自然保護(hù)區(qū)布局與功能分區(qū)方法研究

劉彥澤 王 蕊 張艷俠 陳彩霞 陳怡研

河北霧靈山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理中心，河北 興隆 067300

0 引言

自然保護(hù)區(qū)是指對(duì)有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動(dòng)植物物種的天然集中分布、有特殊意義的自然遺跡等保護(hù)對(duì)象所在的陸地、陸地水域或海域等，依法劃出一定面積予以特殊保護(hù)和管理的區(qū)域［1］。楊亮亮等［2］研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的自然保護(hù)區(qū)發(fā)展大概經(jīng)歷了5個(gè)階段，即始建階段（1956—1965年）、停滯階段（1966—1971年）、恢復(fù)階段（1972—1978年）、全面規(guī)劃和迅速增長(zhǎng)階段（1979—2000年）、科學(xué)規(guī)劃建設(shè)與經(jīng)營(yíng)管理階段（2001年以后）。截至2018年底，我國(guó)共建成各類自然保護(hù)區(qū)2 753個(gè)，其中國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)463個(gè)［3］。當(dāng)前的大量研究和實(shí)踐表明，建立自然保護(hù)區(qū)已成為保護(hù)生物多樣性的重要方式之一［4-5］。筆者詳細(xì)介紹了當(dāng)前我國(guó)自然保護(hù)區(qū)使用的布局方法和功能分區(qū)方法，并對(duì)我國(guó)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)存在的問(wèn)題提出對(duì)策建議，旨在推動(dòng)我國(guó)自然保護(hù)區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展，為構(gòu)建人與自然和諧共生的現(xiàn)代化社會(huì)提供借鑒。

1 自然保護(hù)區(qū)布局方法

1.1 保護(hù)空缺分析

保護(hù)空缺是由Burley在1988年提出的，多指未被保護(hù)區(qū)有效保護(hù)的植被或植物和動(dòng)物等分布地［6］。保護(hù)空缺分析一般是指在獲得同一地域生物物種的空間分布圖、保護(hù)區(qū)的空間分布圖、植被類型的分布圖等信息之后，通過(guò)圖層疊加技術(shù)對(duì)該地域進(jìn)行保護(hù)空缺分析［7］。美國(guó)最早以州為單位在全國(guó)開展了保護(hù)空缺分析［8］。我國(guó)在20世紀(jì)末將保護(hù)空缺分析應(yīng)用于生物多樣性的保護(hù)研究，近年來(lái)的應(yīng)用越來(lái)越多［9］。謝文冬等［10］將燕山地區(qū)的40種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類作為指示物種，運(yùn)用Marxan系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃模型和物種分布模型進(jìn)行了保護(hù)空缺分析。

1.2 保護(hù)優(yōu)先區(qū)分析

保護(hù)優(yōu)先區(qū)分析是指在獲得區(qū)內(nèi)野生動(dòng)植物多樣性分布數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法量化分析出保護(hù)順序的過(guò)程。保護(hù)優(yōu)先區(qū)多用生物多樣性的敏感區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)和關(guān)鍵區(qū)等表示。近些年，保護(hù)優(yōu)先區(qū)分析法被廣泛應(yīng)用，有力地促進(jìn)了我國(guó)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)。例如，劉端［11］研究了廣西壯族自治區(qū)維管植物保護(hù)優(yōu)先區(qū)，運(yùn)用主成分分析法得出4個(gè)保護(hù)指數(shù)，再將篩選出的保護(hù)優(yōu)先區(qū)與當(dāng)前的自然保護(hù)區(qū)比較，為科學(xué)保護(hù)野生動(dòng)植物資源提供依據(jù)。

1.3 生態(tài)區(qū)保護(hù)規(guī)劃

編制生態(tài)區(qū)保護(hù)規(guī)劃是保護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的重要途徑，是指在生物地理區(qū)劃研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行生物多樣性及生態(tài)環(huán)境等相關(guān)保護(hù)規(guī)劃。國(guó)際上，主要應(yīng)用生物地理區(qū)劃的研究結(jié)果為區(qū)域自然保護(hù)區(qū)的合理規(guī)劃布局提供依據(jù)。全球分區(qū)方案和理念對(duì)全球自然保護(hù)區(qū)建設(shè)具有非常重要的指導(dǎo)作用，有助于推動(dòng)生態(tài)區(qū)保護(hù)規(guī)劃的發(fā)展。我國(guó)最早關(guān)于動(dòng)植物的分布研究可追溯到春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《尚書·禹貢篇》就有相關(guān)記載?！渡胶＝?jīng)》中有許多關(guān)于奇禽異獸的分布描述，記載了古人對(duì)動(dòng)物分布的區(qū)域研究。張榮祖［12］和李霄宇［7］根據(jù)我國(guó)實(shí)際，對(duì)動(dòng)物和植物進(jìn)行了地理劃分。黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)總體布局，各省（自治區(qū)、直轄市）嚴(yán)格貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的重要論述，按照綠色發(fā)展理念，編制了各自的生態(tài)區(qū)保護(hù)規(guī)劃，極大地促進(jìn)了自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)。

