陜西秦嶺大熊貓及其棲息地監(jiān)測樣區(qū)布設(shè)方案

趙曉黎，張曉峰，王 娟

(1.陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，西安 710082；2.陜西長青國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，陜西 漢中 723000)

大熊貓是中國特有珍稀野生動物，被譽(yù)為野生動物保護(hù)領(lǐng)域的“旗艦物種”。了解大熊貓種群動態(tài)，掌握區(qū)域內(nèi)大熊貓分布、棲息地質(zhì)量等變化，是科學(xué)制定保護(hù)方案、實(shí)施有效保護(hù)的前提，也是維護(hù)大熊貓分布區(qū)生物多樣性的基礎(chǔ)。為建立健全以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系，推進(jìn)制定以科學(xué)、系統(tǒng)資料數(shù)據(jù)為支撐的大熊貓科學(xué)保護(hù)決策，圓滿完成大熊貓國家公園保護(hù)與管理任務(wù)，需對區(qū)內(nèi)大熊貓種群、棲息地、主食竹、同域分布的主要野生動物、威脅因素、保護(hù)管理狀況等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，逐步建立并完善大熊貓及其棲息地監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫和大熊貓個(gè)體DNA信息庫。

監(jiān)測樣區(qū)布設(shè)是開展大熊貓及其棲息地監(jiān)測的基礎(chǔ)。在調(diào)研分析大熊貓國家公園陜西秦嶺區(qū)空間分布、自然資源、保護(hù)管理機(jī)構(gòu)力量等相關(guān)信息基礎(chǔ)上，我們提出了基于網(wǎng)格化管理思路的監(jiān)測樣區(qū)布設(shè)方案。

1 基于網(wǎng)格化管理思想的網(wǎng)格劃分方法選取

網(wǎng)格化管理是一種融技術(shù)創(chuàng)新與組織、制度變革于一體的“下沉式”治理模式，其基礎(chǔ)在于將管理對象細(xì)分為若干網(wǎng)格單元，并充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立資源和信息共享平臺，以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)格內(nèi)人、物、事、情的全天候、實(shí)時(shí)化、動態(tài)化、智能化管理和服務(wù)[1]，最終形成全方位、多維度、高效率、高韌性的現(xiàn)代基層治理體系。網(wǎng)格化管理2003年初始于浙江省長興縣社區(qū)管理，是一種革命和創(chuàng)新；2013年《十八屆三中全會關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》將其列為改進(jìn)社會治理方式、創(chuàng)新社會治理體制的具體舉措，以社區(qū)等為對象進(jìn)行單元細(xì)分；2016年12月中國中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)文件全面推行的河長制，推廣實(shí)施以河流流域?yàn)閷ο蟮目臻g細(xì)分網(wǎng)格化管理，之后陸續(xù)出臺基于網(wǎng)格化管理方法的“山長制”“林長制”等，這些都是從不同管理需求設(shè)定相應(yīng)單元，與空間分布緊密結(jié)合形成格網(wǎng)，基于大數(shù)據(jù)信息挖掘等技術(shù)，形成無縫隙、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)性的現(xiàn)代化管理模式。

從操作層面看，選取最優(yōu)空間抽樣方法設(shè)立格網(wǎng)，科學(xué)采集其中要素信息并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，平衡管理精度與工作成本，對接數(shù)字化表述與客觀實(shí)際，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的科學(xué)收集、存儲與有效調(diào)用，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化管理的重要前提與空間密切相關(guān)的調(diào)查、監(jiān)測、管理等工作，往往將工作或研究區(qū)域劃分為“不重不漏”的抽樣單元[2]，形成空間抽樣框(樣區(qū))，其中空間對象可被劃分為不規(guī)則的抽樣單元，也可被劃分成規(guī)則的格子并作為抽樣框。由于自然要素空間分布的不均衡即非均質(zhì)性，若以行政區(qū)劃或保護(hù)單位等管理單元作為網(wǎng)格劃分的基本單元，會將相似度高的自然要素人為切割，影響對自然問題的分析。因此，在陜西秦嶺大熊貓及其棲息地監(jiān)測中，為較大限度保證單元內(nèi)自然要素的同質(zhì)性，符合可操作性和建模分析等要求，利于生態(tài)學(xué)機(jī)理分析，以規(guī)則格網(wǎng)將整個(gè)研究區(qū)域劃分成若干面積相等的正方形網(wǎng)格，并以該網(wǎng)格對應(yīng)的空間作為工作單元的方法，更有利于保護(hù)管理工作的開展。

2 大熊貓國家公園秦嶺監(jiān)測區(qū)的空間抽樣強(qiáng)度

2.1 基于太白山頂峰為原點(diǎn)的格網(wǎng)劃分

使用ArcGIS軟件，選擇投影方式高斯克呂格，投影坐標(biāo)系CGCS2000_3_Degree_GK_CM_108E，以陜西境內(nèi)大熊貓公園四至形成的矩形空間為對象，以太白山頂峰為原點(diǎn)，分別用5、3、2、1 km為邊長，生成由連續(xù)、均勻分布的等面積方格組成的格網(wǎng)。分別生成464、1 215、2 747、10 854個(gè)方格，每個(gè)方格代表一個(gè)樣區(qū)。4種方案示意圖如圖1。

