西藏自治區(qū)交叉重疊自然保護(hù)地特征研究

楊 玲，羅小浪，靳 新

(1.國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)沙 410014；2.國(guó)家林業(yè)和草原局西北調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，西安 710048)

人類與自然的關(guān)系在上千年發(fā)展歷程中，經(jīng)歷了崇拜自然、改造自然、征服自然、人與自然和諧相處四個(gè)階段，在最后一階段中，自然保護(hù)地應(yīng)運(yùn)而生。1956年我國(guó)建立了第一個(gè)自然保護(hù)區(qū)——廣東鼎湖山自然保護(hù)區(qū)[1]，后續(xù)根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同，陸續(xù)建立了各種類型的保護(hù)地，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，我國(guó)的自然保護(hù)地?cái)?shù)量達(dá)到12 000余處，覆蓋面積已達(dá)國(guó)土陸域面積的18%，基本形成了多層級(jí)、多類型的自然保護(hù)地體系，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[2]。但由于設(shè)立之初保護(hù)地的規(guī)劃缺乏宏觀性和統(tǒng)一性等問(wèn)題，導(dǎo)致眾多保護(hù)地之間存在空間上交叉重疊、多頭管理的突出矛盾。2019年6月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā) 《關(guān)于建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》(中辦發(fā)〔2019〕42 號(hào))；2019年10月，自然資源部、國(guó)家林業(yè)和草原局印發(fā)了《關(guān)于做好自然保護(hù)區(qū)范圍及功能分區(qū)優(yōu)化調(diào)整前期有關(guān)工作的函》 (自然資函〔2020〕71 號(hào))[3]，都為我國(guó)自然保護(hù)地體系整合優(yōu)化指明了方向和路徑。為完善自然保護(hù)地體系，以保持自然生態(tài)系統(tǒng)完整性為目標(biāo)，明確各自然保護(hù)地唯一類型和功能定位，自然保護(hù)地交叉重疊的問(wèn)題亟需解決。

本文以西藏自治區(qū)參與整合優(yōu)化的81處自然保護(hù)地為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)自然保護(hù)地空間交叉重疊特征進(jìn)行分析研究，可以為自然保護(hù)地整合優(yōu)化提供科學(xué)的、有針對(duì)性的參考依據(jù)。

1 區(qū)域概況

西藏地處我國(guó)西南邊陲，面積約120萬(wàn)km2，約占全國(guó)國(guó)土面積的1/8，僅次于新疆，是我國(guó)第二大省(區(qū))[4]。西藏地形復(fù)雜多樣，根據(jù)西藏境內(nèi)地勢(shì)變化和地貌類型組合特點(diǎn)，大致可分為喜馬拉雅高山區(qū)、藏南谷地、藏北高原和藏東高山峽谷區(qū)。氣候總體上具有西北嚴(yán)寒干燥、東南溫暖濕潤(rùn)的特點(diǎn)。以復(fù)雜多樣的地形和氣候條件為依托，西藏的動(dòng)植物資源極其豐富，無(wú)論從植物種類的多樣性還是植物類型的多樣性，西藏稱得上是植物的“天然的種質(zhì)基因庫(kù)”。據(jù)所采集的動(dòng)物標(biāo)本和外業(yè)資料以及國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的記載，西藏現(xiàn)有脊椎動(dòng)物798種，有國(guó)家I和II級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物125種。

2 研究方法

采用空間疊置分析、核密度分析、地理集中指數(shù)、熱點(diǎn)分析4種方法，利用相關(guān)軟件處理矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，科學(xué)分析交叉重疊的自然保護(hù)地空間分布現(xiàn)狀和主要特征。

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

西藏自治區(qū)參與整合優(yōu)化的81處自然保護(hù)地，類型可分為：自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、濕地公園、森林公園；管理級(jí)別可分為：國(guó)家級(jí)、自治區(qū)級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)。自然保護(hù)地名稱、類型、級(jí)別信息依據(jù)為《西藏自治區(qū)自然保護(hù)地調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范》；自然保護(hù)的邊界矢量數(shù)據(jù)由西藏自治區(qū)林業(yè)和草原局統(tǒng)一下發(fā)；西藏自治區(qū)行政界線矢量數(shù)據(jù)來(lái)源于西藏自治區(qū)自然資源廳。

