基于GIS技術的自然保護地專項技術分析報告

盧世放 羅素君

摘要：以東莞市自然保護地為研究對象，按照地理信息系統的方法，調查全市自然保護地的基本情況，研究自然保護地空間分布、生態效益、社會效益，討論自然保護地加強整合、優化、勘界立標等管理改革問題。

關鍵詞：自然保護地;東莞市;GIS技術

中圖分類號：S759.9 文獻標識碼：A

為貫徹落實中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《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》（以下簡稱《指導意見》），踐行“山水林田湖草是一個生命共同體”的生態理念，解決自然保護地存在的重疊設置、邊界不清、保護與發展矛盾等歷史遺留問題。

本文以東莞市自然保護地為例，按照地理信息系統的方法，還原自然，通過研究自然保護地空間分布、生態效益、社會效益，討論自然保護地加強整合、優化、勘界立標等管理改革問題，提出對東莞各類自然保護地從空間上進行歸并整合，管理上實施統一管理等措施，協調保護與發展的矛盾關系[1]。

1 研究區概況

東莞市位于廣東省中南部，珠江口東岸的珠江三角洲。因地處廣州之東，歷史上境內盛產莞草、莞香（土沉香）而得名。介于東經113°31′～114°15′，北緯22°39′～23°09′。全市陸地面積2460.1 km2，海域面積82.57 km2。東莞森林植被類型為南亞季風常綠闊葉林，全市森林面積54 889.84 hm2，森林覆蓋率為37.4%，截至2017年年底，記錄有高等維管植物1630種，本土珍稀植物100多種[2]。

《指導意見》指出：自然保護地是由各級政府依法劃定或確認，對重要的自然生態系統、自然遺跡、自然景觀及其所承載的自然資源、生態功能和文化價值實施長期保護的陸域或海域。東莞自然保護地現有的保護地類型有自然保護區、森林公園和濕地公園三大類，分別是：（1）自然保護區：東莞黃唇魚市級自然保護區為海洋類型的自然保護區，其他5個為森林和野生動物保護類型自然保護區。（2）森林公園：自1993年省林業局批準大嶺山等省級森林公園至今，全市共建立了1個國家級森林公園、5個省級森林公園和17個市級森林公園。（3）濕地公園：包括1個國家濕地公園和5個市級濕地公園。

2 研究方法

2.1 圖紙的矢量化原理

假定保護地紅線是由拐點圍合成的多邊形，多邊形是由有n條邊，也可以切割為（n-2）個三角形。利用相似三角形的面積和邊形的比例關系，我們不難證明出保護地紅線掃描圖紙和矢量圖形的比例關系[3]。如公式（1）所示。

注：Scale表示兩個相似多邊形的邊長比例，A1、A2表示相似多邊形面積。

2.2 研究步驟

各級政府依法劃定和確定的自然保護地圖紙分兩類進行處理，第一類是已經矢量化數據的紅線無須進行處理直接導入地理信息系統;第二類是沒有矢量化數據的自然保護地圖紙需要進行矢量化。矢量化步驟簡介如下：首先對圖紙進行掃描;其次根據上述圖紙的矢量化原理，利用AutoCAD和Arc GIS兩種繪圖軟件作為工具，將紙質圖紙轉化成具有與規劃面積相同、形狀一樣的矢量化數據圖形，轉換后的圖紙和原來的圖紙是面積不相同的兩個相似多邊形;最后根據特征點位置匹配到地理信息系統中。

3 結果和結論

3.1 東莞自然保護地空間分布特點

由表1可見，東莞市自然保護地有兩個特點：一是保護類別豐富，數量眾多。按照自然保護地的審批級別和類型有7種類型，分別為：森林和野生動植物類型市級自然保護區、海洋生態類型市級自然保護區、國家級森林公園、省級森林公園、市級森林公園、國家級濕地公園和市級濕地公園，數量共計35個。二是保護地之間的設置交叉重疊。全市自然保護地面積之和為50 869.6 hm2，通過用Arc GIS軟件進行疊加分析，實際總面積為37 290.31 hm2。面積減少的原因是各類保護地互相重疊交叉，包括市級森林公園和省級森林公園重疊、市級森林公和市級自然保護區重疊兩種類型，重疊總面積為14 407.40 hm2。

