四川省自然保護(hù)區(qū)時(shí)空分布與影響因素

王成武,崔 彪,*,汪宙峰,謝 亮,陳雅靚

1 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,成都 610500 2 西南石油大學(xué)土木工程與測(cè)繪學(xué)院,成都 610500

2020年是全球極端天氣的一年,多個(gè)地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的異常氣候現(xiàn)象[1—2],氣候變化給人類帶來(lái)了深刻的影響。為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化,世界各國(guó)采用了多種措施予以應(yīng)對(duì)。其中,設(shè)立各級(jí)各類自然保護(hù)區(qū),不僅可以有效保護(hù)生物多樣性,還對(duì)區(qū)域生態(tài)功能保護(hù)與修復(fù)具有重要的作用。中國(guó)的自然保護(hù)區(qū)建設(shè)經(jīng)歷了從旨在珍稀動(dòng)植物保護(hù)的點(diǎn)狀建設(shè)階段到全面生態(tài)功能建設(shè)的體系化建設(shè)階段,2015年之后形成了以國(guó)家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補(bǔ)充的自然保護(hù)地體系[3—5]。

四川省位于中國(guó)西南內(nèi)陸腹地,地處長(zhǎng)江上游流域,地形地貌復(fù)雜,氣候復(fù)雜多樣,自然資源豐富,在國(guó)家主體功能中承擔(dān)著重要的生態(tài)功能。從20世紀(jì)60年代至今,四川省共建成自然保護(hù)地489處,其中國(guó)家公園1處、自然保護(hù)區(qū)166處、地質(zhì)公園34處、濕地公園55處、森林公園140處,風(fēng)景名勝區(qū)93處(圖1)。在四川省自然保護(hù)地體系中,自然保護(hù)區(qū)占比最高(34%),建設(shè)歷史最早,多年來(lái)對(duì)四川省的生態(tài)保護(hù)發(fā)揮了重要的作用。目前學(xué)者們對(duì)于自然保護(hù)區(qū)或者自然保護(hù)地的研究,主要包括特定保護(hù)區(qū)的某類物種[6—7]或某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)[8—9],自然保護(hù)地的生態(tài)承載力[10—11]、立法建設(shè)[12—13]、優(yōu)化布局[14—15]等方面。近期也有學(xué)者開始從省域尺度研究部分省區(qū)自然保護(hù)地的空間分布格局[16—18]。為了探索四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布特征及空間演變的影響機(jī)制,本文采用地理空間分析的方法對(duì)166處自然保護(hù)區(qū)展開研究,以期為四川省自然保護(hù)區(qū)乃至自然保護(hù)地體系的建設(shè)提供一定的建議。

圖1 四川省自然保護(hù)地分布圖Fig.1 Distribution map of nature reserves in Sichuan Province

1 數(shù)據(jù)與空間分布研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

國(guó)家公園數(shù)據(jù)和自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)來(lái)自四川省生態(tài)環(huán)境廳、四川省自然資源廳,地質(zhì)公園數(shù)據(jù)來(lái)自四川省地質(zhì)學(xué)會(huì),風(fēng)景名勝區(qū)、濕地公園數(shù)據(jù)來(lái)自四川省文化和旅游廳,森林公園數(shù)據(jù)來(lái)源于四川省林業(yè)和草原局,四川省海拔高程數(shù)據(jù)、植被區(qū)劃、水系數(shù)據(jù)、土壤分布數(shù)據(jù)來(lái)自資源環(huán)境與科學(xué)研究中心。人口數(shù)據(jù)、生產(chǎn)總值、自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金來(lái)源于四川省統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2 空間分布及相關(guān)性研究方法