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 空間疊置分析

空間疊置分析使用ArcGIS軟件調(diào)入全區(qū)81處參與整合優(yōu)化工作的自然保護(hù)地矢量數(shù)據(jù)，獲取保護(hù)地交叉重疊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。

2.2.2 核密度分析

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，其計(jì)算格式為：

(1)

式中：k((x-xi)/h)為核函數(shù)，h>0為帶寬，x-xi表示估值點(diǎn)x到事件xi處的距離。由此可得出西藏交叉重疊自然保護(hù)地空間分布形態(tài)。

2.2.3 地理集中指數(shù)

地理集中指數(shù)是研究地理要素在一定區(qū)域范圍集中程度的指標(biāo)[5]，通過(guò)采用地理集中指數(shù)分析西藏自治區(qū)重疊交叉自然保護(hù)地的類型分布和在各行政區(qū)域分布的集中程度，進(jìn)一步分析其分布特點(diǎn)。其計(jì)算公式為：

(2)

式中：G為地理集中指數(shù)，區(qū)間為 0～100，值越大說(shuō)明越集中，值越小說(shuō)明越分散；n為西藏自治區(qū)的市(地區(qū))數(shù)量，本文取值為 7；Xi為第i個(gè)市(地區(qū))重疊的自然保護(hù)地?cái)?shù)量；T為西藏自治區(qū)重疊自然保護(hù)地的總數(shù)。

2.2.4 熱點(diǎn)分析

熱點(diǎn)分析可對(duì)數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)要素計(jì)算 Getis-Ord Gi*統(tǒng)計(jì)(稱為 G-i-星號(hào))[6]。通過(guò)得到的Z得分和P值，得出高值或低值要素在空間上發(fā)生聚類的位置，即熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，分別代表要素在區(qū)域內(nèi)的聚集程度。Z得分為正數(shù)且分?jǐn)?shù)越高，P值越小，代表該要素有顯著的熱點(diǎn)，在區(qū)域內(nèi)越聚集；Z得分為負(fù)數(shù)且越小，P值很小，代表該要素有顯著的冷點(diǎn)，則該要素在區(qū)域內(nèi)越離散。此方法可進(jìn)一步驗(yàn)證西藏自治區(qū)交叉重疊自然保護(hù)地分布特征。

3 結(jié)果與分析

3.1 交叉重疊自然保護(hù)地現(xiàn)狀

參與研究的81處自然保護(hù)地中有27處存在交叉重疊情況，占自治區(qū)參與整合優(yōu)化保護(hù)地總數(shù)的33.33%，重疊類型分為：自然保護(hù)區(qū)與自然保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)與森林公園、自然保護(hù)區(qū)與濕地公園、自然保護(hù)區(qū)與地質(zhì)公園、濕地公園與濕地公園、濕地公園與森林公園和森林公園與森林公園等7種交叉重疊類型。其中，自然保護(hù)區(qū)與森林公園重疊次數(shù)最多，自然保護(hù)區(qū)與濕地公園重疊次數(shù)其次，重疊次數(shù)最少的為自然保護(hù)區(qū)與自然保護(hù)區(qū)間、濕地公園與濕地公園和森林公園與森林公園，詳見(jiàn)圖1。

圖1 西藏交叉重疊自然保護(hù)地類型占比圖

交叉重疊方式有兩種：一是保護(hù)地完全重疊，即不同的自然保護(hù)地設(shè)立部門、設(shè)立時(shí)間、名稱、類型、級(jí)別等存在差異，但落圖面積和邊界完全吻合，以該方式重疊的自然保護(hù)地為8處，占交叉重疊保護(hù)地總數(shù)量的29.63%，都為市、縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家級(jí)自然公園重疊；二為部分重疊，即保護(hù)地不同片區(qū)存在交叉或小面積保護(hù)地內(nèi)嵌于大面積保護(hù)地中，有19處自然保護(hù)地以此方式交叉重疊，占交叉重疊保護(hù)地總數(shù)量的70.37%，其中，西藏工布自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)與自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園3種類型保護(hù)地均存在交叉重疊，重疊次處高達(dá)5次。

