自然區(qū)域景觀特征識別及其價(jià)值評估
——以青海湖流域?yàn)槔?/h1>
2020-10-27 07:46:36孫喬昀
中國園林 2020年9期
孫喬昀
張玉鈞*
1 背景
中國擁有大量包含著豐富而珍貴的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)的自然區(qū)域[1]，從名山大川到江河湖泊、從草原濕地到大漠冰封、從田園風(fēng)景到原生風(fēng)情，并且在2018年被國家認(rèn)定為“巨型荒野國家”(mega-wilderness nations)[2]。自然保護(hù)地(protected areas)以立法或其他有效途徑識別并明確劃定邊界的地理空間，能有效保護(hù)自然區(qū)域的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)[3-4]。目前，中國已建立了大量針對不同自然資源類型和生態(tài)系統(tǒng)的自然保護(hù)地；明確了自然保護(hù)地體系是以國家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補(bǔ)充的統(tǒng)一管理模式。至2020年，中國的10個(gè)國家公園試點(diǎn)將基本完成，但是以什么條件申報(bào)設(shè)立、以什么標(biāo)準(zhǔn)劃定準(zhǔn)確的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)尚在探索中。因此需要尋求一個(gè)合理、綜合、科學(xué)的方法將區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化進(jìn)行識別、分類、評估，繼而為國家公園的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)的劃定提供依據(jù)。
景觀特征(Landscape Character)作為跨學(xué)科的綜合媒介和載體，融合了生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、歷史學(xué)和社會學(xué)等多學(xué)科的內(nèi)容[5]，可以較為全面地描述自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化。景觀特征評估(Landscape Character Assessment，LCA)通過對景觀特征的識別、評估，能有效地被各個(gè)不同的專業(yè)部門所了解，并以此減少隔閡，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)語言[6]。并且景觀特征評估已成為可持續(xù)發(fā)展、自然保護(hù)與土地管理的核心[7-8]，被認(rèn)為是輔助管理和決策的重要工具，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展需求提供了定性和定量的依據(jù)[9-10]。英國[5，11]、荷蘭[9]、新西蘭[12-13]等國家在自然保護(hù)地建設(shè)中先后進(jìn)行了不同尺度的景觀特征評估；國內(nèi)關(guān)于景觀特征評估的實(shí)踐研究多集中在城市和鄉(xiāng)村區(qū)域[14-16]，自然保護(hù)地中僅有武當(dāng)山風(fēng)景名勝區(qū)利用景觀特征評估的方法進(jìn)行了嘗試[17]。以英國為代表的歐洲國家的自然保護(hù)地體系在資源本底、人類活動影響等方面與中國的國家公園具有一定程度的差異，即中國國家公園多為自然本底條件良好、人類活動影響較少的自然區(qū)域。因此，本研究試圖通過借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，構(gòu)建一套適用于中國國家公園的景觀特征評估方法，為國家公園的申報(bào)設(shè)立、邊界劃定和功能分區(qū)的規(guī)劃提供建議和依據(jù)，實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用。
2 景觀特征評估體系概況
2.1 景觀特征評估體系的發(fā)展演變
景觀特征評估起源于英國，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個(gè)階段[11，18]。
2 0世紀(jì)7 0年代初期的景觀評價(jià)(Landscape Evaluation)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、定量、客觀的景觀評價(jià)途徑[19]，但是將復(fù)雜的文化、直觀的視覺等問題簡化成一系列的數(shù)字和統(tǒng)計(jì)公式并不合理。此后，20世紀(jì)80年代中期的景觀評估(Landscape Assessment)建立了以景觀分類體系為基礎(chǔ)、研究景觀的差異性為主要問題的研究模式，關(guān)注的是景觀的相對價(jià)值而非絕對價(jià)值，擺脫了通用的景觀評價(jià)在相對價(jià)值上的模糊[11]。20世紀(jì)90年代中期景觀特征逐漸得到重視，為突顯“特征”在景觀評估中的核心地位，“景觀評估”逐漸被稱為“景觀特征評估”，在華威郡(Warwickshire)景觀特征評估的工程中正式出現(xiàn)和使用[20]。隨后成為《歐洲景觀公約》(The European Landscape Convention，ELC)的一部分在歐盟普及和推廣[21]。
2.2 景觀特征評估體系的流程及特點(diǎn)
LCA在《英格蘭和蘇格蘭景觀特征評估導(dǎo)則》(Landscape Character Assessment Guidance for England and Scotland)中有明確定義：是解決特征描述過程，包括識別、繪制、分類和描述景觀特征，以及根據(jù)景觀特征做出判斷的過程，以便為一系列不同的決策提供信息[5]。LCA中包含了景觀特征、景觀特征區(qū)(landscape character areas，LCAs)和景觀特征類型(landscape character types，LCTs)3個(gè)概念。景觀特征是指景觀中出現(xiàn)的獨(dú)特且可識別的形態(tài)一致的要素；景觀特征區(qū)是單一的獨(dú)特區(qū)域，是特定景觀類型的離散地理區(qū)域；景觀特征類型則是有著特定景觀類型的不連續(xù)的地理區(qū)域，本身也是獨(dú)特的[5]。