近年來(lái)空間統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展迅速,產(chǎn)生了諸如地理探測(cè)器、莫蘭指數(shù)等較多分析方法[19—26]。這些方法有的適于連續(xù)分布的地理要素,有的適于離散的地理要素,有的兩者均適用。對(duì)于點(diǎn)狀地理事物,多采用平均最近鄰指數(shù)法、基尼系數(shù)、重心遷移軌跡、核密度分析、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等方法刻畫與描述其空間分布狀態(tài)及演化過(guò)程。其中,平均最近鄰指數(shù)[27]用于研究點(diǎn)狀要素的空間分布類型；基尼系數(shù)[28]衡量研究點(diǎn)狀要素空間分布的均衡程度；核密度分析法[29]用于研究點(diǎn)狀要素在一定區(qū)域內(nèi)的分布數(shù)量、總體的分布方位、集聚分布的區(qū)域；重心遷移軌跡法[30]用于分析點(diǎn)狀要素空間分布及其動(dòng)態(tài)演化過(guò)程；標(biāo)準(zhǔn)差橢圓方法[31]用于研究基于目標(biāo)對(duì)象的空間區(qū)位和空間結(jié)構(gòu),可從全局的、空間的角度定量解釋地理要素空間分布的中心性、展布性、方向性、空間形態(tài)等特征,橢圓空間分布范圍表示地理要素空間分布的主體區(qū)域。本文研究的自然保護(hù)區(qū)因?qū)⑵湟暈辄c(diǎn)狀事物,故可作為離散的空間事物并研究其空間分布與演化特征。同時(shí),文章采用相關(guān)系數(shù)法用于分析自然保護(hù)區(qū)空間分布的影響因素。

(1)平均最近鄰指數(shù)

將四川省各自然保護(hù)區(qū)平均觀測(cè)距離R1與四川省各自然保護(hù)區(qū)平均期望距離R2的比值NN與數(shù)字1進(jìn)行比較，計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中S表示四川省面積,di表示自然保護(hù)區(qū)i至其最鄰近自然保護(hù)區(qū)的歐式距離,n表示四川省自然保護(hù)區(qū)總數(shù)目,以此用來(lái)衡量四川省自然保護(hù)區(qū)不同時(shí)期的積聚程度。

(2)基尼系數(shù)

本文應(yīng)用其研究四川省自然保護(hù)區(qū)的空間均衡度,表示出不同城市研究對(duì)象數(shù)量的懸殊程度,其理論計(jì)算公式如下：

(4)

式中,Gini代表基尼系數(shù)；n為區(qū)域的數(shù)量；W為累計(jì)數(shù)量占總數(shù)量的比重。Gini的取值在0—1之間,Gini值越大,表明研究對(duì)象空間分布的均衡性越小,集中度越高?；嵯禂?shù)可以表示出不同城市研究對(duì)象數(shù)量的懸殊程度。

(3)核密度分析

運(yùn)用核密度分析工具研究1963—2018年四川省自然保護(hù)區(qū)的集聚分布的區(qū)域、數(shù)量、方位,用以判斷其變化情況。其理論公式如下：

(5)

式中,k()稱為核密度函數(shù)；(x-X1)表示自然保護(hù)區(qū)的某一x點(diǎn)至事件X1的距離；l>0,為帶寬；t是在帶寬范圍內(nèi)的已知要素?cái)?shù)目。

(4)重心分布軌跡

計(jì)算1963—2018年四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布的重心,研究其重心的遷移軌跡,分析四川省自然保護(hù)區(qū)的空間演化過(guò)程。重心理論公式如下：

(6)

(7)

LXi=111×cosYi×(Xi-Xo)

(8)

LYi=111×(Yi-Yo)

(9)

L=111×arccos[cosYicosYicos(Xi-Xo)+sinYisinYo]

(10)

式中,Xo、Yo表示該年四川省自然保護(hù)區(qū)分布重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；n為該年四川省自然保護(hù)區(qū)的個(gè)數(shù)總和；Xi、Yi為第i個(gè)自然保護(hù)區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)；總偏移距離用L表示,東西向、南北向偏移距離分別為L(zhǎng)Xi、LYi。

(5)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓是空間統(tǒng)計(jì)方法中能夠精確揭示要素空間分布多方面特征的方法。該方法通過(guò)以中心、長(zhǎng)軸、短軸、方位角為基本參數(shù),定量描述事物的總體空間分布特征。本文采用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓算法分析四川省自然保護(hù)區(qū)的分布方向、疏密程度及動(dòng)態(tài)變化。

(6)相關(guān)系數(shù)法

相關(guān)系數(shù)法是研究變量之間相關(guān)程度的方法,在生態(tài)、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域[32—36]都有廣泛的應(yīng)用。本文運(yùn)用該方法研究地區(qū)GDP、人口、城鎮(zhèn)化率、自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率等社會(huì)因素與自然保護(hù)區(qū)之間的相關(guān)性,從而探究社會(huì)因素對(duì)自然保護(hù)區(qū)空間分布的影響。

