基于多因素層次分析法的保護區(qū)界樁設立研究

何志紅，郭如意，鄧錫杰，張迪

（1.廣東西江爛柯山省級自然保護區(qū)管理處，廣東 肇慶 526070；2.廣州市眾森林業(yè)有限公司，廣東 廣州 510642）

《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》中指出“合理調整自然保護地范圍并勘界立標，在重要地段、重要部位設立界樁和標識牌”[1]。自然保護地是各級政府通過法律或其他有效途徑得到明確界定、許可、投入和管理，能夠實現自然資源及相關生態(tài)系統(tǒng)服務、歷史文化價值的長久保護的特殊地理區(qū)域[2-3]?？苯缌酥笇σ褎澏ǖ淖匀槐Ｗo地邊界和功能區(qū)劃界進行內業(yè)核定與外業(yè)勘查，確定合理且準確的界線，并在自然保護地邊界或功能區(qū)界的重要點位設立統(tǒng)一規(guī)范的界樁和標識牌?？苯缌耸亲匀槐Ｗo地實施保護和有效管理的重要基礎性工作，也是自然保護地監(jiān)督管理的重要憑證[4-6]。隨著自然保護地整合優(yōu)化工作的開展[7]，各類自然保護地范圍及功能區(qū)發(fā)生了較大變化，亟需開展勘界立標工作。

自然保護地勘界立標工作流程有資料準備與處理、制作勘界工作底圖、標繪邊界點、預設定標點、踏勘確定定標點、定標點測量、邊界標繪、定標點論證、立標等內容[7]，其中關鍵工作包含定標點預設與踏勘。在實際踏勘工作中，由于地理環(huán)境、交通情況等的影響，存在無法到達預設定標點的情況，以及自然保護地面積大、位置偏等特點，往往踏勘某個定標點，需要消耗大量的時間，效率比較低，無法滿足當前繁重的勘界立標工作任務。本文以廣東西江爛柯山省級自然保護區(qū)為例，采用多因素層次分析法對保護區(qū)界樁設立進行研究，旨在提升自然保護地勘界立標工作和節(jié)約時間、人力、材料等成本，也為自然保護地勘界立標工作提供技術參考。

1 研究區(qū)概況

廣東西江爛柯山省級自然保護區(qū)位于廣東省肇慶市東南部，靠近西江[8]，地理坐標為112°34′58″～ 112°45′45″ E，23 ° 03 ′30 ″～23 °09′17″ N，總面積為7 900.73 hm2（見圖1）；主要保護對象為南亞熱帶季風常綠闊葉林及其森林生態(tài)系統(tǒng)、國家重點保護珍稀瀕危動植物資源及其棲息地。最高峰爛柯山海拔為904 m，保護區(qū)地處北回歸線南緣，屬南亞熱帶季風氣候[9]，年平均氣溫為21.9℃，1 月平均氣溫為13.0℃，極端最低氣溫為－1.0℃，7月平均氣溫為28.9℃，極端最高氣溫為37.9℃。年降水量為1 656.6 mm，多集中在4—10 月，占全年降水量的80%。

圖1 研究區(qū)范圍地理位置Figure 1 Geographic location of the study area

對研究區(qū)已開展維管植物資源狀況[8]、野生觀賞植物資源情況[9]、自然保護區(qū)管理現狀以及改進策略[10]和自然保護區(qū)現狀及發(fā)展對策[11]的研究，但對該自然保護區(qū)勘界立標的研究較少。研究區(qū)暫未開展勘界立標工作，隨著自然保護地整合優(yōu)化工作的開展[12]，各類自然保護地范圍及功能區(qū)發(fā)生了較大變化，亟需開展勘界立標工作。

2 研究方法

2.1 評價范圍確定

在勘界工作底圖上，根據自然保護地范圍、界線走向和功能分區(qū)邊界，以能控制邊界線的基本走向為基本原則，預設邊界點位置。基于界樁設立的工作特點，選取研究區(qū)邊界兩側各100 m 范圍作為本文邊界界樁設立研究的評價范圍（見圖2）。

圖2 評價區(qū)范圍示意圖Figure 2 Scope of the study area

2.2 界樁設立適宜性評價

2.2.1 評價體系構建 定標點預設位置需要充分考慮地形條件、權屬、通視條件、地質條件、安全性等的影響，界樁設立在充分考慮地形、地貌、活動干擾的基礎上，從自然環(huán)境和人為干擾兩方面選取以下指標作為影響界樁設立選擇的主導因子構建適宜性評價體系：土地利用、土地權屬、森林類別、海拔、坡度、道路。道路以道路干線的距離作為劃分標準。根據界樁在不同因子上設立的難易及重要程度對各評價指標進行分級并賦值，見表1。

表1 界樁設立適宜性評價體系及各評價指標賦值Table 1 Indicators and values for suitability evaluation on erecting boundary markers

2.2.2 指標權重確定 指標權重確定方法有層次分析法、主成分分析法、熵值法、因子分析等。基于各評價因子對界樁設立的重要性不同，相比客觀的熵值法等基于數據確定的結果未必可靠，在研究界樁設立中更需要專業(yè)人員的主觀經驗判斷，本文選取在構建評價體系中運用廣泛的層次分析法（AHP）。層次分析法通過對各評價指標兩兩比較確定指標的相對重要性，建立判斷矩陣（見表2），得到各個指標的相對權重，一致性系數（CR）為0.018 5＜0.10，通過一致性檢驗。