LCA的操作過程分為2個(gè)階段：第一個(gè)階段是“特征描述”，第二個(gè)階段是“價(jià)值評估”[5]。LCA在第一階段具有尺度分級、要素綜合和價(jià)值中立的特點(diǎn)，即能在不同尺度下對特定區(qū)域進(jìn)行具有多樣化、綜合、跨學(xué)科的要素類型的特征描述，且不對景觀特征做出評價(jià)[5]；在第二階段，以風(fēng)景描述單元法(Landscape Description Unit，LDU)[22]為基礎(chǔ)，結(jié)合其他方法(如公眾參與的定性研究)進(jìn)行價(jià)值評估[23]。同時(shí)，由于決策和LCA的分離，在一定程度上避免了LCA在編制階段的主觀導(dǎo)向性[24]。
圖1 青海湖流域范圍與區(qū)位
3 青海湖流域景觀特征識別及其價(jià)值評估流程
2018年《青海以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系示范省建設(shè)總體方案》中提到將青海湖區(qū)域設(shè)立為青海湖國家公園，并納入青海國家公園示范省的建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目中。目前青海湖流域沒有進(jìn)行全面的景觀特征評估，該流域內(nèi)現(xiàn)有的各類保護(hù)地景觀評價(jià)工作不成體系，主要是伴隨個(gè)別的研究或者工程項(xiàng)目而開展的[25-26]。
本文對青海湖及其入湖河流的匯水區(qū)域所構(gòu)成的青海湖流域進(jìn)行研究(圖1)，總面積約為2.96萬km2[27-28]。青海湖流域具有封閉的內(nèi)流區(qū)和湖泊盆地，屬于獨(dú)立完整的自然地理單元；并且流域內(nèi)的青海湖是我國面積最大的內(nèi)陸咸水湖泊，它以巨大的水體與流域內(nèi)的天然草場和林地共同構(gòu)成了阻擋西部荒漠風(fēng)沙向東蔓延的生態(tài)屏障。因此青海湖流域被認(rèn)定為申報(bào)設(shè)立青海湖國家公園的評估區(qū)。
研究開始時(shí)，參考了英國、新西蘭、中國香港等國家和地區(qū)的景觀特征評估方法。通過對案例的景觀特征要素的選擇、評估方法、結(jié)論，以及地理信息系統(tǒng)軟件(ArcGIS)的使用進(jìn)行研究和對比，得出本研究的研究流程和研究方法。研究的操作過程有2個(gè)階段，第一個(gè)階段是“特征描述”，第二個(gè)階段是“價(jià)值評估”。第一階段分為4個(gè)步驟：1)界定范疇，確定了研究目標(biāo)、研究規(guī)模與深度、人力物力資源投入和利益相關(guān)者的范圍；2)案頭研究，經(jīng)過要素篩選、數(shù)據(jù)處理、特征聚類3步后得到景觀特征地圖草圖；3)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合案頭研究階段的成果進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的補(bǔ)充、收集；4)分類和描述，整合案頭研究和實(shí)地調(diào)查的資料對不同的景觀特征類型、特征分區(qū)進(jìn)行描述，識別其中的關(guān)鍵特征，調(diào)整景觀特征地圖草圖，形成最終的景觀特征地圖。第二階段：結(jié)合國內(nèi)外已有的經(jīng)驗(yàn)和利益相關(guān)者的咨詢結(jié)果，在實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上針對單個(gè)景觀特征區(qū)進(jìn)行價(jià)值評估，并繪制全流域的價(jià)值評判結(jié)果圖。
3.1 案頭研究
景觀特征要素篩選：不同國家地區(qū)、不同尺度和類型的項(xiàng)目在做景觀特征評估時(shí)的景觀特征要素類型的選擇有所不同。參考英國[29-30]、新西蘭[12]和中國香港[31]等國家和地區(qū)的具體案例后，根據(jù)青海湖流域的現(xiàn)狀條件列出了在區(qū)域?qū)蛹壪逻m用于流域生態(tài)系統(tǒng)的景觀特征要素，包括2個(gè)大類要素、11個(gè)小類要素(表1)。第一大類要素為自然要素，包括地質(zhì)、海拔高度、坡度、土壤、水文、植被、生態(tài)棲息地及氣候特征(干燥度/溫度)；第二大類要素為人文/社會要素，包括聚居風(fēng)貌、土地利用及文化遺產(chǎn)。
數(shù)據(jù)來源與處理：地質(zhì)、土壤和土地利用現(xiàn)狀是矢量數(shù)據(jù)，海拔高度和坡度數(shù)據(jù)由高程數(shù)據(jù)(DEM模型，10m精度，2015年)在ArcGIS平臺中計(jì)算得出，水文數(shù)據(jù)由土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯。植被、生態(tài)棲息地、氣候特征、聚居風(fēng)貌和文化遺產(chǎn)等紙質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)矢量化、校對坐標(biāo)后錄入ArcGIS平臺。
景觀特征聚類：首先，選定要素類型后，在ArcGIS平臺搭建空間數(shù)據(jù)庫；青海湖流域總面積與英國大部分國家公園的尺度相近，可被認(rèn)定為區(qū)域尺度下的評估，因此在空間精度上，參考英國景觀特征空間區(qū)劃的1km×1km的網(wǎng)格精度[22]，將流域劃分成29 593個(gè)1km×1km的網(wǎng)格。通過對各景觀特征要素矢量數(shù)據(jù)賦值編碼，建立初步的景觀特征要素空間數(shù)據(jù)信息。利用ArcGIS空間分析工具，對每一個(gè)網(wǎng)格都賦予其地理空間對應(yīng)的要素編碼。然后，把所有景觀特征要素編碼按一定的規(guī)則、方法聚類成若干個(gè)景觀特征區(qū)和景觀特征類型，目前常用的方法有TWINSPAN、FRAGSTATs和基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式等[22，34]。其中基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式假設(shè)景觀特征類型(LCT)能夠從2個(gè)數(shù)據(jù)中派生出來[9]，該方法具有操作簡便、輸入與輸出端對接兼容、分類與重生成過程快速等優(yōu)勢。故本研究選用基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式，與利益相關(guān)者共同制定聚類規(guī)則，根據(jù)聚類規(guī)則在ArcGIS平臺中繪制景觀特征地圖草圖。