1.3 自然保護(hù)區(qū)的空間分布特征演化

(1)空間分布類型變化

使用ArcGIS對(duì)四川省自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行最近鄰分析,得到其空間分布類型。當(dāng)最鄰近比率NN<1,則空間分布類型為積聚；當(dāng)最鄰近比率NN=1,則空間分布類型為平均；當(dāng)最鄰近比率NN>1,則空間分布類型為隨機(jī)。最鄰近比率NN與1相差的絕對(duì)值愈大,則相對(duì)應(yīng)分布的程度越高。由表1分析可知：四川省自然保護(hù)區(qū)總體呈現(xiàn)集聚-隨機(jī)-集聚的變化特征,且前期變化幅度大,后期變化幅度小。

表1 四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布最近鄰指數(shù)表Table 1 Nearest neighbor index of spatial distribution of nature reserves in Sichuan Province

(2)空間分布均衡度

計(jì)算四川省21個(gè)地級(jí)市的自然保護(hù)區(qū)數(shù)量,按數(shù)量大小排序,得出各地市自然保護(hù)區(qū)數(shù)量占總數(shù)量的比重和累計(jì)比重,代入基尼系數(shù)公式中計(jì)算,得到四川省自然保護(hù)區(qū)的基尼系數(shù),按照判定方法對(duì)其均衡程度類型判斷,結(jié)果如表2。從基尼系數(shù)計(jì)算結(jié)果看,歷年數(shù)值均大于0.5,從均衡程度類型看,主要表現(xiàn)為差距懸殊和差距較大,這表明四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)較不均衡的特征。

表2 基尼系數(shù)結(jié)果Table 2 Result of Gini coefficient

根據(jù)表2基尼系數(shù)的結(jié)果可知：四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布均衡度為極不均衡。從時(shí)間上看,其空間分布由差距懸殊向差距較大的類型發(fā)展,分布差距在逐漸減小。從基尼系數(shù)計(jì)算結(jié)果看,歷年數(shù)值均大于0.5,從均衡程度類型看,主要表現(xiàn)為差距懸殊和差距較大,這說(shuō)明四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)較不均衡的特征。

1.4 自然保護(hù)區(qū)空間分布特征演化

(1)密度變化過(guò)程

如圖2,通過(guò)研究四川省自然保護(hù)區(qū)核密度圖的變化,發(fā)現(xiàn)其核密度空間分布呈現(xiàn)出明顯的階段特征?？傮w分為兩個(gè)階段。第一階段：?jiǎn)魏诵纬膳c發(fā)展階段(1963—1998年)。該時(shí)期自然保護(hù)區(qū)發(fā)展相對(duì)緩慢,高、低密度核相繼形成。主核位于阿壩高原與川西平原的過(guò)渡區(qū)域,高密度核由阿壩州若爾蓋縣、阿壩州九寨溝縣發(fā)展為甘孜州、樂山—涼州區(qū)域、阿壩州北部等多個(gè)區(qū)域。第二階段：雙核階段(1998—2018年)。1998年在原有主核的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了另一個(gè)位于阿壩州北部-綿陽(yáng)交界區(qū)域的主核,且雙核共存的狀態(tài)一直持續(xù)到2018年。此階段高密度核數(shù)量持續(xù)增加,范圍繼續(xù)擴(kuò)大并逐漸擴(kuò)展為南至涼山州、西至甘孜州、北至阿壩州、東至巴中市的廣大區(qū)域。

圖2 四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布核密度圖Fig.2 Nuclear density map of spatial distribution of nature reserves in Sichuan Province

(2)重心遷移

參照四川省的幾何中心(綿陽(yáng)市平武縣104.433°E,32.234°N),通過(guò)ArcGIS計(jì)算1963—2018四川省自然保護(hù)區(qū)的分布重心,結(jié)果如表3,發(fā)現(xiàn)其具有以下特點(diǎn)：

表3 四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布重心參數(shù)表Table 3 Parameters of spatial distribution barycenter of nature reserves in Sichuan Province

①重心遷移軌跡表現(xiàn)為南-北-南的反復(fù)遷移過(guò)程,但總體為向南遷移。1963—1978年重心由阿壩州黑水縣南遷至阿壩州汶川縣,1978—1983年重心北遷至阿壩州理縣,隨后重心南遷,1983—2018年都位于阿壩州汶川縣內(nèi)。

