基于ArcGIS核密度分析法的湖北省國(guó)家濕地公園空間分布特征及影響因素

陳 曦，彭鳳姣，蔡 勇，杭翠翠，高 穎，王 博

(1.國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，湖北 武漢 450077；2.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071；3. 國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司，湖北 武漢 450077；4.湖北華中電力科技開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430076)

1 引言

濕地公園作為兼具濕地保護(hù)與旅游文化功能的生態(tài)型公園[1,2]，能有效解決濕地保護(hù)與開發(fā)間的矛盾。湖北是濕地大省，境內(nèi)湖泊眾多，素有“千湖之省”的美譽(yù)[3]，其濕地公園數(shù)量居全國(guó)第三，面積居全國(guó)第一，對(duì)湖北省濕地公園進(jìn)行研究具重要的生態(tài)理論意義和實(shí)踐價(jià)值[4,5]。然而，目前湖北省濕地公園研究相對(duì)較少[3,6,7]，對(duì)其分布特征及其影響因素的研究基本空白。本文在宏觀分析湖北省國(guó)家濕地公園發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，用ArcGIS核密度分析法研究其分布規(guī)律，旨在為湖北省國(guó)家濕地公園宏觀管理和分區(qū)指導(dǎo)提供一定依據(jù)，促進(jìn)湖北省國(guó)家濕地公園體系的健康有序發(fā)展。

2 研究區(qū)域概況

湖北省位于我國(guó)中東部，地跨東經(jīng)108°21′42″～116°07′50″、北緯29°01′53″～33°6′47″，國(guó)土面積18.59×104km2。全省地勢(shì)大致為東、西、北三面環(huán)山，中間低平，略呈向南敞開的不完整盆地。其中山地占56%，丘陵占24%，平原湖區(qū)占20%[8]。境內(nèi)河流骨干為長(zhǎng)江，支流有漢江、沮水、漳水、清江、東荊河、陸水、灄水、倒水、舉水、巴水、浠水、富水等。湖泊主要分布在江漢平原，有天然湖泊755個(gè)，湖泊水面面積總共合計(jì)2706.851 km2。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

(1)國(guó)家濕地公園數(shù)據(jù)來(lái)源于湖北省林業(yè)局網(wǎng)站(http://lyj.hubei.gov.cn/)。

(2)湖北省、各地市行政邊界和水系矢量數(shù)據(jù)來(lái)源于91衛(wèi)圖助手企業(yè)版(版本：v16.9.2Build2018.06.19)。

3.2 研究方法

運(yùn)用ArcGIS10.3建立湖北省國(guó)家濕地公園空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并運(yùn)用核密度分析工具(Kernel Density)對(duì)國(guó)家濕地公園進(jìn)行熱點(diǎn)區(qū)域可視化探測(cè)，進(jìn)行核密度分布。核密度分析方法是一種應(yīng)用非常廣泛的表面密度計(jì)算方法，廣泛應(yīng)用于聚集類的實(shí)證分析研究，通過(guò)樣本數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算和估計(jì)數(shù)據(jù)聚集情況，并通過(guò)既定的距離衰減函數(shù)來(lái)度量研究要素密度的變化情況，以此來(lái)探索空間區(qū)域中的熱點(diǎn)分布情況和變化特征。

4 結(jié)果與分析

4.1 湖北省濕地公園發(fā)展現(xiàn)狀

從2006年神農(nóng)架大九湖國(guó)家濕地公園被批準(zhǔn)為國(guó)家濕地公園以來(lái)[3]，截至2020年11月，湖北省已獲批建設(shè)66家國(guó)家濕地公園(表1)，其數(shù)量居全國(guó)第三，說(shuō)明湖北省濕地資源極其豐富，申報(bào)積極性也較高。