圖2 實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)
3.2 實(shí)地調(diào)查及分類和描述
實(shí)地調(diào)查：基于景觀特征地圖草圖進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、驗(yàn)證與修正。首先將研究區(qū)劃分為20km×20km的網(wǎng)格，網(wǎng)格焦點(diǎn)為初步實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)；然后將初步調(diào)查樣點(diǎn)與景觀特征地圖草圖、道路類型圖疊合，檢查單一景觀特征區(qū)中是否有1～2個(gè)實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)覆蓋，無樣點(diǎn)覆蓋則在此景觀特征區(qū)的質(zhì)心增設(shè)1個(gè)樣點(diǎn)，大于2個(gè)則結(jié)合道路距離剔除多余的樣點(diǎn)，使其樣點(diǎn)數(shù)降低為2處。最終，共計(jì)137個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)(圖2)。
對每一處樣點(diǎn)進(jìn)行4個(gè)方面的記錄：1)數(shù)據(jù)記錄，主要記錄基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及采集影像資料；2)描述記錄，對樣點(diǎn)所在的特征區(qū)進(jìn)行描述，描述使用價(jià)值中立的語言，并對在案頭研究階段尚未發(fā)現(xiàn)的景觀要素進(jìn)行補(bǔ)充、修正；3)價(jià)值記錄，針對獨(dú)特性、自然資源價(jià)值、文化資源價(jià)值和視覺資源價(jià)值4個(gè)方面進(jìn)行記錄，以便在第二階段做出評判；4)發(fā)展趨勢判斷，判斷樣點(diǎn)所在的特征區(qū)是否有變化的趨勢及其原因。
表1 景觀特征要素分類及格式類型
分類和描述：根據(jù)案頭研究、實(shí)地調(diào)查共同收集分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，進(jìn)行最終的特征類型與特征分區(qū)標(biāo)繪；特征類型與特征分區(qū)的描述；識別關(guān)鍵特征，繪制最終的景觀特征地圖和完善數(shù)據(jù)庫。
3.3 價(jià)值評估
召集若干名風(fēng)景園林師，并組織國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院、青海湖景區(qū)保護(hù)利用管理局等部門，以及致力于保護(hù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)景資源的志愿者共同參與價(jià)值評判階段。
結(jié)合景觀特征類型圖和實(shí)地調(diào)查中的價(jià)值記錄數(shù)據(jù)，利用層次分析法針對自然資源價(jià)值、文化遺產(chǎn)價(jià)值和視覺價(jià)值[31]3個(gè)一級指標(biāo)進(jìn)行評估，并將3個(gè)一級指標(biāo)細(xì)分為若干二級指標(biāo)，通過構(gòu)造成對比較陣、計(jì)算權(quán)重和一致性檢驗(yàn)后分析得出每個(gè)景觀特征區(qū)的質(zhì)量值。其中自然資源價(jià)值和文化遺產(chǎn)價(jià)值參考國內(nèi)現(xiàn)行法規(guī)文件[35-38]細(xì)分為若干二級指標(biāo)，視覺價(jià)值則參考中國香港[31]的景觀特征評估中的視覺指標(biāo)分為復(fù)雜度和連貫度2個(gè)二級指標(biāo)(表2)。最后將評分錄入Arcgis平臺，形成價(jià)值評判結(jié)果圖。
圖3 景觀特征地圖
圖4 價(jià)值評判結(jié)果
4 景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果與應(yīng)用解析
4.1 景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果
通過以上工作流程，最后青海湖流域被劃分成了23個(gè)景觀特征類型，104個(gè)景觀特征區(qū)域(圖3)。2個(gè)大類要素、11個(gè)小類要素都被記錄到ArcGIS平臺數(shù)據(jù)庫中，每一個(gè)景觀特征區(qū)都含有完整的實(shí)地調(diào)查記錄數(shù)據(jù)。
景觀特征區(qū)的質(zhì)量值根據(jù)專家評分通過自然斷點(diǎn)法劃分為3檔。高價(jià)值特征區(qū)(分值0.88～1.42)、中價(jià)值特征區(qū)(分值0.40～0.87)和低價(jià)值特征區(qū)(分值0.20～0.39)，最終得到了青海湖流域高價(jià)值特征區(qū)46個(gè)、中價(jià)值特征區(qū)47個(gè)、低價(jià)值特征區(qū)11個(gè)(圖4)。結(jié)果表明：1)高價(jià)值特征區(qū)分布在青海湖、布哈河上游和烏哈阿蘭河上游，包含了咸水湖泊景觀、淡水湖泊景觀、沼澤濕地景觀、河口景觀、河谷景觀Ⅰ、山頂景觀Ⅰ、山坡景觀、山谷景觀、高海拔荒漠景觀和高海拔針葉林景觀；2)中價(jià)值特征區(qū)分布在環(huán)湖地帶，包含了環(huán)湖沙地景觀、環(huán)湖草甸景觀、環(huán)湖草原景觀、沿河草原景觀、沿河灌叢景觀、河谷景觀Ⅱ、中海拔草原景觀、中海拔灌叢景觀、高海拔草原和高海拔灌叢景觀；3)低價(jià)值特征區(qū)分布在流域邊界和環(huán)湖地帶，包含了高海拔草甸景觀、山頂景觀Ⅱ和村鎮(zhèn)農(nóng)田景觀。
