自然保護區調整方案的技術實現

白婷婷

摘要：以山西霍山省級自然保護區為例，闡述了在地理信息系統中保護區調整方案的技術實現過程、數據進行的技術處理手段，以及對數據采用的分析工具及選用該工具的優勢。技術實現的實踐證明：該技術實現適用于其他同類保護區的調整，能提高工作效率，增加規劃的科學性和準確性。

關鍵詞：自然保護區;調整;地理信息系統

中圖分類號：X36

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0038-04

1 引言

自然保護區因自然條件發生變化、人類活動頻繁或國家重大工程建設等原因需要進行調整[1]。自然保護區調整論證報告中應逐一說明調整地塊功能區劃的前后變化情況及準確面積[2]，調整方案示意圖中應清晰的標明保護區范圍的增減情況及功能分區的調整情況[3]。采用地理信息技術[4]參與調整過程，可準確清晰地表達調整方案。對因國家重大工程建設需調整的保護區，可采用疊加分析、提取分析、鄰域分析[5]等分析方法結合工程影響區域進行調整，以山西霍山省級自然保護區為例，采用地理信息系統獲得保護區調整方案。

2 保護區概況

山西霍山省級自然保護區（以下簡稱霍山保護區）地處太岳山脈南端的洪洞、霍州、古縣三縣（市）的交匯處，地理坐標為36°25 ′43″N～36°34′19″N，111°46′00″E～112°00 ′27″E。主要保護對象為太岳山南部暖溫帶落葉闊葉林生態系統，金錢豹、褐馬雞等珍稀野生動物及其棲息地，汾河一級支流的水源涵養林。保護區總面積17960.2 hm²，其中核心區面積6921.5 hm²，緩沖區面積2774.3 hm²，實驗區面積8264.4 hm²。

黎城至霍州高速公路（以下簡稱黎霍高速）為國家高速公路網“第6橫線-G22青島至蘭州高速公路長治至延安聯絡線（G2211）”山西境黎城至霍州段。黎霍高速已納入了《國家公路網規劃（2013～2030年）》和《山西省高速公路網規劃調整方案（2009～2020年）》，屬于國家和山西省“十三五”重點工程，《黎城至霍州工程可行性研究報告》已于2013年經山西省發改委批復。該公路線路穿越霍山保護區，依據《國家級自然保護區調整管理規定》應該在進行深入調查和科學論證的前提下，對自然保護區進行調整，并確保自然保護區的性質和功能不變，生態系統和生態過程的完整性不受到破壞，重點保護對象得到有效保護。

同時，保護區邊界的林地權屬一直存在爭議，附近村莊有多處一般耕地劃入了保護區范圍內，有多處國有林地未劃入保護區范圍內，因此需要對保護區范圍進行調整，解決林地權屬矛盾問題。

3 調整方案及技術實現

3.1 范圍調整

3.1.1 調整方案

擬將霍山保護區實驗區內位于霍州市陶唐峪鄉成家莊村、疙塔里村境內的35.6 hm²農耕地及撂荒耕地調整出保護區，如圖1所示。擬將霍山保護區西北角七里峪林場所屬35.6 hm²有林地調入霍山保護區實驗區，如圖2所示。圖中的深線為調整前保護區邊界，圖上的淺線為調整后保護區邊界。

3.1.2 技術實現

在ArcGIS 10.2軟件平臺中（下同），利用要素轉面工具將調整前的保護區邊界與調整后的保護區邊界轉化為面文件，該面文件包含調出區域、調入區域和不變區域。利用疊加分析中的擦除工具，從現有的功能分區中將調出區域去除。將調入區域粘貼至更新后的現有功能分區文件中，并將新調入區域功能分區賦值為實驗區，連同已有的實驗區合并，可獲得調整范圍后保護區功能分區。

3.1.3 調整結果

調整后的霍山保護區總面積17960.2 hm²，面積不變。

3.2 功能分區調整

3.2.1 霍山保護區內各項工程情況

（1）隧道主體工程。擬建的黎霍高速穿越霍山保護區的隧道長度8688 m，其中穿越核心區長度約4079 m，穿越緩沖區長度約777 m，穿越實驗區長度約3832 m。

（2）斜井、豎井、地下風機房、施工場地。隧道設有2座斜井，作為隧道施工通道和后期運營管養通道，斜井內輪廓凈寬10 m。1號斜井口位于實驗區，2號斜井口跨越緩沖區及實驗區。隧道設有3座豎井，作為隧道運營送排風口，豎井直徑為10～12 m，1號豎井、2號豎井和3號豎井均位于核心區內。為減少對保護區的影響，3座豎井都設地下風機房。地下風機房位置在豎井下與主隧道相接，在豎井口垂直于主線。斜井和豎井施工時需要施工場地，位于井口附近。

（3）施工便道。斜井和豎井施工時需要施工便道，共設有4條施工便道，為減少對自然植被的影響，充分考慮利用保護區現有巡護道路，同時為滿足施工和營運管養運輸需要，需對現有巡護道路進行拓寬改造。

黎霍高速與霍山保護區相對位置關系及保護區內各項工程情況如圖3所示。

3.2.2 調整方案

功能區調整主要包括兩方面：一方面，擬建黎霍高速各項工程影響區域進行調整，位于緩沖區、核心區區域調整為實驗區：另一方面，根據保護區綜合科學考察結果，將緩沖區和實驗區中森林本底資源較好，具有較

（1）隧道主體工程影響區域。隧道穿越實驗區區域不作調整，穿越緩沖區、核心區區域調整為實驗區，穿越核心區區域邊界兩側向外各20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。