4.2 湖北省濕地公園空間分布特征及影響因素

由湖北省國(guó)家濕地公園分布狀況圖(圖1)可知，湖北省國(guó)家濕地公園在鄂西分布較少，鄂中和鄂東分布較多，與湖北省整個(gè)地勢(shì)呈自西向東傾斜具有一致性。在湖北省17個(gè)地市中，黃岡、宜昌的國(guó)家濕地公園數(shù)量最多，分別為9個(gè)和8個(gè)，武漢、荊州、襄陽(yáng)、咸寧、十堰并列第三，數(shù)量均為6個(gè)，這些地市的總數(shù)達(dá)全省的71.21%；鄂州沒有濕地公園分布，神農(nóng)架、恩施、仙桃、天門、潛江國(guó)家濕地公園數(shù)量均為1個(gè)。究其原因，除十堰外，濕地公園分布較多的地市均位于江漢平原和鄂東沿江平原，水資源極具優(yōu)勢(shì)，為濕地公園的申報(bào)創(chuàng)造了條件，而十堰境內(nèi)的丹江口水庫(kù)，為亞洲第一大人工淡水湖，也是我國(guó)南水北調(diào)的水源區(qū)，依托其支流建立了多個(gè)濕地公園。分布較少的地市中，鄂州境內(nèi)水資源豐富，但依托梁子湖建立了保護(hù)要求更為嚴(yán)苛的自然保護(hù)區(qū)和水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，仙桃、天門、潛江均為省直管市，國(guó)土面積較小，濕地公園數(shù)量也較少。恩施和神農(nóng)架位于鄂西山區(qū)，有林海之稱，為湖北省重要的生態(tài)屏障，境內(nèi)大型水域較少，因此申報(bào)濕地公園基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。

由湖北省國(guó)家濕地公園的核密度分布格局圖(圖2)可知，湖北省國(guó)家濕地公園具有較明顯的空間集聚特性，在武漢長(zhǎng)江形成全省唯一的高密度熱點(diǎn)區(qū)域，在襄陽(yáng)漢江、荊門漳河、咸寧陸水湖、黃岡赤龍湖形成4個(gè)中密度熱點(diǎn)區(qū)域，而恩施地區(qū)核密度極低。長(zhǎng)江自西向東流橫貫湖北省26個(gè)縣市，流程1041 km，但僅在武漢長(zhǎng)江形成高密度熱點(diǎn)，這是因?yàn)闈竦毓珗@兼具保護(hù)與旅游功能，武漢較高的人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)濕地公園有更迫切的需求，這與濕地公園的定位也是一致的。漢江為長(zhǎng)江最大的支流，在襄陽(yáng)境內(nèi)流經(jīng)長(zhǎng)度高達(dá)195 km，襄陽(yáng)依托漢江建立了谷城漢江、樊城長(zhǎng)壽島、襄陽(yáng)漢江、宜昌萬(wàn)洋洲4個(gè)國(guó)家濕地公園，形成中密度點(diǎn)區(qū)域。荊門漳河為湖北省管轄的面積最大的水庫(kù)，寬闊的水域面積可以與周邊的遠(yuǎn)安沮河、當(dāng)陽(yáng)青龍湖、仙居河形成另一個(gè)中密度點(diǎn)區(qū)域。咸寧和黃岡均屬于武漢城市圈成員城市，與高密度熱點(diǎn)武漢長(zhǎng)江距離較近，其中咸寧地表水資源量位居全省第一[9]，優(yōu)越的水資源條件和地理位置使其能在武漢周邊形成中密度熱點(diǎn)區(qū)；黃岡北部和東部均為大別山低山丘陵，南部屬于長(zhǎng)江沖擊平原，因此在長(zhǎng)江下游形成中密度熱點(diǎn)區(qū)。鄂西的恩施地區(qū)年地表水資源量高居全省第二，年降水量全省第三[9]，水資源條件優(yōu)越，但并未形成高中密度分布點(diǎn)，境內(nèi)僅貢水河1個(gè)國(guó)家濕地公園。恩施境內(nèi)大型水域較少，但大于1000 km2的河流有清江、酉水、沿渡河、溇水、唐巖河、郁江、忠建河(又名貢水河)、馬水河、野三河，除依托沿

圖2 湖北省國(guó)家濕地公園核密度

渡河、唐崖河、忠建河、野三河分別建立了長(zhǎng)江三峽國(guó)家風(fēng)景名勝區(qū)、唐崖河省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)、忠建河大鯢國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、貢水河國(guó)家濕地公園、野三河獼猴自然保護(hù)小區(qū)外，清江、酉水、溇水、馬水河并未成立生態(tài)敏感區(qū)，其中恩施清江段、來(lái)鳳酉水段、鶴峰溇水段離縣城較近，而人口越密集的區(qū)域，人民群眾對(duì)國(guó)家濕地公園的需求越強(qiáng)烈[10]，較大的人口密度和便捷的交通條件可以為濕地公園的成立創(chuàng)造條件。此外，面積并不是濕地公園成立的唯一因素，宜昌夷陵圈椅淌、隨州淮河、荊門仙居河、環(huán)荊州古城、遠(yuǎn)安沮河國(guó)家濕地公園的面積均在500 hm2以下，是小面積水域成立國(guó)家濕地公園的典型，地方申報(bào)的積極性以及如何發(fā)掘濕地公園的特色也是成功申報(bào)的重要因素[2]。綜上，恩施地區(qū)在國(guó)家濕地公園建設(shè)方面還有較大的發(fā)展空間。