4.2 景觀特征識別及其價(jià)值評估在建設(shè)國家公園過程中的應(yīng)用
國家公園是以保護(hù)具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)為主要目的，實(shí)現(xiàn)自然資源科學(xué)保護(hù)和合理利用的特定陸地或海洋區(qū)域，其主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用。景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果作為輔助管理和決策的重要工具在建設(shè)國家公園的過程中具有以下作用。
1)在申報(bào)設(shè)立國家公園過程中的應(yīng)用。
區(qū)域?qū)用娴木坝^特征識別及價(jià)值評估結(jié)果通過可視化的地圖、完整的數(shù)據(jù)庫兩者結(jié)合，可為申報(bào)設(shè)立國家公園的過程中提供宏觀、綜合的視角，以了解區(qū)域內(nèi)具體需要保護(hù)的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的現(xiàn)狀。同時(shí)利用地圖和數(shù)據(jù)庫可對申報(bào)指標(biāo)(如國家代表性、生態(tài)完整性、自然原真性和設(shè)立可行性)進(jìn)行復(fù)核，檢驗(yàn)評估區(qū)的條件是否符合設(shè)立國家公園的要求。
2)在國家公園的邊界劃定過程中的應(yīng)用。
根據(jù)景觀特征評估輔助判定評估區(qū)內(nèi)某一特征區(qū)是否需要劃入國家公園的范圍，最終確定國家公園的準(zhǔn)確邊界。例如，青海湖流域范圍內(nèi)的高價(jià)值特征區(qū)全部劃入國家公園范圍；流域邊緣由于視覺價(jià)值低所產(chǎn)生的低價(jià)值和中價(jià)值特征區(qū)建議不劃入國家公園，而流域中心區(qū)域受人類影響因素較大的低價(jià)值和中價(jià)值特征區(qū)則劃入國家公園予以有效保護(hù)和科學(xué)利用。
3)在國家公園的功能分區(qū)和政策制定過程中的應(yīng)用。
根據(jù)不同保護(hù)及發(fā)展目標(biāo)利用景觀特征評估輔助制定不同的管理模式以維護(hù)、提升價(jià)值。通過這種方式既能保證對區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體保護(hù)，又能保留原有的自然文化，還能保證自然資源的合理利用。
5 結(jié)語
表2 景觀特征區(qū)價(jià)值評分
景觀特征是某一特定區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用的關(guān)鍵。本研究表明青海湖流域具有23個(gè)景觀特征類型、104個(gè)景觀特征區(qū)域；綜合了獨(dú)特性、自然資源價(jià)值、文化遺產(chǎn)價(jià)值和視覺資源價(jià)值4個(gè)方面對已劃分的景觀特征區(qū)進(jìn)行價(jià)值評估，得到高價(jià)值景觀特征區(qū)46個(gè)，中價(jià)值景觀特征區(qū)47個(gè)，低價(jià)值景觀特征區(qū)11個(gè)。由此提出，國家公園申報(bào)設(shè)立的條件可利用景觀特征評估結(jié)果進(jìn)行復(fù)核；邊界劃定、功能分區(qū)和政策制定過程中參考景觀特征識別和價(jià)值評估結(jié)果進(jìn)行輔助決策、管理。
目前我國大多數(shù)關(guān)于景觀特征識別的對象多集中在點(diǎn)狀要素上且適用的尺度不大[15，39-40]；價(jià)值評判操作過程主要進(jìn)行景源篩選、分類和分級，評價(jià)結(jié)果通常呈點(diǎn)狀分布[41]，基于點(diǎn)狀要素的評價(jià)的規(guī)劃通常是“點(diǎn)線結(jié)合”的模式，缺少區(qū)域的整體性；并且，整個(gè)參與流程沒有利益相關(guān)者的參與，較難充分滿足各方利益訴求，使國家公園各項(xiàng)管理政策不能得到有效落實(shí)。因此，現(xiàn)行的評價(jià)方式不能滿足保護(hù)具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)的要求，不完全適用于國家公園的申報(bào)設(shè)立和相關(guān)規(guī)劃。相比較下，本研究使用的景觀特征評估方法具有以下優(yōu)勢：1)基于價(jià)值中立的景觀特征對區(qū)域內(nèi)包括點(diǎn)線面在內(nèi)的所有要素進(jìn)行識別和分類，不僅僅局限于點(diǎn)要素，還能從空間上準(zhǔn)確描述不同類型景觀的空間分布特點(diǎn)及其數(shù)量，可以為區(qū)域發(fā)展和保護(hù)提供科學(xué)可靠的依據(jù)；2)在參考、結(jié)合現(xiàn)有評價(jià)指標(biāo)分類的基礎(chǔ)上，充分考慮了利益相關(guān)者的觀點(diǎn)，使得評估結(jié)果更為客觀；3)其目的是為了進(jìn)行可持續(xù)景觀的管理，而不是過分強(qiáng)調(diào)景觀資源的開發(fā)利用，符合建設(shè)國家公園的目標(biāo)。
但是，景觀特征評估也有不足之處。例如：本研究使用的基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式帶有一定的人為主觀判斷，同時(shí)，要素網(wǎng)格化及景觀特征類型的邊緣處于動態(tài)變化的狀態(tài)使得2個(gè)相鄰的景觀特征類型的邊界無法精確劃定。如何在景觀特征區(qū)劃分的過程中盡量減少人為的影響，確定準(zhǔn)確、清晰的邊界是將來需要解決的問題。因此，國家公園建設(shè)過程中應(yīng)用景觀特征識別和價(jià)值評估作為依據(jù)和參考時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮景觀特征區(qū)邊界的準(zhǔn)確性，即是否完全按照景觀特征區(qū)的邊界去劃定整個(gè)國家公園的邊界和功能分區(qū)。
注：文中圖片均由作者繪制。
致謝：感謝國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院提供的幫助。
