哈巴雪山保護區人類活動強度時空變化定量研究

馬欣敏　羅志清

摘要 [目的]了解哈巴雪山自然保護區的保護現狀，以及隨著社會經濟的發展自然保護區內的人類活動強度變化情況和空間變化規律。[方法]提出了基于GIS技術的哈巴雪山自然保護區人類活動強度時空變化研究方法。以2000、2005和2012年哈巴雪山自然保護區高清遙感影像為基礎，結合我國1∶250 000基礎地理信息數據庫和云南省自然保護區基礎調查數據，對哈巴雪山自然保護區近13年來的人類活動強度變化展開定量研究，并對其進行空間可視化表達。[結果]經過建模計算哈巴雪山人類活動強度及其變化，得出哈巴雪山自然保護區13年間人類活動強度發生變化主要集中在2005～2012年，2000～2005年的變化較小。人類活動強度指數較高的區域均分布于哈巴雪山以東、金沙江以西的邊界地區，這里有著名的旅游目的地虎跳峽。[結論]哈巴雪山總體保護成效較好，核心區和緩沖區極少有人類活動，很好地保護了該地區的生物多樣性。

關鍵詞 人類活動強度；時空變化；哈巴雪山；自然保護區；GIS

中圖分類號 S759.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-205-04

哈巴雪山地處云南省迪慶州香格里拉縣境內，是滇西北地區生物多樣性較豐富的區域。哈巴雪山是 “三江并流”世界自然遺產地和橫斷山脈的重要組成部分。云南滇西北橫斷山脈的縱谷區是我國生物多樣性三大特有種的分化中心之一[1]，同時也是我國17個生物多樣性重點保護區域之一[2]。據云南省林業調查規劃院1986年《云南省自然保護區》[3]成果匯編表明，哈巴雪山具有較為豐富和完整的植被垂直帶譜，以及明顯的森林上下限和恒雪線。21世紀以來，隨著社會經濟的發展，人們生活水平的提高以及交通、建筑、工業和旅游業的發展，近年來哈巴雪山周邊的人類活動范圍在擴大、人類活動強度也在發生著變化。故筆者構建了哈巴雪山自然保護區人類活動強度指數的計算模型，并分析其變化規律。

1 研究區概況

該研究以哈巴雪山自然保護區為研究區（圖1）。哈巴雪山自然保護區是以保護高山森林垂直分布的自然景觀及滇金絲猴，野驢、貍、猴為目的而設立的寒溫帶針葉林類型的自然保護區。

2 數據與方法

2.1 數據說明 筆者使用哈巴雪山自然保護區2000、2005和2012年3個時間段的衛星遙感影像數據。其中，2000和2005年的衛星遙感影像來源于Landsat所獲取的30 m空間分辨率影像，2012年的衛星遙感影像來自我國資源三號衛星所獲取的高清影像，其空間分辨率最高為2.1 m。此外，筆者還使用了我國1∶250 000基礎地理信息數據庫，以其作為基礎地理底圖圖層。哈巴雪山自然保護區數據來源于“云南省自然保護區基礎調查”項目所采集的數據，DEM數據的空間分辨率為30 m×30 m。

2.2 因子選取 筆者終確定選取農田、道路、建筑用地、海拔、坡度和坡向作為人類活動強度的評價因子。農田和建筑用地因子為面狀要素矢量圖層，計算兩者的面積，面積越大則代表其人類活動強度越強。道路因子則根據道路等級賦予一定的初始影響力分值，以便參與計算。最低為0分，最高為100分。坡度和坡向數據從DEM數據中提取，采用ArcGIS10.0中的坡度、坡向提取工具進行提取。其中，坡向的方向定義見圖2。

2.3 構建模型 筆者結合哈巴雪山自然保護區的實際情況，采用層次分析法確定各因子的權重系數。最終確定海拔、坡度、坡向、農田、建筑用地和道路的權重依次為0.2、0.2、0.15、0.2、0.15和0.1。根據以上各因子對人類活動強度指數的影響規律，并參照前人研究成果[4-10]構建哈巴雪山自然保護區人類活動強度計算模型：