2 自然保護(hù)區(qū)功能分區(qū)依據(jù)與方法

2.1 功能分區(qū)依據(jù)

1994年，我國(guó)頒布了《中華人民共和國(guó)自然保護(hù)區(qū)條例》，明確規(guī)定了自然保護(hù)區(qū)可以分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)。這是自然保護(hù)區(qū)劃分功能區(qū)的基本依據(jù)。隨著我國(guó)自然保護(hù)區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展，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)》。我國(guó)各類自然保護(hù)區(qū)按照該文件精神進(jìn)行了區(qū)域的優(yōu)化整合，將原來(lái)的三區(qū)調(diào)整為兩區(qū)，即核心保護(hù)區(qū)與一般控制區(qū)。核心保護(hù)區(qū)與之前的核心區(qū)相比范圍更大，包括了原緩沖區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)禁止人為活動(dòng)。一般控制區(qū)為原來(lái)的實(shí)驗(yàn)區(qū)，對(duì)人為活動(dòng)進(jìn)行限制。

2.2 功能分區(qū)主要方法

2.2.1 景觀適宜性評(píng)價(jià)法。景觀適宜性評(píng)價(jià)法是指首先確定不同景觀因子對(duì)研究物種的重要性（或影響程度），再根據(jù)其權(quán)重對(duì)各景觀因子的空間組合對(duì)物種的景觀適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn)，此方法較適用于生物類自然保護(hù)區(qū)。李宇其等［13］以貴州省貴陽(yáng)市觀山湖公園內(nèi)苔蘚植物為研究對(duì)象，利用主成分分析法計(jì)算出各類指標(biāo)的影響因子、貢獻(xiàn)率及綜合得分，為完善苔蘚植物的景觀適宜性評(píng)價(jià)方法提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2.2 物種分布模型法。物種分布模型是目前生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。不同研究者因?yàn)檠芯磕康牟煌瑢?duì)物種分布模型法命名不同，物種分布模型又被稱為物種棲息地模型或者生態(tài)位模型［14］。此次研究的物種分布模型法是指結(jié)合物種的巢域面積、景觀連接度、生境破碎化程度等指標(biāo)，通過(guò)物種的分布模型劃分自然保護(hù)區(qū)內(nèi)功能區(qū)的方法。此方法適用于以保護(hù)珍稀瀕危物種為主的自然保護(hù)區(qū)，尤其是對(duì)核心區(qū)域的確定。許斌等［15］根據(jù)畫稿溪自然保護(hù)區(qū)內(nèi)桫欏的210個(gè)分布點(diǎn)和66個(gè)環(huán)境變量，利用物種分布模型預(yù)測(cè)了桫欏潛在的適生空間。

2.2.3 最小費(fèi)用距離計(jì)算法。最小費(fèi)用距離是指物種經(jīng)過(guò)不同阻力的景觀所耗費(fèi)的費(fèi)用或者克服阻力所做的功，能夠反映出物種的可達(dá)性。在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，物種在核心區(qū)移動(dòng)時(shí)的景觀阻力最小，緩沖區(qū)較大，實(shí)驗(yàn)區(qū)最大［8］。此方法比較適用于野生生物類自然保護(hù)區(qū)的功能劃分。

2.2.4 不可替代性計(jì)算法。不可替代性主要是表達(dá)一個(gè)規(guī)劃單元在整個(gè)保護(hù)目標(biāo)中的重要性，通過(guò)將其與人類活動(dòng)干擾指數(shù)相結(jié)合，反映生物多樣性保護(hù)價(jià)值的空間分布規(guī)律，可用來(lái)進(jìn)行保護(hù)區(qū)功能分區(qū)。此方法主要適用于生態(tài)系統(tǒng)和野生生物類自然保護(hù)區(qū)的功能劃分。

3 我國(guó)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)逐步建成了以國(guó)家級(jí)、省級(jí)與市縣級(jí)為主導(dǎo)、類型齊全、數(shù)量龐大的自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)。截至2018年底，我國(guó)已建成了2 753個(gè)自然保護(hù)區(qū)，總面積為147.12萬(wàn)km2，占國(guó)土總面積的15.6%。我國(guó)各級(jí)自然保護(hù)區(qū)數(shù)量呈金字塔狀，面積呈倒金字塔狀［16］（見(jiàn)表1）。我國(guó)市縣級(jí)保護(hù)區(qū)數(shù)量最多（1 437個(gè)），占總自然保護(hù)區(qū)數(shù)的52.20%；其次為省級(jí)（853個(gè)），占總數(shù)的30.98%；國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)最少（463個(gè)），僅占16.82%。國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)面積最大，為97.44萬(wàn)km2，占總面積的66.23%；省級(jí)自然保護(hù)區(qū)面積為36.90萬(wàn)km2；市縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)面積為12.78萬(wàn)km2。