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孫喬昀
張玉鈞*
1 背景
中國擁有大量包含著豐富而珍貴的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)的自然區(qū)域[1]，從名山大川到江河湖泊、從草原濕地到大漠冰封、從田園風(fēng)景到原生風(fēng)情，并且在2018年被國家認(rèn)定為“巨型荒野國家”(mega-wilderness nations)[2]。自然保護(hù)地(protected areas)以立法或其他有效途徑識別并明確劃定邊界的地理空間，能有效保護(hù)自然區(qū)域的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)[3-4]。目前，中國已建立了大量針對不同自然資源類型和生態(tài)系統(tǒng)的自然保護(hù)地；明確了自然保護(hù)地體系是以國家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補(bǔ)充的統(tǒng)一管理模式。至2020年，中國的10個(gè)國家公園試點(diǎn)將基本完成，但是以什么條件申報(bào)設(shè)立、以什么標(biāo)準(zhǔn)劃定準(zhǔn)確的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)尚在探索中。因此需要尋求一個(gè)合理、綜合、科學(xué)的方法將區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化進(jìn)行識別、分類、評估，繼而為國家公園的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)的劃定提供依據(jù)。
景觀特征(Landscape Character)作為跨學(xué)科的綜合媒介和載體，融合了生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、歷史學(xué)和社會學(xué)等多學(xué)科的內(nèi)容[5]，可以較為全面地描述自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化。景觀特征評估(Landscape Character Assessment，LCA)通過對景觀特征的識別、評估，能有效地被各個(gè)不同的專業(yè)部門所了解，并以此減少隔閡，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)語言[6]。并且景觀特征評估已成為可持續(xù)發(fā)展、自然保護(hù)與土地管理的核心[7-8]，被認(rèn)為是輔助管理和決策的重要工具，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展需求提供了定性和定量的依據(jù)[9-10]。英國[5，11]、荷蘭[9]、新西蘭[12-13]等國家在自然保護(hù)地建設(shè)中先后進(jìn)行了不同尺度的景觀特征評估；國內(nèi)關(guān)于景觀特征評估的實(shí)踐研究多集中在城市和鄉(xiāng)村區(qū)域[14-16]，自然保護(hù)地中僅有武當(dāng)山風(fēng)景名勝區(qū)利用景觀特征評估的方法進(jìn)行了嘗試[17]。以英國為代表的歐洲國家的自然保護(hù)地體系在資源本底、人類活動影響等方面與中國的國家公園具有一定程度的差異，即中國國家公園多為自然本底條件良好、人類活動影響較少的自然區(qū)域。因此，本研究試圖通過借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，構(gòu)建一套適用于中國國家公園的景觀特征評估方法，為國家公園的申報(bào)設(shè)立、邊界劃定和功能分區(qū)的規(guī)劃提供建議和依據(jù)，實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用。
2 景觀特征評估體系概況
2.1 景觀特征評估體系的發(fā)展演變
景觀特征評估起源于英國，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個(gè)階段[11，18]。
2 0世紀(jì)7 0年代初期的景觀評價(jià)(Landscape Evaluation)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、定量、客觀的景觀評價(jià)途徑[19]，但是將復(fù)雜的文化、直觀的視覺等問題簡化成一系列的數(shù)字和統(tǒng)計(jì)公式并不合理。此后，20世紀(jì)80年代中期的景觀評估(Landscape Assessment)建立了以景觀分類體系為基礎(chǔ)、研究景觀的差異性為主要問題的研究模式，關(guān)注的是景觀的相對價(jià)值而非絕對價(jià)值，擺脫了通用的景觀評價(jià)在相對價(jià)值上的模糊[11]。20世紀(jì)90年代中期景觀特征逐漸得到重視，為突顯“特征”在景觀評估中的核心地位，“景觀評估”逐漸被稱為“景觀特征評估”，在華威郡(Warwickshire)景觀特征評估的工程中正式出現(xiàn)和使用[20]。隨后成為《歐洲景觀公約》(The European Landscape Convention，ELC)的一部分在歐盟普及和推廣[21]。
2.2 景觀特征評估體系的流程及特點(diǎn)
LCA在《英格蘭和蘇格蘭景觀特征評估導(dǎo)則》(Landscape Character Assessment Guidance for England and Scotland)中有明確定義：是解決特征描述過程，包括識別、繪制、分類和描述景觀特征，以及根據(jù)景觀特征做出判斷的過程，以便為一系列不同的決策提供信息[5]。LCA中包含了景觀特征、景觀特征區(qū)(landscape character areas，LCAs)和景觀特征類型(landscape character types，LCTs)3個(gè)概念。景觀特征是指景觀中出現(xiàn)的獨(dú)特且可識別的形態(tài)一致的要素；景觀特征區(qū)是單一的獨(dú)特區(qū)域，是特定景觀類型的離散地理區(qū)域；景觀特征類型則是有著特定景觀類型的不連續(xù)的地理區(qū)域，本身也是獨(dú)特的[5]。
