秦嶺北麓周至縣域自然保護地空間重疊分析與整合優(yōu)化對策

李 原，張建軍，李東群，楊 菁

(1. 中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局，陜西 西安 710199； 2. 周至縣林業(yè)局，陜西 周至 710400)

秦嶺橫亙中國中部，西起甘肅省臨洮，東抵河南省魯山，位于我國南北地理分界處，是亞熱帶與暖溫帶的分界線，同時也是黃河水系與長江水系的分水嶺。獨特的地理位置和氣候特征孕育了秦嶺地區(qū)豐富的動植物資源，使之成為重要的生態(tài)系統(tǒng)保護地[1]，也被賦予了中央水塔和中華民族祖脈的美譽。作為重要的生態(tài)安全屏障和國家主體功能區(qū)中的重要生態(tài)功能區(qū)[2]，同時也是全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復重大工程規(guī)劃重點項目涉及的重要區(qū)域，最大限度地保護生態(tài)系統(tǒng)和野生珍稀動物棲息地的完整性是秦嶺地區(qū)生態(tài)安全屏障建設的重要內(nèi)容。黨的十九屆五中全會明確堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，提出推動綠色發(fā)展，守住自然生態(tài)安全邊界，使生態(tài)安全屏障更加牢固。自然保護地作為生態(tài)建設的核心載體，在維護國家生態(tài)安全中居于首要位置。

通過60多年的發(fā)展和建設，全國已建立了數(shù)量龐大、類型豐富、功能多樣的各級各類自然保護地。自然保護地在維護生物多樣性、保護自然資源及應對全球氣候變化等重要保護工作中居于核心位置，同時在保護生物多樣性、保存自然遺產(chǎn)、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和維護國家生態(tài)安全方面發(fā)揮了重要作用[3]。于此同時，由于重疊設置、多部門管理[4]，秦嶺地區(qū)自然保護地也存在與其它地區(qū)相似的問題，存在條塊分割、邊界不清，未形成相互協(xié)調(diào)、上下聯(lián)動的長效機制和合力，各方職責有待夯實等現(xiàn)實問題。鑒于此，本文以秦嶺北麓周至段為研究區(qū)域，以平面量化交錯重疊關系和空間疊加分析作為切入點，開展各類自然保護地相互間空間關系研究，進而提出符合保護地優(yōu)化調(diào)整原則和要求的方案與對策。

1 研究區(qū)域概況

陜西省周至縣地處西安市西北部，屬秦嶺北麓、渭河平原中部，地理坐標為東經(jīng)107°39′～108°31′，北緯33°42′～34°14′。研究區(qū)地貌類型多樣，地形復雜破碎，南為秦嶺山地及秦嶺北麓黃土臺塬，北為關中平原，西南高，東北低，海拔399～3 767.2 m。由于受地貌影響，氣候垂直變化明顯，南北差異顯著。研究區(qū)河流歸屬黃河、長江兩個流域，屬黃河流域的15條河流均發(fā)源于秦嶺北側(cè)坡，集水面積2 822.3 km2，占全縣總面積的95.5%。區(qū)內(nèi)水資源豐富，地表水資源量每年可達9.7億m3，每年向市區(qū)供水3.05億m3，是西安市的主要水源地。區(qū)內(nèi)森林資源豐富，有林地面積占西安市有林地面積的五成以上，主要分布在山區(qū)。南部林區(qū)地跨秦嶺南北，為野生動物棲息繁殖提供了良好的生活環(huán)境。珍稀動物有國家一類保護動物大熊貓、金絲猴、金毛扭角羚、林麝等，二類保護動物大鯢、金錢豹等。研究區(qū)內(nèi)野生動物種類繁多，其中國家Ⅰ級重點保護物種39種，國家Ⅱ級重點保護物種145種，省級重點保護物種88種，《國際貿(mào)易公約》禁止或限制貿(mào)易物種附錄Ⅰ29種，附錄Ⅱ48種。按《中國生物多樣性紅色名錄》瀕危評級，極危種10種，瀕危種36種，易危種42種；野生植物中國家Ⅰ級重點保護物種20種，國家Ⅱ級重點保護物種61種，省級重點保護物種118種，《國際貿(mào)易公約》禁止或限制貿(mào)易物種附錄Ⅱ59種，按《中國生物多樣性紅色名錄》瀕危評級，瀕危種18種，易危種38種。研究區(qū)具有地理位置獨特、動植物區(qū)系成分復雜、生物資源多樣、生物物種珍稀、生態(tài)類型多樣等特點，是生態(tài)系統(tǒng)和生物種源的天然貯存庫。為保護特有的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的自然資源，各級管理部門在周至縣建設了類型多樣的自然保護地。