3.2 東莞自然保護地生態和社會效益顯著

東莞市自然保護地為東莞市生態建設的核心載體，對改善生態環境質量發揮了重要作用，主要體現在以下方面：一是，全市劃定的自然保護地總面積為35 805.32 hm2，只占全市面積的14.55%;自然保護地內劃定有省級生態公益林13 934.93 hm2，占全市生態保護紅線71.9%。如表2所示，對表1所述35個自然保護地的面積與生態公益林、生態保護紅線面積進行線性回歸分析，相關性顯著。二是，近3年來，每年進入自然保護地的游客數量逾2000萬人次，成為東莞市民節假日時間生態旅游、休憩鍛煉和自然教育最主要的場所，占全市生態保護紅線71.9%。如表2所示，對表1所述35個自然保護地的面積與生態公益林、生態保護紅線面積進行線性回歸分析，相關性顯著。同時自然保護地自然資源豐富，成為城鄉居民重要的水源地、城鄉居民生產生活的后花園。

3.3 東莞自然保護地保護與發展矛盾突出

用Arc GIS進行分析，東莞市位于珠江三角洲核心區域，經濟發達，自然保護地為早期搶救性劃建，時間緊、技術落后;后期又因各種規劃不統一，自然保護地保護與發展矛盾突出，主要體現在以下方面：第一，保護地內存在較多居民的生產生活設施。東莞自然保護地內有城鄉建設用地、風景旅游用地區、交通水利用地和特殊用地約1818.13 hm2，占保護地總面積的5.08%。第二，保護地內有較多的集體土地。東莞自然保護地的土地所有權有兩類：一是國有土地，全部為國有林場范圍，總面積8275.68 hm2，占全部保護地地面積的23.11%。二是集體土地，即農民集體所有的土地，共27 529.31 hm2，占全部保護地面積的76.89%，其中基本農田總面積4365.36 hm2。第三，海洋和濕地類保護地面積較少。海洋類自然保護區和濕地公園等以水為載體的自然保護地總面積1666.07 hm2，占所有保護地面積的4.65%。用Arc GIS進行分析，除廣東華陽湖國家濕地公園劃入生態紅線111.81hm2 外，其他保護地均沒有劃入生態保護紅線，也沒有劃入生態公益林。

3.4 討論

針對東莞自然保護地數量多、面積小、區域交叉重疊的空間分布特點，按照《指導意見》建議對全市的自然保護地進行歸并、整合、優化。穗花杉（Amentotaxus argotaenia）、三尖杉（Cephalotaxus fortunei）、黃唇魚（Bahaba flavolabiata）等個別典型區域的自然生態系統、珍稀瀕危野生動植物的天然集中分布區繼續保留為自然保護區，實施最嚴格的生態保護制度;其他保護地整合為自然公園，探索在全市建立統一的自然保護地管理群，實施一個管理機構統一管理多個自然保護地的模式。同時實行社會化管理，為市民提供更多高質量的生態產品。建議自然保護地數量由35個整合為22個，將不符合自然保護地功能定位的改為建設用地、基本農田或預留發展用地后，整合后保護地面積應不少于310km2。關于集體林地，通過建立差額化自然保護地補償機制，通過租賃、置換、贖買、合作方式管理集體土地的自然保護地，提高自然保護地屬地居民的經濟效益。將自然保護地劃分為核心保護區和一般控制區，建立以自然公園為主的保護地體系;與國土空間規劃，生態保護紅線統一起來，實現多規合一，對自然保護地進行有效保護。

參考文獻

[1] 唐芳林，王夢君，孫鴻雁.自然保護地管理體制的改革路徑[J].林業建設，2019（2）：1-5.

[2] 東莞自然地理概況[EB/OL].（2018-06-03）[2020-01-09]http：//www.dg.gov.cn/cndg/zydl/list_tt.shtml.

[3] 卡佳坦波斯基特.可怕的數學超級公式[M].北京：北京出版集團公司，2013.