圖1 調(diào)查樣區(qū)布設(shè)示意圖

2.2 不同尺度的秦嶺國家公園大熊貓監(jiān)測區(qū)格網(wǎng)數(shù)

在疊加分析大熊貓國家公園秦嶺片區(qū)范圍圖與4個(gè)尺度格網(wǎng)時(shí)，將50%以上面積與國家公園轄區(qū)重疊，或者重疊面積小于50%但位于大熊貓棲息、廊道區(qū)域的方格選定為工作樣區(qū)。在4個(gè)尺度格網(wǎng)中分別篩選出208、545、1 191、4 726個(gè)樣區(qū)，形成“大熊貓國家公園秦嶺片區(qū)調(diào)查、監(jiān)測工作控制格網(wǎng)(以下簡稱“格網(wǎng)”)”。

表1 4尺度下的秦嶺國家公園大熊貓監(jiān)測區(qū)格網(wǎng)數(shù)

2.3 適宜的秦嶺國家公園大熊貓監(jiān)測區(qū)格網(wǎng)尺度

對4種方案進(jìn)行比選，綜合考慮空間覆蓋度(抽樣強(qiáng)度)、數(shù)據(jù)量要求，實(shí)施單位人力、工作量、工作時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等6個(gè)主要因素，建議選擇2 km×2 km的格網(wǎng)作為大熊貓國家公園秦嶺片區(qū)開展調(diào)查、監(jiān)測的工作單元，每個(gè)工作單元面積4 km2。

3 陜西秦嶺大熊貓監(jiān)測格網(wǎng)

為統(tǒng)一、規(guī)范陜西秦嶺區(qū)域大熊貓不同監(jiān)測機(jī)構(gòu)的監(jiān)測樣區(qū)布設(shè)，采取同前投影方式，以陜西境內(nèi)秦嶺四至形成的矩形空間為對象，以太白山頂峰為原點(diǎn)，2 km為邊長，生成由連續(xù)、均勻分布的等面積方格組成的格網(wǎng)(圖2)。該圖將南北縱向232 km，東西橫向518 km的空間范圍，劃分為30 044個(gè)方格。其中涉及秦嶺保護(hù)范圍的15 234個(gè)方格中，有1 331個(gè)涉及大熊貓國家公園。按照2.2中的原則篩選，可確定大熊貓國家公園陜西秦嶺區(qū)資源本地調(diào)查工作樣區(qū)1 191個(gè)，其中涉及大熊貓棲息地及潛在棲息地的962個(gè)樣區(qū)是需要開展大熊貓及其棲息地監(jiān)測者，其它229個(gè)樣區(qū)為社區(qū)居民點(diǎn)等，不具備監(jiān)測價(jià)值。

圖2 陜西秦嶺大熊貓監(jiān)測格網(wǎng)布設(shè)圖(2 km×2 km)

4 陜西秦嶺大熊貓監(jiān)測樣區(qū)的命名

為確保多部門分工協(xié)作、持續(xù)長久開展監(jiān)測與數(shù)據(jù)管理，每個(gè)樣區(qū)代表的空間在數(shù)據(jù)庫中具備唯一、固定的編碼，應(yīng)以唯一性、固定性為原則，確定樣區(qū)定名規(guī)則。

4.1 以原點(diǎn)為零點(diǎn)，按“方向+序列數(shù)”方式，對列和行編碼

沿東南西北四向以“方向+序列數(shù)”方式，原點(diǎn)以北有網(wǎng)格34行，行編碼由南到北依次為N001-N034；原點(diǎn)以南有網(wǎng)格82行，行編碼由北到南依次為S001-S082。原點(diǎn)以西有網(wǎng)格107列，列編碼由東到西依次為W001-W107，原點(diǎn)以西有網(wǎng)格152列，列編碼由西到東依次為E001-E152。

4.2 按“列編碼+行編碼”方式對樣區(qū)編碼

利用列編碼和行編碼，形成格網(wǎng)中每個(gè)方格的唯一編碼。編碼格式為“秦嶺兩字的大寫拼音首字母+下劃短杠+網(wǎng)格化三字的大寫拼音首字母+下劃短杠+2×2 km+下劃短杠+所在縱列編號+所在橫排編號”。例如：“QL_WGH_2×2km_E066N023”是指太白山最高點(diǎn)以東第66列、以北第23行的方格。

其中，“秦嶺_網(wǎng)格化_2×2 km”前綴用于標(biāo)記空間劃分方法，以避免進(jìn)行多數(shù)據(jù)來源分析利用時(shí)，出現(xiàn)工作范圍、數(shù)據(jù)精度等信息難以判斷的情況。