研究區(qū)內(nèi)自然保護地共涉及五大類型，包括自然保護區(qū)、濕地公園、森林公園、風景名勝區(qū)和水生野生動物保護區(qū)[5-7]。各類自然保護地的劃定與原主管部門[8]見表1。

表1 自然保護地保護內(nèi)容和原主管部門

2 研究數(shù)據(jù)與方法

本研究中自然保護地邊界數(shù)據(jù)來源于西安市自然資源和規(guī)劃局組織開展的自然保護地調(diào)研工作報告。為便于進行空間關系分析，在數(shù)據(jù)預處理階段將所用矢量數(shù)據(jù)整合為統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)(CGSC2000_GK_CM_108E)，并收集地理空間數(shù)據(jù)云(https://www.gscloud.cn)參照ASTER GDEM 30M分辨率數(shù)字高程原始數(shù)據(jù)，將DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為30 m分辨率的柵格數(shù)據(jù)，與研究區(qū)內(nèi)自然保護地邊界進行空間分析。

通過GIS軟件將各保護地范圍數(shù)字可視化，依據(jù)符號化標識研究區(qū)內(nèi)各自然保護地的空間分布，明確現(xiàn)有自然保護地之間的拓撲關系；通過數(shù)據(jù)管理模塊下的疊加分析功能統(tǒng)計不同類型自然保護地的交叉區(qū)域，厘清和揭示各自然保護地之間錯綜復雜的空間關系以及各類自然保護地的空間分布格局。

3 研究結果

3.1 自然保護地分布現(xiàn)狀

研究范圍分布有11處自然保護地(圖1、表2)，涉及5類主要自然保護地類型，總面積195 764.44 hm2(含交叉重疊面積，其中周至縣內(nèi)195 358.08 hm2，黑河濕地省級自然保護區(qū)位于縣界外圍15.69 hm2，周至老縣城國家級自然保護區(qū)位于縣界外圍390.67 hm2)，占全縣國土面積的66.33%。研究區(qū)自然保護地現(xiàn)狀總體呈現(xiàn)以自然保護區(qū)為主，其他類型保護地面積占比較低的特點[9]。

表2 研究區(qū)自然保護地基本情況

圖1 周至縣自然保護地現(xiàn)狀分布

3.2 自然保護地空間關系

研究區(qū)內(nèi)11處自然保護地共有9處存在交叉重疊，其總體數(shù)量重疊率為81.82%，僅陜西周至老縣城國家級自然保護區(qū)、陜西省翠峰山森林公園2處保護地不與其它保護地重疊。各自然保護地之間存在多處兩兩重疊，甚至部分區(qū)域存在4處相互重疊現(xiàn)象(表3)。

表3 周至縣自然保護地拓撲關系與面積占比

自然保護地交叉重疊主要集中于樓觀臺風景名勝區(qū)、陜西西安田峪河國家濕地公園、陜西黑河珍稀水生野生動物國家級自然保護區(qū)和黑河多鱗鏟頜魚國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)4個保護地范圍內(nèi)(表4)。

表4 周至縣各類自然保護地重疊面積

按自然保護地類型統(tǒng)計，濕地公園與其它自然保護地重疊率最高，自然保護區(qū)與其它自然保護地重疊率最低(表5)。

表5 研究區(qū)各類自然保護地間重疊關系

通過對各類自然保護地之間重疊覆蓋區(qū)域的面積統(tǒng)計，計算重疊面積與研究區(qū)內(nèi)各類自然保護地總面積占比，利用韋恩圖(Venn diagram)將自然保護地之間的空間關系定量和圖示化(圖2)，可直觀展示各類自然保護地的交叉沖突并量化各類保護地的拓撲關系。