表1 2018年我國(guó)各省（自治區(qū)、直轄市）自然保護(hù)區(qū)數(shù)量與面積統(tǒng)計(jì)

我國(guó)各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的自然保護(hù)區(qū)數(shù)量相差較大，保護(hù)區(qū)數(shù)量最多的為廣東省（384個(gè)），其次為黑龍江?。?50個(gè)），排名第3的為江西?。?01個(gè)）；直轄市中保護(hù)區(qū)數(shù)量較多的為重慶市（57個(gè)），最少的為上海市（4個(gè)）；各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）中國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)數(shù)量最多的為黑龍江?。?6個(gè)），其次為四川?。?1個(gè)），排名第3的為內(nèi)蒙古自治區(qū)（29個(gè)），最少的為江蘇省（3個(gè)）；在直轄市中，重慶市的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)最多（6個(gè)），上海市和北京市的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)為2個(gè)；西藏自治區(qū)自然保護(hù)區(qū)總面積和國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)面積均占首位，其次是青海省。

結(jié)合各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）自然保護(hù)區(qū)生態(tài)功能分區(qū)與生物資源分布可以看出，我國(guó)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)目前存在的問(wèn)題主要有兩個(gè)，一是布局不均衡，二是對(duì)關(guān)鍵地區(qū)、重點(diǎn)領(lǐng)域生物多樣性的就地保護(hù)力度較小。因此，各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的自然保護(hù)區(qū)建設(shè)均有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 我國(guó)自然保護(hù)區(qū)布局與功能分區(qū)存在的問(wèn)題與發(fā)展展望

4.1 自然保護(hù)區(qū)布局

許多?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）前期建立的自然保護(hù)區(qū)都是通過(guò)考察局部區(qū)域保護(hù)對(duì)象的空間分布進(jìn)行保護(hù)空缺分析，提出建設(shè)自然保護(hù)區(qū)的空間范圍，并通過(guò)后期本底資源補(bǔ)充調(diào)查進(jìn)行驗(yàn)證。但缺少全面的動(dòng)植物空間分布數(shù)據(jù)，限制了保護(hù)空缺分析方法的使用。因此，各地在今后需要做好保護(hù)區(qū)本底資料的收集工作以彌補(bǔ)這一不足。利用保護(hù)優(yōu)先區(qū)分析法進(jìn)行自然保護(hù)區(qū)布局，較容易忽視某些生物多樣性并不豐富的地區(qū)，然而這些區(qū)域的物種可能面臨更大的生存威脅。

如何將以上3種方法進(jìn)行整合并綜合運(yùn)用于自然保護(hù)區(qū)布局，是未來(lái)研究和實(shí)踐的方向。根據(jù)我國(guó)目前國(guó)家級(jí)-省級(jí)-市（縣）級(jí)的自然保護(hù)區(qū)體系，各地應(yīng)在做好大尺度與小尺度范圍內(nèi)資源空間格局與生態(tài)功能界定，細(xì)化動(dòng)植物地理分布區(qū)劃方案的前提下，綜合運(yùn)用這3種分析方法進(jìn)一步做好自然保護(hù)區(qū)布局，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國(guó)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)功能價(jià)值和保護(hù)時(shí)效的最大化。

4.2 自然保護(hù)區(qū)功能分區(qū)

我國(guó)出臺(tái)的與自然保護(hù)區(qū)相關(guān)的法律、法規(guī)為各類自然保護(hù)區(qū)的功能分區(qū)提供了重要的參考依據(jù)。然而，在具體的功能規(guī)劃實(shí)踐中，各地難以依據(jù)相關(guān)法規(guī)條例的簡(jiǎn)單規(guī)定對(duì)功能區(qū)進(jìn)行明確劃分。對(duì)自然保護(hù)區(qū)本底的資源調(diào)查和研究情況會(huì)直接影響其功能分區(qū)和對(duì)保護(hù)對(duì)象的保護(hù)效果。目前，將自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)由三區(qū)調(diào)整為兩區(qū)的區(qū)劃方法，較適用于森林生態(tài)系統(tǒng)等具有穩(wěn)定性的保護(hù)區(qū)。今后，各地在劃分自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)前應(yīng)做好本底資源調(diào)查，因地制宜做好功能區(qū)規(guī)劃。另外，在具體規(guī)劃實(shí)踐中，相鄰自然保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)和研究要從整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和保護(hù)對(duì)象考慮，同時(shí)兼顧相鄰自然保護(hù)區(qū)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的最大價(jià)值。