HAIi=Ni×0.2+Ji×0.15+Ri×0.1lnHi×0.2×lnSi×0.2×lnAi×0.15

個評價單元的海拔高度值；Si為第i個評價單元的坡度值；Ai為第i個評價單元的坡向值；Ni為第i個評價單元的農田因子影響力；Ji為第i個評價單元的建筑用地因子影響力；Ri為第i個評價單元的道路因子影響力。人類活動強度的變化計算模型為：CHAI=HAIj-HAIi。

式中，CHAI為人類活動強度指數（HAI）的變化值，HAIi與HAIj為第i年和第j年的人類活動強度指數。

3 結果與分析

從人類活動強度分布圖（圖3）可知，哈巴雪山人類活動強度指數較高的區域集中分布在哈巴雪山的東側邊緣，沿金沙江分布。其中，哈巴雪山的東北方向最集中，且面積最大。該地區是農田、建筑用地較密集區。2000和2012年哈巴雪山自然保護區內的人類活動強度指數的較大值均集中分布在試驗區，緩沖區和核心區人類活動強度指數值較小，故自然保護區的保護狀況較好。

從哈巴雪山自然保護區人類活動強度變化分布圖可知（圖4），從2000～2012年的13年間，哈巴雪山自然保護區的人類活動強度指數發生了較大的變化，其人類活動強度指數增強的地區集中分布在自然保護區的東北方向、金沙江西側的試驗區。此外，該區域的人類活動有向西北方向蔓延的趨勢。在哈巴雪山自然保護區的中東部、金沙江西岸，2012年人類活動強度明顯比2000年的人類活動強度增強，該區域正是著名的旅游景點虎跳峽所在地。

從人類活動強度指數統計表（表1）可知，從2000～2012年的13年間，哈巴雪山自然保護區的人類活動強度的最大值和平均值均發生了較大的變化。其中，核心區最大值從6.73增加到7.50，增加11.44%，平均值無變化；緩沖區最大值從18.07增加到26.47，增加了46.49%，平均值從0.34增加到0.43，增加26.47%；試驗區最大值從93.56增加到131.76，增加40.83%，平均值從5.90增加到8.84，增加49.83%。從表1可知，哈巴雪山自然保護區各個功能區的人類活動強度最大值和平均值在2000～2005年間未發生較大變化，但在2005～2012年間哈巴雪山自然保護區各個功能區的人類活動強度的最大值和平均值發生了較大變化。

為進一步討論人類活動對保護區生態環境的影響，筆者給出了哈巴雪山保護區2000與2012年的生物量和景觀指數統計表（表2和表3），其中表2給出了8種生態系統類型的生物量統計數據。生物量是由遙感影像反演得到，景觀指數采用Fragstate 4.0計算得到。從表3可知，8種生態系統類型的生物量只有草甸生態系統在2000～2012年間有增加，其余生態系統類型的生物量均呈減少趨勢。從表3可知，保護區的景觀指數在2000～2012年間也發生了變化，最明顯的是聚集度指數。在哈巴雪山自然保護區內，影響其生態環境變化的因素之一為人類活動。從該研究得到的人類活動強度指數變化結果與表2 和表3可知，人類活動強度的變化與景觀指數的變化大體一致，說明兩者之間存在一定的聯系。由于數據暫缺，筆者未對其相關性進行進一步研究。

4 結論

從該研究結果可知，哈巴雪山總體保護成效較好，核心區和緩沖區極少有人類活動，很好地保護了該地區的生物多樣性。人類活動集中分布于保護區的試驗區。哈巴雪山的人類活動在2000～2012年間發生了明顯的變化，且在2005～2012年間變化最明顯。人類活動強度指數較高的區域均分布于哈巴雪山以東、金沙江以西的邊界地區，這里有著名的旅游目的地虎跳峽。旅游人口的增加與人類活動強度指數增加之間的關系由于缺少數據的連續性，筆者未對其進行相關性分析，有待于下一步的深入研究。

參考文獻

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