②重心活動(dòng)范圍較小,活動(dòng)區(qū)域穩(wěn)定,大致分布在阿壩州黑水縣、阿壩州汶川縣、阿壩州理縣附近,且相距最遠(yuǎn)的兩重心距離為135.412 km。

③ 重心坐標(biāo)值在103.021°E—103.393°E、30.830°N—32.039°N之間,波動(dòng)幅度與范圍較小。在東西方向上無(wú)明顯變化,重心間最遠(yuǎn)距離為35.39 km；在南北方向上有輕微波動(dòng),重心間最遠(yuǎn)距離為134.198 km。就總體偏移距離而言,2003年四川省自然保護(hù)區(qū)分布重心距幾何中心最遠(yuǎn),達(dá)到203.991 km。這說(shuō)明四川省自然保護(hù)區(qū)建設(shè)重點(diǎn)在阿壩州南部,并有向成都市轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),體現(xiàn)為逐漸遠(yuǎn)離四川省幾何中心。

(3)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析

使用ArcGIS軟件對(duì)四川省自然保護(hù)區(qū)1963—2018年每隔5年的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析,計(jì)算結(jié)果如表4,ArcGIS所得標(biāo)準(zhǔn)差橢圓圖如圖3。根據(jù)圖3和表4相關(guān)結(jié)果,分析得出如下結(jié)論：

表4 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓計(jì)算結(jié)果Table 4 Calculating result of Standard deviation ellipse

①標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的方向變化較大,其空間分布由南-北向演變?yōu)闁|北-西南向。1963—1973年標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的方向?yàn)槟?北向,1978年后方向發(fā)生明顯變化,其方向演變?yōu)闁|北-西南向。其原因是1978年甘孜州新建5處自然保護(hù)區(qū),致使1978年的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的方向發(fā)生了明顯變化。

②標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積總體呈大幅增長(zhǎng),其過(guò)程具有“先增大,后減小,再增大”的特點(diǎn),自然保護(hù)區(qū)的空間分布特征由集中到分散。1973—1998年期間標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的面積先增大,后減小。1998年后其面積再次緩慢增長(zhǎng)并趨于穩(wěn)定,直至2013年,標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積達(dá)到最大值。至此,四川省自然保護(hù)區(qū)的空間格局基本確立,各地區(qū)自然保護(hù)區(qū)發(fā)展趨向均衡。

③標(biāo)準(zhǔn)差橢圓長(zhǎng)短軸變化強(qiáng)烈,在經(jīng)歷了方向發(fā)生變化的同時(shí),長(zhǎng)短軸的距離均呈現(xiàn)出“減小-增大-減小-增大”的周期性變化。其中,長(zhǎng)軸距離數(shù)值最小的為1973年的169.598 km,距離數(shù)值最大的為1983年的333.205 km；短軸距離數(shù)值最小的為1973年的59.402 km,距離數(shù)值最大的為1988年的253.090 km。該過(guò)程在一定程度上反映了四川省不同時(shí)期生態(tài)建設(shè)的區(qū)域重點(diǎn)。如1963—1973年川西地區(qū)是生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)；1973—1983年甘孜地區(qū)為生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)；1983—1993年阿壩州、甘孜州依然是生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域；1993—2008年川東川南地區(qū)成為生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域；2008—2018年川南的宜賓和成都兩個(gè)地區(qū)成為生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)。

2 四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布影響因素

根據(jù)上文分析,目前四川省自然保護(hù)區(qū)分布并不均衡,各地市、自治州之間自然保護(hù)區(qū)數(shù)量差異極大。為了探究其空間分布的影響因素,從自然保護(hù)區(qū)的內(nèi)在特點(diǎn)和文獻(xiàn)研究[35—37]出發(fā),從自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面8個(gè)指標(biāo)展開分析。

2.1 自然因素對(duì)自然保護(hù)區(qū)空間分布的影響

自然保護(hù)區(qū)是以保護(hù)珍稀動(dòng)植物資源、保留自然本底、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)為主要目的而劃分出的區(qū)域。這種性質(zhì)和特點(diǎn)決定了自然因素是其空間分布的主要因素。為了深入分析自然保護(hù)區(qū)與各自然因素之間的關(guān)系,本文選擇可能對(duì)其產(chǎn)生影響的地形地貌、土壤、植被、水系等因素進(jìn)行研究(圖4)。

圖4 不同自然因素條件下自然保護(hù)區(qū)分布或密度圖Fig.4 Distribution or density map of nature reserves under different natural factors

