自然保護區(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

河北霧靈山國家級自然保護區(qū)管理中心，河北 興隆 067300

0 引言

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

1 自然保護區(qū)布局方法

1.1 保護空缺分析

保護空缺是由Burley在1988年提出的，多指未被保護區(qū)有效保護的植被或植物和動物等分布地［6］。保護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、保護區(qū)的空間分布圖、植被類型的分布圖等信息之后，通過圖層疊加技術(shù)對該地域進行保護空缺分析［7］。美國最早以州為單位在全國開展了保護空缺分析［8］。我國在20世紀末將保護空缺分析應(yīng)用于生物多樣性的保護研究，近年來的應(yīng)用越來越多［9］。謝文冬等［10］將燕山地區(qū)的40種國家重點保護鳥類作為指示物種，運用Marxan系統(tǒng)保護規(guī)劃模型和物種分布模型進行了保護空缺分析。

1.2 保護優(yōu)先區(qū)分析

保護優(yōu)先區(qū)分析是指在獲得區(qū)內(nèi)野生動植物多樣性分布數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)學方法量化分析出保護順序的過程。保護優(yōu)先區(qū)多用生物多樣性的敏感區(qū)、熱點區(qū)和關(guān)鍵區(qū)等表示。近些年，保護優(yōu)先區(qū)分析法被廣泛應(yīng)用，有力地促進了我國自然保護區(qū)的建設(shè)。例如，劉端［11］研究了廣西壯族自治區(qū)維管植物保護優(yōu)先區(qū)，運用主成分分析法得出4個保護指數(shù)，再將篩選出的保護優(yōu)先區(qū)與當前的自然保護區(qū)比較，為科學保護野生動植物資源提供依據(jù)。

1.3 生態(tài)區(qū)保護規(guī)劃

編制生態(tài)區(qū)保護規(guī)劃是保護區(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)上進行生物多樣性及生態(tài)環(huán)境等相關(guān)保護規(guī)劃。國際上，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)方案和理念對全球自然保護區(qū)建設(shè)具有非常重要的指導作用，有助于推動生態(tài)區(qū)保護規(guī)劃的發(fā)展。我國最早關(guān)于動植物的分布研究可追溯到春秋戰(zhàn)國時期，《尚書·禹貢篇》就有相關(guān)記載。《山海經(jīng)》中有許多關(guān)于奇禽異獸的分布描述，記載了古人對動物分布的區(qū)域研究。張榮祖［12］和李霄宇［7］根據(jù)我國實際，對動物和植物進行了地理劃分。黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”中國特色社會主義事業(yè)總體布局，各省（自治區(qū)、直轄市）嚴格貫徹落實習近平總書記關(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)保護規(guī)劃，極大地促進了自然保護區(qū)的建設(shè)。

2 自然保護區(qū)功能分區(qū)依據(jù)與方法

2.1 功能分區(qū)依據(jù)

1994年，我國頒布了《中華人民共和國自然保護區(qū)條例》，明確規(guī)定了自然保護區(qū)可以分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和實驗區(qū)。這是自然保護區(qū)劃分功能區(qū)的基本依據(jù)。隨著我國自然保護區(qū)的進一步發(fā)展，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》。我國各類自然保護區(qū)按照該文件精神進行了區(qū)域的優(yōu)化整合，將原來的三區(qū)調(diào)整為兩區(qū)，即核心保護區(qū)與一般控制區(qū)。核心保護區(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。一般控制區(qū)為原來的實驗區(qū)，對人為活動進行限制。

2.2 功能分區(qū)主要方法

2.2.1 景觀適宜性評價法。景觀適宜性評價法是指首先確定不同景觀因子對研究物種的重要性（或影響程度），再根據(jù)其權(quán)重對各景觀因子的空間組合對物種的景觀適宜性進行評價。研究發(fā)現(xiàn)，此方法較適用于生物類自然保護區(qū)。李宇其等［13］以貴州省貴陽市觀山湖公園內(nèi)苔蘚植物為研究對象，利用主成分分析法計算出各類指標的影響因子、貢獻率及綜合得分，為完善苔蘚植物的景觀適宜性評價方法提供數(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)學領(lǐng)域研究的熱點。不同研究者因為研究目的不同對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，通過物種的分布模型劃分自然保護區(qū)內(nèi)功能區(qū)的方法。此方法適用于以保護珍稀瀕危物種為主的自然保護區(qū)，尤其是對核心區(qū)域的確定。許斌等［15］根據(jù)畫稿溪自然保護區(qū)內(nèi)桫欏的210個分布點和66個環(huán)境變量，利用物種分布模型預測了桫欏潛在的適生空間。