3.2 交叉重疊自然保護(hù)地的空間分布形態(tài)

通過(guò)對(duì)交叉重疊自然保護(hù)地進(jìn)行核密度分析，得到核密度分析圖(圖2)。從圖2可知，西藏交叉重疊保護(hù)地形成了一個(gè)自東向西略有中斷的密度分布帶，有1個(gè)中心密度分布組團(tuán)、4個(gè)次中心密度分布組團(tuán)。

密度分布帶主要沿雅魯藏布江分布，核密度值在0.000 020 676以上，包括藏東地區(qū)、藏南地區(qū)和藏西部分地區(qū)。中心密度分布組團(tuán)位于藏東地區(qū)和藏南地區(qū)，空間分布密度在0.000 020 676～0.000 082 703之間；次中心密度分布組團(tuán)空間分布密度在0.000 082 704～0.000 206 756間，位于藏西、藏南和藏東部分地區(qū)。表明無(wú)論是密度分布帶還是密度分布組團(tuán)，都反映出重疊自然保護(hù)地空間分布與自然資源豐富度呈正相關(guān)性。

3.3 交叉重疊自然保護(hù)地的空間分布級(jí)別、類型

在ArcGIS軟件中運(yùn)用空間疊置分析法結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對(duì)交叉重疊保護(hù)地進(jìn)行深入研究，得到自然保護(hù)地不同級(jí)別重疊情況。

圖2 西藏交叉重疊自然保護(hù)地核密度分析圖

按自然保護(hù)地級(jí)別分，西藏自然保護(hù)地重疊情況單一，只有國(guó)家級(jí)保護(hù)地與其他各級(jí)別保護(hù)地交叉重疊。其中保護(hù)地交叉重疊數(shù)量最多的級(jí)別為國(guó)家級(jí)與自治區(qū)級(jí)(11處)、國(guó)家級(jí)與國(guó)家級(jí)(10處)，其次為國(guó)家級(jí)與縣級(jí)(6處)，最少的是國(guó)家級(jí)與市級(jí)(2處)。

從自然保護(hù)地類型看，西藏自治區(qū)交叉重疊4種類型自然保護(hù)地的地理集中指數(shù)G值差異較大。即分布最集中的保護(hù)地類型為自然保護(hù)區(qū)，G值最高，G自然保護(hù)區(qū)=37.04；其次為濕地公園，G濕地公園=29.62；分布最分散的為地質(zhì)公園，G地質(zhì)公園=7.41。表明交叉重疊4種類型的保護(hù)地在西藏自治區(qū)區(qū)域內(nèi)分布具有不均衡性。

3.4 交叉重疊自然保護(hù)地的區(qū)域分布差異

西藏自治區(qū)7個(gè)市(地區(qū))中有5個(gè)市(地區(qū))涉及自然保護(hù)地交叉重疊，分別為拉薩市、昌都市、林芝市、阿里地區(qū)和日喀則市。

假設(shè)西藏交叉重疊自然保護(hù)地分別在7個(gè)市(地區(qū))上均勻分布，通過(guò)計(jì)算可得到西藏自治區(qū)平均地理集中指數(shù)G設(shè)=14.29。而根據(jù)交叉重疊自然保護(hù)地現(xiàn)狀分布，可知G西藏=37.79，遠(yuǎn)大于G設(shè)值，說(shuō)明西藏自治區(qū)交叉重疊的自然保護(hù)地分布較集中，基本符合自然保護(hù)地現(xiàn)狀特征。