LCA的操作過程分為2個(gè)階段：第一個(gè)階段是“特征描述”，第二個(gè)階段是“價(jià)值評估”[5]。LCA在第一階段具有尺度分級、要素綜合和價(jià)值中立的特點(diǎn)，即能在不同尺度下對特定區(qū)域進(jìn)行具有多樣化、綜合、跨學(xué)科的要素類型的特征描述，且不對景觀特征做出評價(jià)[5]；在第二階段，以風(fēng)景描述單元法(Landscape Description Unit，LDU)[22]為基礎(chǔ)，結(jié)合其他方法(如公眾參與的定性研究)進(jìn)行價(jià)值評估[23]。同時(shí)，由于決策和LCA的分離，在一定程度上避免了LCA在編制階段的主觀導(dǎo)向性[24]。
圖1 青海湖流域范圍與區(qū)位
3 青海湖流域景觀特征識別及其價(jià)值評估流程
2018年《青海以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系示范省建設(shè)總體方案》中提到將青海湖區(qū)域設(shè)立為青海湖國家公園，并納入青海國家公園示范省的建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目中。目前青海湖流域沒有進(jìn)行全面的景觀特征評估，該流域內(nèi)現(xiàn)有的各類保護(hù)地景觀評價(jià)工作不成體系，主要是伴隨個(gè)別的研究或者工程項(xiàng)目而開展的[25-26]。
本文對青海湖及其入湖河流的匯水區(qū)域所構(gòu)成的青海湖流域進(jìn)行研究(圖1)，總面積約為2.96萬km2[27-28]。青海湖流域具有封閉的內(nèi)流區(qū)和湖泊盆地，屬于獨(dú)立完整的自然地理單元；并且流域內(nèi)的青海湖是我國面積最大的內(nèi)陸咸水湖泊，它以巨大的水體與流域內(nèi)的天然草場和林地共同構(gòu)成了阻擋西部荒漠風(fēng)沙向東蔓延的生態(tài)屏障。因此青海湖流域被認(rèn)定為申報(bào)設(shè)立青海湖國家公園的評估區(qū)。
研究開始時(shí)，參考了英國、新西蘭、中國香港等國家和地區(qū)的景觀特征評估方法。通過對案例的景觀特征要素的選擇、評估方法、結(jié)論，以及地理信息系統(tǒng)軟件(ArcGIS)的使用進(jìn)行研究和對比，得出本研究的研究流程和研究方法。研究的操作過程有2個(gè)階段，第一個(gè)階段是“特征描述”，第二個(gè)階段是“價(jià)值評估”。第一階段分為4個(gè)步驟：1)界定范疇，確定了研究目標(biāo)、研究規(guī)模與深度、人力物力資源投入和利益相關(guān)者的范圍；2)案頭研究，經(jīng)過要素篩選、數(shù)據(jù)處理、特征聚類3步后得到景觀特征地圖草圖；3)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合案頭研究階段的成果進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的補(bǔ)充、收集；4)分類和描述，整合案頭研究和實(shí)地調(diào)查的資料對不同的景觀特征類型、特征分區(qū)進(jìn)行描述，識別其中的關(guān)鍵特征，調(diào)整景觀特征地圖草圖，形成最終的景觀特征地圖。第二階段：結(jié)合國內(nèi)外已有的經(jīng)驗(yàn)和利益相關(guān)者的咨詢結(jié)果，在實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上針對單個(gè)景觀特征區(qū)進(jìn)行價(jià)值評估，并繪制全流域的價(jià)值評判結(jié)果圖。
3.1 案頭研究
景觀特征要素篩選：不同國家地區(qū)、不同尺度和類型的項(xiàng)目在做景觀特征評估時(shí)的景觀特征要素類型的選擇有所不同。參考英國[29-30]、新西蘭[12]和中國香港[31]等國家和地區(qū)的具體案例后，根據(jù)青海湖流域的現(xiàn)狀條件列出了在區(qū)域?qū)蛹壪逻m用于流域生態(tài)系統(tǒng)的景觀特征要素，包括2個(gè)大類要素、11個(gè)小類要素(表1)。第一大類要素為自然要素，包括地質(zhì)、海拔高度、坡度、土壤、水文、植被、生態(tài)棲息地及氣候特征(干燥度/溫度)；第二大類要素為人文/社會要素，包括聚居風(fēng)貌、土地利用及文化遺產(chǎn)。
數(shù)據(jù)來源與處理：地質(zhì)、土壤和土地利用現(xiàn)狀是矢量數(shù)據(jù)，海拔高度和坡度數(shù)據(jù)由高程數(shù)據(jù)(DEM模型，10m精度，2015年)在ArcGIS平臺中計(jì)算得出，水文數(shù)據(jù)由土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯。植被、生態(tài)棲息地、氣候特征、聚居風(fēng)貌和文化遺產(chǎn)等紙質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)矢量化、校對坐標(biāo)后錄入ArcGIS平臺。
景觀特征聚類：首先，選定要素類型后，在ArcGIS平臺搭建空間數(shù)據(jù)庫；青海湖流域總面積與英國大部分國家公園的尺度相近，可被認(rèn)定為區(qū)域尺度下的評估，因此在空間精度上，參考英國景觀特征空間區(qū)劃的1km×1km的網(wǎng)格精度[22]，將流域劃分成29 593個(gè)1km×1km的網(wǎng)格。通過對各景觀特征要素矢量數(shù)據(jù)賦值編碼，建立初步的景觀特征要素空間數(shù)據(jù)信息。利用ArcGIS空間分析工具，對每一個(gè)網(wǎng)格都賦予其地理空間對應(yīng)的要素編碼。然后，把所有景觀特征要素編碼按一定的規(guī)則、方法聚類成若干個(gè)景觀特征區(qū)和景觀特征類型，目前常用的方法有TWINSPAN、FRAGSTATs和基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式等[22，34]。其中基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式假設(shè)景觀特征類型(LCT)能夠從2個(gè)數(shù)據(jù)中派生出來[9]，該方法具有操作簡便、輸入與輸出端對接兼容、分類與重生成過程快速等優(yōu)勢。故本研究選用基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式，與利益相關(guān)者共同制定聚類規(guī)則，根據(jù)聚類規(guī)則在ArcGIS平臺中繪制景觀特征地圖草圖。