表2 界樁設立適宜性評價因子權重Table 2 Indicator weight of suitability evaluation on erecting boundary markers

2.2.3 界樁預設適宜性評價結果計算 首先，分別對各評價因子分級進行賦值，利用ArcMap 中的Conversion tools 將各評價因子進行矢量數據轉柵格，設定柵格單元大小為5 m × 5 m，并在Raster calculator 進一步將各個因子按權重疊加，從而確定評價區(qū)內的界樁適宜性的空間分布格局。

3 結果與分析

3.1 界樁設立適宜性空間分布格局

根據界樁設立適宜性綜合分析結果（見圖3），評價區(qū)內界樁設立適合區(qū)域或應設立區(qū)域的面積為89.37 hm2，占比4.80%，較適合區(qū)域或可適合區(qū)域的面積為870.91 hm2，占比46.87%，不適合區(qū)域或不應設立區(qū)域的面積為898.90 hm2，占比48.32%；評價區(qū)內界樁設立適宜性在空間分布上不均勻，表現為適合區(qū)域或應設立區(qū)域集中分布在評價區(qū)的中部和東部，不適合區(qū)域或不應設立區(qū)域集中分布在評價區(qū)的西部。

圖3 不同等級的界樁設立區(qū)域Figure 3 Evaluation result of suitability evaluation on erecting boundary markers and distribution

界樁設立適合區(qū)域或應設立區(qū)域零散分布在評價區(qū)北部和南部，該區(qū)域極易受到人為活動干擾，靠近道路、農用地、基本農田，山體不高，地勢平緩，原則上應設立界樁，界樁的設立也容易；界樁設立較適合區(qū)域或者可設立區(qū)域主要分布在評價區(qū)的中部和東部，該區(qū)域易受到人為活動干擾，距離村莊、道路、裸地等較近，山體較為平緩，主要為集體林地，可根據要求設立界樁，界樁的設立也相對容易；界樁設立不適合區(qū)域或不應設立區(qū)域主要分布在評價區(qū)西部和保護區(qū)東北部，該區(qū)域受人為活動干擾的概率較小，遠離村莊、道路等，海拔較高，可不設立界樁，界樁的設立也較困難。

3.2 界樁設立區(qū)域分級

因研究區(qū)矢量邊界可能跟實際情況存在一定的偏差，根據界樁設立的實際需求，將研究區(qū)邊界不同尺度下的界樁設立適宜性劃分為適合、較適合、不適合3 種適宜程度的界樁設立區(qū)域，見表3。在距邊界5 m 范圍內，適合區(qū)域占比4.48%，較適合區(qū)域占比52.16%，不適合區(qū)域占比43.35%，在各尺度下不同適宜程度的界樁設立區(qū)域占比變化不大，說明研究區(qū)適宜設立界樁的范圍較少，同時設立界樁的難度相對較大。

表3 不同尺度下界樁設立區(qū)域分級Table 3 Grading of suitability for erecting boundary markers

4 結論與討論

基于界樁設立在實際工作存在預設點位置難找，部分界樁的設立作用不大，存在浪費人力、物力和效率不高的現象。本文通過選取反映人類活動干擾強弱的環(huán)境因子構建評價體系，對保護區(qū)邊界界樁設立進行適宜性分析，得到不同尺度下不同適宜程度的界樁設立區(qū)域，可在預設點預設工作中優(yōu)先篩選出應設立界樁區(qū)域、易設立界樁區(qū)域和不適合設立界樁區(qū)域，降低外業(yè)踏勘的難度。結果表明，在距離研究區(qū)邊界5 m 范圍，適合界樁設立的區(qū)域占比4.48%，較適合界樁設立區(qū)域占比52.16%，不適合界樁設立占比43.35%，在其他尺度下，不同適宜程度的界樁設立區(qū)域占比變化不大，研究區(qū)需要界樁設立的邊界區(qū)域較少，界樁設立難度大的區(qū)域較大，說明研究區(qū)受活動干擾的影響較小。通過對廣東西江爛柯山省級自然保護區(qū)界樁設立研究，確定界樁設立區(qū)域，能夠為今后保護區(qū)功能區(qū)樁、界樁增補、總體規(guī)劃等提供參考。

本文通過選取反映人類活動干擾強弱的環(huán)境因子構建評價體系，減弱預設定標點工作的主觀性，以期提升外業(yè)勘查的工作效率，與惠偉[13]、楊軍元[14]在自然保護區(qū)立標方案、確界研究中采用內業(yè)落界、現場勘測的常規(guī)方法相比具有一定的優(yōu)越性。本文界樁設立研究的評價范圍為研究區(qū)邊界兩側各100 m 范圍，可能存在合適區(qū)域在100 m 外沒有道路進入預設點、合適區(qū)域周邊坡度較大等情況，無法提取更為詳細的步道或防火林帶，存在一定的局限性和不足之處；另外，界樁設立適宜性分析適用于陸地森林生態(tài)系統(tǒng)等類型的自然保護地。本研究結果可以為自然保護地勘界立標、自然保護地體系建設提供技術參考。