(1)地勢(shì)高程影響分析

四川省西高東低、高差懸殊,不同高程所分布的自然保護(hù)區(qū)數(shù)量也不相同。根據(jù)“四川省主體功能區(qū)劃”對(duì)高程的分級(jí),將四川省按照高程分為5個(gè)等級(jí),包括h<500 m(占比12.12%),500—1000 m(占19.39%),1000—2000 m(16.36%),2000—3000 m(23.64%),3000—4500 m(26.06%),h>4500 m(2.43%)。基于對(duì)地形數(shù)據(jù)的分析可知,自然保護(hù)區(qū)在不同高程的區(qū)域中均有分布,但較傾向于地勢(shì)平坦、高程適中的阿壩州南部與東部、甘孜州東部、涼山州北部以及成都市、綿陽(yáng)市等區(qū)域(圖4)

(2)土壤類型影響分析

四川省地貌復(fù)雜,土壤類型多樣。按照傳統(tǒng)的“土壤發(fā)生分類”系統(tǒng)[37],四川省土壤分為8個(gè)土綱,包括高山土、水成土、淋溶土、半淋溶土、半水成土、初育土、人為土、鐵鋁土。25個(gè)土類,63個(gè)亞類以及137個(gè)土屬。通過(guò)空間疊加分析發(fā)現(xiàn),自然保護(hù)區(qū)主要集中于淋溶土(25.46%)、半淋溶土(22.43%),部分集中于初育土(15.76%)、人為土(9.09%)、高山土(9.69%)、鐵鋁土(15.45%),少量分布于半水成土(1.21%)、水成土(1.21%)。其原因可能是以上土壤區(qū)更有力形成較好的生態(tài)環(huán)境,有利于生物生長(zhǎng)發(fā)育,因此甘孜州、阿壩州、涼山州、廣元市、綿陽(yáng)市較適宜設(shè)立自然保護(hù)區(qū)。

(3)水系河流影響分析

四川省內(nèi)河流眾多,絕大部分屬長(zhǎng)江水系。水系對(duì)自然保護(hù)區(qū)的分布有重大的影響作用。按水系等級(jí)將四川省水系河流分為一級(jí)河流與一級(jí)以下河流,將5 km作為緩沖距離,進(jìn)行河流緩沖分析。通過(guò)ArcGIS的分析可發(fā)現(xiàn)：一級(jí)河流5 km以內(nèi)的保護(hù)區(qū)數(shù)量占比13.86%,一級(jí)以下河流5 km以內(nèi)的保護(hù)區(qū)數(shù)量占比74.09%,所有河流5 km以內(nèi)的保護(hù)區(qū)數(shù)量占比高達(dá)87.95%。由此可見,四川省自然保護(hù)區(qū)的分布與河流發(fā)育有著密切的聯(lián)系,因此河流富集的甘孜州、阿壩州、涼山州、綿陽(yáng)市、雅安市、巴中市等設(shè)有較多的自然保護(hù)區(qū)。

(4)植物區(qū)劃影響分析

植物區(qū)劃是區(qū)域氣候、土壤分布等地理要素的綜合反映。四川省植被區(qū)劃分為高寒灌叢草甸地帶、高寒草甸地帶等6個(gè)地帶。其中,自然保護(hù)區(qū)大多集中分布在中亞熱帶常綠闊葉林北部亞地帶(65.45%),部分分布于亞熱帶山地寒溫性針葉林地帶(16.36%)、中亞熱帶常綠闊葉林地帶(7.88%)、北亞熱帶常綠落葉闊葉混交林(7.27%),少量分布于高寒灌叢草甸地帶(3.03%)。此種分布格局反映出中亞熱帶闊葉林區(qū)具有氣候溫和、空氣濕潤(rùn)、降雨量充沛的特點(diǎn),是生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的區(qū)域,有利于動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育,成為了生態(tài)功能較好的區(qū)域,也成為自然保護(hù)區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。

2.2 社會(huì)因素對(duì)自然保護(hù)區(qū)空間分布的影響

盡管自然因素是自然保護(hù)區(qū)空間分布的決定性因素,但社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件也不可避免地對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。為此,本文選擇了地區(qū)GDP、人口、城鎮(zhèn)化率、自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子,分析其對(duì)自然保護(hù)區(qū)可能產(chǎn)生的影響,通過(guò)SPSS軟件分析兩者的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)r>0時(shí),兩者為正相關(guān),r<0時(shí),為負(fù)相關(guān),|r|越接近1,兩者相關(guān)性越強(qiáng)；顯著系數(shù)α的值越接近0,顯著性水平越高。計(jì)算結(jié)果如表5。