圖2 實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)
3.2 實(shí)地調(diào)查及分類和描述
實(shí)地調(diào)查：基于景觀特征地圖草圖進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、驗(yàn)證與修正。首先將研究區(qū)劃分為20km×20km的網(wǎng)格，網(wǎng)格焦點(diǎn)為初步實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)；然后將初步調(diào)查樣點(diǎn)與景觀特征地圖草圖、道路類型圖疊合，檢查單一景觀特征區(qū)中是否有1～2個(gè)實(shí)地調(diào)查樣點(diǎn)覆蓋，無樣點(diǎn)覆蓋則在此景觀特征區(qū)的質(zhì)心增設(shè)1個(gè)樣點(diǎn)，大于2個(gè)則結(jié)合道路距離剔除多余的樣點(diǎn)，使其樣點(diǎn)數(shù)降低為2處。最終，共計(jì)137個(gè)調(diào)查樣點(diǎn)(圖2)。
對每一處樣點(diǎn)進(jìn)行4個(gè)方面的記錄：1)數(shù)據(jù)記錄，主要記錄基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及采集影像資料；2)描述記錄，對樣點(diǎn)所在的特征區(qū)進(jìn)行描述，描述使用價(jià)值中立的語言，并對在案頭研究階段尚未發(fā)現(xiàn)的景觀要素進(jìn)行補(bǔ)充、修正；3)價(jià)值記錄，針對獨(dú)特性、自然資源價(jià)值、文化資源價(jià)值和視覺資源價(jià)值4個(gè)方面進(jìn)行記錄，以便在第二階段做出評判；4)發(fā)展趨勢判斷，判斷樣點(diǎn)所在的特征區(qū)是否有變化的趨勢及其原因。
表1 景觀特征要素分類及格式類型
分類和描述：根據(jù)案頭研究、實(shí)地調(diào)查共同收集分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，進(jìn)行最終的特征類型與特征分區(qū)標(biāo)繪；特征類型與特征分區(qū)的描述；識別關(guān)鍵特征，繪制最終的景觀特征地圖和完善數(shù)據(jù)庫。
3.3 價(jià)值評估
召集若干名風(fēng)景園林師，并組織國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院、青海湖景區(qū)保護(hù)利用管理局等部門，以及致力于保護(hù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)景資源的志愿者共同參與價(jià)值評判階段。
結(jié)合景觀特征類型圖和實(shí)地調(diào)查中的價(jià)值記錄數(shù)據(jù)，利用層次分析法針對自然資源價(jià)值、文化遺產(chǎn)價(jià)值和視覺價(jià)值[31]3個(gè)一級指標(biāo)進(jìn)行評估，并將3個(gè)一級指標(biāo)細(xì)分為若干二級指標(biāo)，通過構(gòu)造成對比較陣、計(jì)算權(quán)重和一致性檢驗(yàn)后分析得出每個(gè)景觀特征區(qū)的質(zhì)量值。其中自然資源價(jià)值和文化遺產(chǎn)價(jià)值參考國內(nèi)現(xiàn)行法規(guī)文件[35-38]細(xì)分為若干二級指標(biāo)，視覺價(jià)值則參考中國香港[31]的景觀特征評估中的視覺指標(biāo)分為復(fù)雜度和連貫度2個(gè)二級指標(biāo)(表2)。最后將評分錄入Arcgis平臺，形成價(jià)值評判結(jié)果圖。
圖3 景觀特征地圖
圖4 價(jià)值評判結(jié)果
4 景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果與應(yīng)用解析
4.1 景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果
通過以上工作流程，最后青海湖流域被劃分成了23個(gè)景觀特征類型，104個(gè)景觀特征區(qū)域(圖3)。2個(gè)大類要素、11個(gè)小類要素都被記錄到ArcGIS平臺數(shù)據(jù)庫中，每一個(gè)景觀特征區(qū)都含有完整的實(shí)地調(diào)查記錄數(shù)據(jù)。
景觀特征區(qū)的質(zhì)量值根據(jù)專家評分通過自然斷點(diǎn)法劃分為3檔。高價(jià)值特征區(qū)(分值0.88～1.42)、中價(jià)值特征區(qū)(分值0.40～0.87)和低價(jià)值特征區(qū)(分值0.20～0.39)，最終得到了青海湖流域高價(jià)值特征區(qū)46個(gè)、中價(jià)值特征區(qū)47個(gè)、低價(jià)值特征區(qū)11個(gè)(圖4)。結(jié)果表明：1)高價(jià)值特征區(qū)分布在青海湖、布哈河上游和烏哈阿蘭河上游，包含了咸水湖泊景觀、淡水湖泊景觀、沼澤濕地景觀、河口景觀、河谷景觀Ⅰ、山頂景觀Ⅰ、山坡景觀、山谷景觀、高海拔荒漠景觀和高海拔針葉林景觀；2)中價(jià)值特征區(qū)分布在環(huán)湖地帶，包含了環(huán)湖沙地景觀、環(huán)湖草甸景觀、環(huán)湖草原景觀、沿河草原景觀、沿河灌叢景觀、河谷景觀Ⅱ、中海拔草原景觀、中海拔灌叢景觀、高海拔草原和高海拔灌叢景觀；3)低價(jià)值特征區(qū)分布在流域邊界和環(huán)湖地帶，包含了高海拔草甸景觀、山頂景觀Ⅱ和村鎮(zhèn)農(nóng)田景觀。
4.2 景觀特征識別及其價(jià)值評估在建設(shè)國家公園過程中的應(yīng)用