根據(jù)計(jì)算，保護(hù)地交叉重疊5個(gè)市(地區(qū))地理集中指數(shù)G從大到小依次為：G林芝市(33.33)>G昌都市(29.63)>G阿里市(22.22)>G拉薩市和G日喀則市(7.41)。與假設(shè)的平均地理集中指數(shù)G設(shè)相比，林芝市、昌都市和阿里地區(qū)G值均大于G設(shè)值，拉薩市和日喀則市G值小于G設(shè)值，表明西藏交叉重疊自然保護(hù)地在林芝市、昌都市和阿里地區(qū)分布比在拉薩市、日喀則市分布集中，且林芝市分布最集中，重疊類型涉及自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園和濕地公園。

為進(jìn)一步驗(yàn)證西藏自治區(qū)交叉重疊保護(hù)地的分布特征，可通過(guò)熱點(diǎn)分析得出西藏交叉重疊保護(hù)地在空間位置上發(fā)生聚類的位置，如圖3所示。

從圖3可知，林芝市交叉重疊保護(hù)地P值<0.01，置信度為99%，可以拒絕零假設(shè)，這就意味著林芝市交叉重疊保護(hù)地表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性聚類，所觀測(cè)到的空間模式不太可能產(chǎn)生于隨機(jī)過(guò)程，由此表明林芝市為高聚類地區(qū)。分析結(jié)果相互驗(yàn)證了西藏自治區(qū)交叉重疊保護(hù)地在林芝市分布最集中。

圖3 西藏自治區(qū)交叉重疊自然保護(hù)地?zé)狳c(diǎn)分析圖

4 結(jié)論與討論

1)交叉重疊率高。西藏自治區(qū)自然保護(hù)地交叉重疊數(shù)量有27處，占自治區(qū)參與整合優(yōu)化保護(hù)地總數(shù)的33.33%，高于全國(guó)保護(hù)地重疊率18%的水平[5]。交叉重疊方式各異，部分交叉重疊的保護(hù)地?cái)?shù)量遠(yuǎn)大于完全交叉重疊的自然保護(hù)地?cái)?shù)量，出現(xiàn)高重疊率原因有兩點(diǎn)。

一是自然保護(hù)地體系頂層設(shè)計(jì)不完善，缺乏完整性、系統(tǒng)性的規(guī)劃。自然保護(hù)地設(shè)立區(qū)域自然資源稟賦高、生物多樣性豐富、生態(tài)服務(wù)價(jià)值高，設(shè)立保護(hù)地可極大程度保護(hù)該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)，維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定，提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，維持人與自然和諧共生永續(xù)發(fā)展。但由于以往保護(hù)地管理粗放，且由不同部門分開(kāi)設(shè)立，形成“九龍治水”的多頭管理模式，行政主管部門難以協(xié)調(diào)監(jiān)管，造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)未能共享，建設(shè)管理混亂的局面。

二是市縣級(jí)自然保護(hù)地管理水平低、管理能力差。大多數(shù)設(shè)立時(shí)間較早的市縣級(jí)自然保護(hù)地經(jīng)費(fèi)投入不足，缺少穩(wěn)定的管理機(jī)構(gòu)，造成保護(hù)地管理建設(shè)滯后，有保護(hù)地之名而無(wú)保護(hù)地之實(shí)。在這些保護(hù)地原址上后續(xù)申報(bào)新設(shè)自然保護(hù)地時(shí)，未按規(guī)定及時(shí)撤銷或晉升原有自然保護(hù)地。

2)空間分布形態(tài)特征明顯。形態(tài)上為東西分布，形成沿雅魯藏布江交叉重疊分布帶。藏東部分、藏南地區(qū)密度高，形成中心密度分布團(tuán)；藏西、藏南部分地區(qū)中心密度分布低，形成次中心密度分布組團(tuán)，具有顯著的中心—邊緣特征。