表5 社會(huì)因素與四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布的相關(guān)系數(shù)表Table 5 Correlation coefficient table between social factors and spatial distribution of nature reserves in Sichuan Province

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：(1)地區(qū)GDP與自然保護(hù)區(qū)的關(guān)聯(lián)程度極低,影響程度較弱；(2)地區(qū)人口與自然保護(hù)區(qū)之間低度負(fù)相關(guān),這說(shuō)明人口稀少地區(qū)的自然保護(hù)區(qū)分布多于人口聚集的地區(qū)；(3)地區(qū)城鎮(zhèn)化水平與自然保護(hù)區(qū)為高度負(fù)相關(guān),其原因是城鎮(zhèn)化提供非生態(tài)功能而自然保護(hù)區(qū)則提供生態(tài)功能。因此,城鎮(zhèn)化會(huì)對(duì)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)產(chǎn)生較大的抑制效應(yīng)；(4)地區(qū)自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率與自然保護(hù)區(qū)的相關(guān)類型為中度相關(guān),自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率較高的地區(qū)其自然保護(hù)區(qū)分布高于自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率較低的地區(qū),這與《中華人民共和國(guó)自然保護(hù)區(qū)條例》對(duì)自然保護(hù)區(qū)所需經(jīng)費(fèi)的規(guī)定是一致的。

2.3 自然與社會(huì)因素的交互作用

自然因素是自然保護(hù)區(qū)設(shè)立的基本條件,對(duì)自然保護(hù)區(qū)的空間分布具有決定性影響；社會(huì)因素對(duì)自然保護(hù)區(qū)的空間分布有一定的影響。在二者的交互作用下,自然保護(hù)區(qū)集中分布于地勢(shì)適中、氣候溫和、河流交錯(cuò)、土壤良好、城鎮(zhèn)化率低、人口稀少的地區(qū),主要包括阿壩州南部與東部地區(qū)。

3 結(jié)論與建議

本文采用平均最近鄰指數(shù)、基尼系數(shù)、重心分布軌跡、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓研究了四川省自然保護(hù)區(qū)1963—2018年間的時(shí)空分布特征,并采用空間疊置和相關(guān)系數(shù)分析法試圖從自然和社會(huì)兩個(gè)角度揭示影響四川省自然保護(hù)區(qū)時(shí)空變化的因素,研究得出以下主要結(jié)論：

①?gòu)臅r(shí)間上看,1963—2018年間四川省自然保護(hù)區(qū)空間分布的總體特征以集聚為主,呈現(xiàn)集聚-隨機(jī)-集聚的變化特征,且前期變化幅度大,后期變化幅度小,但集聚程度逐漸減弱。由于自然保護(hù)區(qū)建設(shè)有一個(gè)過(guò)程,這種空間變化反映了該時(shí)期四川省生物保護(hù)的演變過(guò)程。四川省生物保護(hù)初期以大熊貓、扭角羚、綠尾虹雉、金絲猴等珍稀動(dòng)物為主,在阿壩州、甘孜州、綿陽(yáng)市等區(qū)域建立了系列野生動(dòng)物類的大型自然保護(hù)區(qū)。后期開始了全面的生物多樣性保護(hù),初步完成了以秦巴生物多樣性、川滇森林及生物多樣性、若爾蓋草原濕地、大小涼山水土生態(tài)功能區(qū)等為主體的生態(tài)安全格局建設(shè)。從圖2可以看出,四川省自然保護(hù)區(qū)的發(fā)展明顯分為兩個(gè)階段,1963—1998年的單核形成與發(fā)展階段和1998—2018年雙核階段。