（2）斜井、豎井、地下風機房、施工場地影響區域。①1號斜井口及井道均位于實驗區，不作調整。②2號斜井口及井道位于實驗區區域不作調整，位于緩沖區、核心區區域調整為實驗區，位于核心區區域邊界兩側向外各20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。③1號豎井、2號豎井和3號豎井均位于核心區內，3個豎井口及施工場地調整為實驗區，場地邊界向外20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。

（3）施工便道影響區域。①1號斜井施工便道（含路基及施工場地）部分位于保護區外，部分位于實驗區，不作調整。②2號斜井施工便道（含路基及施工場地）位于實驗區區域不作調整，位于緩沖區、核心區區域調整為實驗區（寬度為12～15 m），位于核心區區域邊界兩側向外各20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。③1號、2號豎井施工便道（含路基及施工場地）位于實驗區區域不作調整，位于核心區區域調整為實驗區（寬度為12～15 m），邊界兩側向外各20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。④3號豎井施工便道（含路基及施工場地）均位于核心區，調整為實驗區（寬度為15 m），邊界兩側向外各20 m范圍調整為緩沖區，作為實驗區與核心區之間的緩沖地帶。

3.2.3 技術實現

（1）生成各工程面文件。以隧道為例說明，利用數據管理工具一要素一要素轉面工具，生成隧道面。斜井、豎井、便道等采用同樣的方法生成面文件。

（2）生成緩沖面。以隧道為例說明，利用ArcGIS中分析工具一鄰域分析一緩沖區分析工具，將隧道向外做20 m的緩沖面。斜井、豎井、便道等采用同樣的方法向外做20 m的緩沖面。

（3）擦除工具。以隧道為例說明，利用ArcGIS中分析工具一疊加分析一擦除工具，從緩沖面中減去隧道面，生成20 m的隧道緩沖區。斜井、豎井、便道等采用同樣的方法生成各工程的緩沖區。

（4）生成各工程的實驗區與緩沖區。以隧道為例說明將，以上步驟（3）生成隧道緩沖區文件復制到步驟（1）中的隧道面文件中，添加功能分區字段，賦值，生成隧道實驗區及緩沖區文件。斜井、豎井、便道等采用同樣的方法生成各工程的實驗區及緩沖區文件。

（5）合并各工程的緩沖區與實驗區。由于步驟（4）中生成的各工程的緩沖區與實驗區文件互有重疊，因此不能采用復制粘貼的方式合并文件，可采用ArcGIS中分析工具一疊加分析一聯合工具，這樣不會出現要素的重復，且在同一要素中保留了各工程的屬性數據，便于下一步數據分析。合并后的工程緩沖區實驗區范圍如圖4所示，屬性表如圖5所示。

（6）工程緩沖區、實驗區賦值。各工程緩沖區、實驗區的聯合后出現部分要素功能分區相矛盾的情形，這是由于這些工程區的緩沖區、實驗區出現了部分重疊所致。綜合調整方案中對各工程區緩沖區、實驗區劃定的原則，在圖5的屬性表中增加功能分區終字段，賦值，確定工程最終的緩沖區、實驗區，如圖6所示。

（7）根據工程對保護區的影響對保護區功能分區進行調整。采用ArcGIS中分析工具一疊加分析一聯合工具將現有功能分區與工程緩沖區、實驗區進行疊加，這樣可以保留原功能分區與工程影響下調整后的功能分區，并且便于標明調整方案，增加功能分區1字段，賦值，將工程影響區域的功能分區更新。對疊加過程中出現的碎屑圖斑就近合并，并遵循保護區功能分區劃分的規律，對疊加后的保護區功能分區進行局部調整。調整后結果如圖7所示。

（8）根據科考結果再調整。根據保護區綜合科學考察結果顯示，保護區東南部的五響地、葫蘆巴等區域，森林本底資源較好，具有較高保護價值，是褐馬雞等珍稀野生動物的潛在棲息地，本次調整將五響地、葫蘆巴地塊調整為核心區，劉家疙垛以西地塊調整為緩沖區，如圖8所示。

（9）調整方案實現。在調整后功能分區屬性表中，增加調整方案字段，根據保護區現狀及調整后的功能分區，逐要素輸入調整方案，可獲得保護區調整方案圖及各項面積，屬性表如圖9所示，調整方案圖如圖10所示。

3.2.4 調整結果

調整后保護區核心區面積為6921.6 hm²，緩沖區面積為2775.7 hm²，實驗區面積為8262.9 hm²。調整后霍山保護區的總面積與調整前保持不變，核心區比調整前增加0.1 hm²，緩沖區比調整前增加1.4 hm²，實驗區比調整前減少1.5 hmz。

4 結語

對于因工程建設穿越保護區確需調整的，可采用地理信息系統中的鄰域分析工具將工程建設區域調整為實驗區，并科學預留緩沖區。采用地理信息系統中的聯合疊加分析算法，將調整前后的兩個圖層疊加，可保留兩個圖層的屬性信息，根據每塊調整區域調整前后的功能分區，標明調整方案。

該方法可適用于其他同類保護區的調整，以便于提高保護區調整工作的效率，增加規劃的科學性和準確性。

參考文獻：

[1]馮永鋒.“國家級自然保護區不得隨意調整”環保部副部長李干杰談《國家級自然保護區調整管理規定》[N].民主與法制時報，2014 - 01- 06 （10）.

[2]殷定霞，陳勇.貴州大沙河省級自然保護區功能區調整論證報告探析[J].四川林勘設計，2017（1）：58～62.

[3]賀秋華，錢誼，王國祥，等.江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區調整及其驅動力分析[J].生態與農村環境學報，2009，25（1）：18～22.

[4]賈荻帆，欒曉峰.GIS技術在自然保護區規劃中的應用[J].環境保護科學，2011，37（6）：70～74.

[5]秦昆.GIS空間分析理論與方法[M].武漢：武漢大學出版社，2010：320.