國家公園是以保護(hù)具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)為主要目的，實(shí)現(xiàn)自然資源科學(xué)保護(hù)和合理利用的特定陸地或海洋區(qū)域，其主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用。景觀特征識別及其價(jià)值評估結(jié)果作為輔助管理和決策的重要工具在建設(shè)國家公園的過程中具有以下作用。
1)在申報(bào)設(shè)立國家公園過程中的應(yīng)用。
區(qū)域?qū)用娴木坝^特征識別及價(jià)值評估結(jié)果通過可視化的地圖、完整的數(shù)據(jù)庫兩者結(jié)合，可為申報(bào)設(shè)立國家公園的過程中提供宏觀、綜合的視角，以了解區(qū)域內(nèi)具體需要保護(hù)的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的現(xiàn)狀。同時(shí)利用地圖和數(shù)據(jù)庫可對申報(bào)指標(biāo)(如國家代表性、生態(tài)完整性、自然原真性和設(shè)立可行性)進(jìn)行復(fù)核，檢驗(yàn)評估區(qū)的條件是否符合設(shè)立國家公園的要求。
2)在國家公園的邊界劃定過程中的應(yīng)用。
根據(jù)景觀特征評估輔助判定評估區(qū)內(nèi)某一特征區(qū)是否需要劃入國家公園的范圍，最終確定國家公園的準(zhǔn)確邊界。例如，青海湖流域范圍內(nèi)的高價(jià)值特征區(qū)全部劃入國家公園范圍；流域邊緣由于視覺價(jià)值低所產(chǎn)生的低價(jià)值和中價(jià)值特征區(qū)建議不劃入國家公園，而流域中心區(qū)域受人類影響因素較大的低價(jià)值和中價(jià)值特征區(qū)則劃入國家公園予以有效保護(hù)和科學(xué)利用。
3)在國家公園的功能分區(qū)和政策制定過程中的應(yīng)用。
根據(jù)不同保護(hù)及發(fā)展目標(biāo)利用景觀特征評估輔助制定不同的管理模式以維護(hù)、提升價(jià)值。通過這種方式既能保證對區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體保護(hù)，又能保留原有的自然文化，還能保證自然資源的合理利用。
5 結(jié)語
表2 景觀特征區(qū)價(jià)值評分
景觀特征是某一特定區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)和自然資源永續(xù)利用的關(guān)鍵。本研究表明青海湖流域具有23個(gè)景觀特征類型、104個(gè)景觀特征區(qū)域；綜合了獨(dú)特性、自然資源價(jià)值、文化遺產(chǎn)價(jià)值和視覺資源價(jià)值4個(gè)方面對已劃分的景觀特征區(qū)進(jìn)行價(jià)值評估，得到高價(jià)值景觀特征區(qū)46個(gè)，中價(jià)值景觀特征區(qū)47個(gè)，低價(jià)值景觀特征區(qū)11個(gè)。由此提出，國家公園申報(bào)設(shè)立的條件可利用景觀特征評估結(jié)果進(jìn)行復(fù)核；邊界劃定、功能分區(qū)和政策制定過程中參考景觀特征識別和價(jià)值評估結(jié)果進(jìn)行輔助決策、管理。
目前我國大多數(shù)關(guān)于景觀特征識別的對象多集中在點(diǎn)狀要素上且適用的尺度不大[15，39-40]；價(jià)值評判操作過程主要進(jìn)行景源篩選、分類和分級，評價(jià)結(jié)果通常呈點(diǎn)狀分布[41]，基于點(diǎn)狀要素的評價(jià)的規(guī)劃通常是“點(diǎn)線結(jié)合”的模式，缺少區(qū)域的整體性；并且，整個(gè)參與流程沒有利益相關(guān)者的參與，較難充分滿足各方利益訴求，使國家公園各項(xiàng)管理政策不能得到有效落實(shí)。因此，現(xiàn)行的評價(jià)方式不能滿足保護(hù)具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)的要求，不完全適用于國家公園的申報(bào)設(shè)立和相關(guān)規(guī)劃。相比較下，本研究使用的景觀特征評估方法具有以下優(yōu)勢：1)基于價(jià)值中立的景觀特征對區(qū)域內(nèi)包括點(diǎn)線面在內(nèi)的所有要素進(jìn)行識別和分類，不僅僅局限于點(diǎn)要素，還能從空間上準(zhǔn)確描述不同類型景觀的空間分布特點(diǎn)及其數(shù)量，可以為區(qū)域發(fā)展和保護(hù)提供科學(xué)可靠的依據(jù)；2)在參考、結(jié)合現(xiàn)有評價(jià)指標(biāo)分類的基礎(chǔ)上，充分考慮了利益相關(guān)者的觀點(diǎn)，使得評估結(jié)果更為客觀；3)其目的是為了進(jìn)行可持續(xù)景觀的管理，而不是過分強(qiáng)調(diào)景觀資源的開發(fā)利用，符合建設(shè)國家公園的目標(biāo)。
但是，景觀特征評估也有不足之處。例如：本研究使用的基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式帶有一定的人為主觀判斷，同時(shí)，要素網(wǎng)格化及景觀特征類型的邊緣處于動態(tài)變化的狀態(tài)使得2個(gè)相鄰的景觀特征類型的邊界無法精確劃定。如何在景觀特征區(qū)劃分的過程中盡量減少人為的影響，確定準(zhǔn)確、清晰的邊界是將來需要解決的問題。因此，國家公園建設(shè)過程中應(yīng)用景觀特征識別和價(jià)值評估作為依據(jù)和參考時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮景觀特征區(qū)邊界的準(zhǔn)確性，即是否完全按照景觀特征區(qū)的邊界去劃定整個(gè)國家公園的邊界和功能分區(qū)。
注：文中圖片均由作者繪制。
致謝：感謝國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院提供的幫助。
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