②從空間上看,四川省自然保護(hù)區(qū)的分布較不均衡,其分布主要集中在成都平原向川西高原的過(guò)渡區(qū)域,即阿壩州的東部和南部地區(qū)。從基尼系數(shù)計(jì)算結(jié)果可知：其歷年數(shù)值均大于0.5,說(shuō)明四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)出較不均衡的特征。從四川省自然保護(hù)區(qū)分布重心看,50多年來(lái)其重心由阿壩州黑水縣南移至阿壩州汶川縣,重心活動(dòng)區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定。從標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的計(jì)算結(jié)果看,長(zhǎng)短半軸和面積均變化強(qiáng)烈,總體呈現(xiàn)出大幅度的增長(zhǎng),空間分布由南-北向演變?yōu)闁|北-西南向。這說(shuō)明四川省自然保護(hù)區(qū)設(shè)立的區(qū)域不斷增加,范圍在不斷擴(kuò)大,由最初的阿壩州、綿陽(yáng)市等地區(qū)擴(kuò)散至全省各市。這種空間分布不均衡在一定程度上反映出四川省生態(tài)保護(hù)的空間重點(diǎn)在阿壩州的東部和南部地區(qū)。這是否意味著在川西北、川東北和川南部分地區(qū)的生態(tài)功能建設(shè)尚需要進(jìn)一步加強(qiáng)？

③從影響因素看,四川省自然保護(hù)區(qū)的空間分布受到自然因素和社會(huì)因素的雙重影響。其中,自然保護(hù)區(qū)的設(shè)立與發(fā)展主要受到自然因素的影響,包括水系河流、植被區(qū)劃、地勢(shì)高程、土壤類型。這種影響應(yīng)該是由自然保護(hù)區(qū)的性質(zhì)和特點(diǎn)決定的。社會(huì)因素中的城鎮(zhèn)化率對(duì)自然保護(hù)區(qū)空間分布有一定的抑制作用,其原因是城鎮(zhèn)化與自然保護(hù)區(qū)追求的目標(biāo)具有較大的相向性；自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率對(duì)自然保護(hù)區(qū)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用,其原因是自然保護(hù)區(qū)的發(fā)展建設(shè)需要經(jīng)費(fèi)投入,自然保護(hù)區(qū)多的地方相應(yīng)的自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率會(huì)增高。但是,自然科學(xué)領(lǐng)域投入資金率較高的地區(qū)未必自然保護(hù)區(qū)分布較多。

通過(guò)以上研究發(fā)現(xiàn),四川省自然保護(hù)區(qū)50多年的發(fā)展取得了巨大的成就,其發(fā)展經(jīng)歷了瀕危動(dòng)植物保護(hù),生物多樣性保護(hù),生態(tài)功能全面建設(shè)等幾個(gè)階段。這在一定程度上反映了我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)理論和實(shí)踐的不斷完善。但由于存在保護(hù)與發(fā)展的矛盾,四川省的自然保護(hù)區(qū)建設(shè)仍然存在“點(diǎn)”上的保護(hù)問(wèn)題和“面”上的布局問(wèn)題。因此,本文對(duì)未來(lái)四川省自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)功能建設(shè)提出如下建議：

(1)基于四川省自然保護(hù)區(qū)集聚程度不斷減弱和空間分布仍不均衡的狀況,從國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)和自然公園的特點(diǎn)出發(fā),優(yōu)化四川省自然保護(hù)地體系布局。在四川省主體功能區(qū)劃的框架下,分析全省的國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)和自然公園的分布狀況及相互轉(zhuǎn)化條件,優(yōu)化其空間布局,最大限度地發(fā)揮自然保護(hù)地的生態(tài)功能。如可在自然保護(hù)區(qū)分布較少的川西北、川東北和川南部分地區(qū)設(shè)立更多的自然公園,以加強(qiáng)其生態(tài)功能建設(shè)。

(2)在四川省生態(tài)文明建設(shè)初有成效的前提下,開展對(duì)自然保護(hù)區(qū)發(fā)展模式的探討。在不斷加大生態(tài)補(bǔ)償力度的同時(shí),嘗試在自然保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)乃至外圍區(qū)域?qū)嵤┼l(xiāng)村旅游、生態(tài)旅游發(fā)展模式。在加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)對(duì)周邊區(qū)域發(fā)展的帶動(dòng)作用,促進(jìn)鄉(xiāng)村振興,促進(jìn)民族地區(qū)振興,實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

此外,本研究尚存在一定的不足,如自然因素和社會(huì)因素對(duì)自然保護(hù)區(qū)分布的影響研究缺乏深層探究,以每5年為時(shí)間單元可能會(huì)損失了部分自然保護(hù)區(qū)變化劇烈的年限,降低對(duì)自然保護(hù)區(qū)時(shí)空分布研究的準(zhǔn)確度。