3)重疊類型分布不均衡，重疊級(jí)別單一。所有交叉重疊的自然保護(hù)地中，按重疊保護(hù)地分布類型看，自然保護(hù)區(qū)G值最大，表明其分布最集中；地質(zhì)公園G值最小，分布最分散。從相互重疊類型看，自然保護(hù)區(qū)與森林公園重疊數(shù)量以占各類重疊保護(hù)地總數(shù)40%的比例居于首位；自然保護(hù)區(qū)與自然保護(hù)區(qū)間、濕地公園與濕地公園間、森林公園與森林公園間重疊次數(shù)最少(1處)，占比為5%。不論從重疊保護(hù)地分布類型還是相互重疊類型看，兩者都表明交叉重疊各類型保護(hù)地空間分布不均衡。以交叉重疊級(jí)別看，只存在國(guó)家級(jí)自然保護(hù)地與其他級(jí)別保護(hù)地重疊情況，重疊級(jí)別較單一，間接反映出西藏各級(jí)別自然保護(hù)地中國(guó)家級(jí)保護(hù)地?cái)?shù)量較多。

4)區(qū)域分布差異大。從地區(qū)分布看，通過(guò)地理集中指數(shù)和熱點(diǎn)分析得出，林芝市叉重疊保護(hù)地地理集中指數(shù)G值最大，且表現(xiàn)出顯著性聚類，因此分布最集中，主要原因?yàn)榱种ナ械靥幉貣|南生物多樣性保護(hù)重要區(qū)、喜馬拉雅東南部生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域和橫斷山南段生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域，地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣，具有重要的生態(tài)功能與保護(hù)價(jià)值，故保護(hù)地多設(shè)立于此處，產(chǎn)生重疊概率大。日喀則市和拉薩市G值最小，分布最分散，主要是日喀則市和拉薩市重疊保護(hù)地空間分布相對(duì)均勻，聚類程度小。

由于本文研究的對(duì)象為參與整合優(yōu)化的自然保護(hù)地，不包含全區(qū)風(fēng)景名勝區(qū)和水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，因此文中得出的地理集中指數(shù)值存在一定的局限性，對(duì)研究結(jié)果的適用范圍產(chǎn)生了一定的限制。另外，研究只利用了熱點(diǎn)分析來(lái)間接地驗(yàn)證地理集中指數(shù)結(jié)果的可靠性，雖然驗(yàn)證結(jié)果一致，但在以后的研究中還可以嘗試?yán)酶嗟姆椒▉?lái)互相驗(yàn)證，以得出更詳實(shí)可靠的結(jié)果，為區(qū)域性自然保護(hù)地交叉重疊的研究提供更為有效的思路與途徑。

5 建議

目前解決西藏自然保護(hù)地重疊問(wèn)題的方法為對(duì)其進(jìn)行整合優(yōu)化，建議采用以下3種整合方式。

1)同類合并。當(dāng)交叉重疊保護(hù)地類型或者保護(hù)對(duì)象相同或接近時(shí)，為后續(xù)統(tǒng)一有效管理，保證良好的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，可用同類合并的方式對(duì)這些保護(hù)地進(jìn)行歸類整合。如西藏巴松湖國(guó)家級(jí)森林公園、西藏色季拉國(guó)家級(jí)森林公園、西藏比日神山國(guó)家級(jí)森林公園與西藏工布自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)對(duì)象都為森林生態(tài)系統(tǒng)，可將其重疊區(qū)域進(jìn)行同類合并。

2)吸收合并。當(dāng)交叉重疊保護(hù)地級(jí)別相同，保護(hù)強(qiáng)度不同時(shí)，應(yīng)以保護(hù)強(qiáng)度為整合標(biāo)準(zhǔn)，弱強(qiáng)度的保護(hù)地并入強(qiáng)強(qiáng)度保護(hù)地。對(duì)于保護(hù)強(qiáng)度相同，級(jí)別不同的保護(hù)地重疊情況，可遵循低級(jí)別服從高級(jí)別的整合原則。

3)范圍調(diào)整。如西藏雅尼國(guó)家濕地公園和西藏色季拉國(guó)家級(jí)森林公園保護(hù)級(jí)別相同，保護(hù)強(qiáng)度相同，可在后續(xù)勘界立標(biāo)時(shí)進(jìn)行邊界調(diào)整，形成準(zhǔn)確的邊界范圍，建立矢量庫(kù)，徹底解決交叉重疊問(wèn)題。