2.2.3 最小費用距離計算法。最小費用距離是指物種經(jīng)過不同阻力的景觀所耗費的費用或者克服阻力所做的功，能夠反映出物種的可達性。在自然保護區(qū)內(nèi)，物種在核心區(qū)移動時的景觀阻力最小，緩沖區(qū)較大，實驗區(qū)最大［8］。此方法比較適用于野生生物類自然保護區(qū)的功能劃分。

2.2.4 不可替代性計算法。不可替代性主要是表達一個規(guī)劃單元在整個保護目標中的重要性，通過將其與人類活動干擾指數(shù)相結(jié)合，反映生物多樣性保護價值的空間分布規(guī)律，可用來進行保護區(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區(qū)的功能劃分。

3 我國自然保護區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

我國逐步建成了以國家級、省級與市縣級為主導、類型齊全、數(shù)量龐大的自然保護區(qū)網(wǎng)。截至2018年底，我國已建成了2 753個自然保護區(qū)，總面積為147.12萬km2，占國土總面積的15.6%。我國各級自然保護區(qū)數(shù)量呈金字塔狀，面積呈倒金字塔狀［16］（見表1）。我國市縣級保護區(qū)數(shù)量最多（1 437個），占總自然保護區(qū)數(shù)的52.20%；其次為省級（853個），占總數(shù)的30.98%；國家級自然保護區(qū)最少（463個），僅占16.82%。國家級自然保護區(qū)面積最大，為97.44萬km2，占總面積的66.23%；省級自然保護區(qū)面積為36.90萬km2；市縣級自然保護區(qū)面積為12.78萬km2。

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

我國各省（自治區(qū)、直轄市）的自然保護區(qū)數(shù)量相差較大，保護區(qū)數(shù)量最多的為廣東省（384個），其次為黑龍江省（250個），排名第3的為江西省（201個）；直轄市中保護區(qū)數(shù)量較多的為重慶市（57個），最少的為上海市（4個）；各省（自治區(qū)、直轄市）中國家級自然保護區(qū)數(shù)量最多的為黑龍江省（46個），其次為四川省（31個），排名第3的為內(nèi)蒙古自治區(qū)（29個），最少的為江蘇省（3個）；在直轄市中，重慶市的國家級自然保護區(qū)最多（6個），上海市和北京市的國家級自然保護區(qū)為2個；西藏自治區(qū)自然保護區(qū)總面積和國家級自然保護區(qū)面積均占首位，其次是青海省。

結(jié)合各省（自治區(qū)、直轄市）自然保護區(qū)生態(tài)功能分區(qū)與生物資源分布可以看出，我國自然保護區(qū)建設(shè)目前存在的問題主要有兩個，一是布局不均衡，二是對關(guān)鍵地區(qū)、重點領(lǐng)域生物多樣性的就地保護力度較小。因此，各省（自治區(qū)、直轄市）的自然保護區(qū)建設(shè)均有待進一步加強。

4 我國自然保護區(qū)布局與功能分區(qū)存在的問題與發(fā)展展望

4.1 自然保護區(qū)布局

許多省（自治區(qū)、直轄市）前期建立的自然保護區(qū)都是通過考察局部區(qū)域保護對象的空間分布進行保護空缺分析，提出建設(shè)自然保護區(qū)的空間范圍，并通過后期本底資源補充調(diào)查進行驗證。但缺少全面的動植物空間分布數(shù)據(jù)，限制了保護空缺分析方法的使用。因此，各地在今后需要做好保護區(qū)本底資料的收集工作以彌補這一不足。利用保護優(yōu)先區(qū)分析法進行自然保護區(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種方法進行整合并綜合運用于自然保護區(qū)布局，是未來研究和實踐的方向。根據(jù)我國目前國家級-省級-市（縣）級的自然保護區(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，細化動植物地理分布區(qū)劃方案的前提下，綜合運用這3種分析方法進一步做好自然保護區(qū)布局，推動實現(xiàn)我國自然保護區(qū)生態(tài)功能價值和保護時效的最大化。

4.2 自然保護區(qū)功能分區(qū)

我國出臺的與自然保護區(qū)相關(guān)的法律、法規(guī)為各類自然保護區(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)劃實踐中，各地難以依據(jù)相關(guān)法規(guī)條例的簡單規(guī)定對功能區(qū)進行明確劃分。對自然保護區(qū)本底的資源調(diào)查和研究情況會直接影響其功能分區(qū)和對保護對象的保護效果。目前，將自然保護區(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)定性的保護區(qū)。今后，各地在劃分自然保護區(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)劃實踐中，相鄰自然保護區(qū)的設(shè)計和研究要從整個生態(tài)系統(tǒng)和保護對象考慮，同時兼顧相鄰自然保護區(qū)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，爭取實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)保護的最大價值。