圖2 周至縣自然保護地重疊沖突韋恩圖

從韋恩圖顯示，研究區(qū)內(nèi)各類自然保護地類型存在較為復雜的空間交叉與范圍重疊，主要體現(xiàn)在風景名勝區(qū)與森林公園之間、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)與自然保護區(qū)之間，以及濕地公園范圍與其它自然保護地的交錯重疊。

其中2種自然保護地重疊水平中，風景名勝區(qū)與森林公園重疊區(qū)域最大，占區(qū)內(nèi)自然保護地總面積的12.40%，其次為水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)與自然保護區(qū)的重疊區(qū)域，占區(qū)內(nèi)自然保護地總面積的1.64%。3種自然保護地重疊水平中，水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)、自然保護區(qū)與森林公園之間重疊區(qū)域最大，占自然保護地總面積的0.44%；其次為濕地公園、風景名勝區(qū)與森林公園之間的重疊區(qū)域，占自然保護地總面積的0.14%。局部區(qū)域還存在4種自然保護地重疊水平，集中表現(xiàn)為水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)、風景名勝區(qū)、森林公園與濕地公園重疊區(qū)域，占區(qū)內(nèi)自然保護地總面積的0.02%。

4 整合優(yōu)化對策

自然保護地整合優(yōu)化工作是貫徹落實中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》、《關于在國土空間規(guī)劃中統(tǒng)籌劃定落實三條控制線的指導意見》最重要的核心基礎。按照自然資源部、國家林業(yè)和草原局自然保護地整合優(yōu)化和生態(tài)保護紅線評估調(diào)整推進工作要求，充分依據(jù)《陜西省自然保護地整合優(yōu)化前期工作實施方案》、國家林業(yè)和草原局自然保護地管理司《關于印發(fā)自然保護地整合優(yōu)化預案編制大綱的通知》，對周至縣自然保護地整合優(yōu)化提出以下對策和建議。

1)周至縣內(nèi)的陜西太白山國家級自然保護區(qū)、陜西周至國家級自然保護區(qū)、陜西周至老縣城國家級自然保護區(qū)是秦嶺大熊貓、金絲猴等珍稀瀕危物種主要分布和生境區(qū)域，同時也是秦嶺北麓生態(tài)系統(tǒng)保護的核心區(qū)，將其整合一并納入大熊貓國家公園范圍。整合優(yōu)化后，周至縣新增1處國家公園。

2)在陜西樓觀臺國家森林公園南部新設陜西首陽山省級自然保護區(qū)，范圍包含陜西樓觀臺國家森林公園和陜西西安田峪河國家濕地公園部分區(qū)域，同時將陜西樓觀臺國家森林公園、樓觀臺風景名勝區(qū)及黑河多鱗鏟頜魚國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)的重疊區(qū)域納入。整合優(yōu)化后，周至縣自然保護區(qū)由現(xiàn)在的5處調(diào)整為3處。

3)擬在陜西樓觀臺國家森林公園南部至縣界區(qū)域的保護地空白區(qū)域新建陜西小王澗省級森林自然公園，該范圍屬森林生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域，優(yōu)勢樹種包括云杉、華山松、樺木、櫟類、油松、楊樹，野生動物包括羚牛、斑羚、豹貓、豬獾、獵隼、紅腹錦雞等。優(yōu)化調(diào)整后，周至縣各類自然保護地避免了劃定邊界的交錯重疊，將更多有保護價值的區(qū)域納入自然保護地體系，提高了野生動植物棲息地和生態(tài)系統(tǒng)完整性，在保護性質(zhì)不改變的前提下提高了保護強度。

自然保護地是生態(tài)建設的核心載體，分析和厘清自然保護地分布格局和空間關系是開展自然保護地空間管控和自然保護地體系整合優(yōu)化的首要問題[10]。通過對秦嶺北麓周至段自然保護地的分布情況和空間重疊分析，初步提出了整合優(yōu)化對策和建議，旨在為周至縣建立以國家公園為主體的自然保護地體系建設提供符合本地實際的優(yōu)化對策和建議，可為秦嶺保護相關部門進一步完善自然保護地統(tǒng)籌管理提供借鑒和參考。