(shù)量最多。（2）從分布類型看，廣東省自然保護(hù)地在省域范圍內(nèi)空間分布類型為集聚型，其中，自然保護(hù)區(qū)的空間分布類型屬于隨機(jī)分布；森林公園和濕地公園的空間分布類型均屬于為集聚分布；風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和海洋公園的空間分布類型均屬于為分散分布。（3）從空間分布均衡性來(lái)看，廣東省各類型自然保護(hù)地在地市范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯的不均衡特性，具體表現(xiàn)為均衡性較低，多中心集聚以及組團(tuán)分布的格局。（4）廣東省自然保護(hù)地按照核密度值可劃分為3 個(gè)梯隊(duì)。3 個(gè)高密度區(qū)集中在珠三角地區(qū)，分別位于佛山市、東莞市西部、廣州市北部，粵東地區(qū)只有梅州市有一個(gè)相對(duì)較高區(qū)，粵北、粵西地區(qū)基本沒(méi)有出現(xiàn)核密度較高區(qū)。

根據(jù)上述研究結(jié)果，提出建議：（1）地級(jí)市層面應(yīng)遵循《指導(dǎo)意見(jiàn)》的精神，利用此次整合優(yōu)化的契機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)化廣東省自然保護(hù)地的空間布局。一是森林公園和濕地公園應(yīng)在控制數(shù)量的基礎(chǔ)上，充分利用森林和濕地資源，著重考慮優(yōu)化空間分布，適度開(kāi)展旅游活動(dòng)。二是風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和海洋公園應(yīng)著重提升其空間分布的集聚程度，同時(shí)考慮與周邊其他類型自然保護(hù)地進(jìn)行有效聯(lián)合，提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。三是自然保護(hù)區(qū)空間分布較合理，構(gòu)成了廣東省自然保護(hù)地面積的主體，應(yīng)著重保障其面積不減少，保護(hù)強(qiáng)度不降低。（2）充分考慮珠三角地區(qū)對(duì)全省自然保護(hù)地的輻射效應(yīng)，嘗試圍繞核密度較高的珠三角地區(qū)進(jìn)行跨行政區(qū)域布局國(guó)家公園。珠三角地區(qū)是廣東經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)，具有人口規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)水平高、旅游需求強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是自然保護(hù)地體系建設(shè)的源動(dòng)力。（3）通過(guò)生態(tài)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)地區(qū)發(fā)展，是廣東省自然保護(hù)地體系重新建立的契機(jī)，是解決現(xiàn)有保護(hù)地矛盾的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。自然保護(hù)地核密度低但資源稟賦較好的粵北地區(qū)，保護(hù)與發(fā)展的矛盾問(wèn)題較突出，建議借助珠三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力，逐步完善其基礎(chǔ)設(shè)施，特別是交通網(wǎng)絡(luò)，在提高不同保護(hù)地可達(dá)性基礎(chǔ)上，科學(xué)建設(shè)粵北地區(qū)自然保護(hù)地體系。