基于物種保護的自然保護地生態旅游功能區劃研究*
——以安徽升金湖國家級自然保護區為例

周 燕 葉水清 趙曉雪 孫 瀛 羅巧靈

1 武漢大學城市設計學院 武漢 430000

2 南京大學建筑與城市規劃學院 南京 210000

自然保護區作為就地保護的主要形式，是保護生物多樣性的重點區域[1-3]，不僅具備較高生態保護價值，還是自然游憩的重要空間載體。自1956年我國建立第1處自然保護區以來，自然保護地管理體系逐漸發展成熟，通過合理有效的功能分區能進一步促進其科教文化、休閑娛樂等多種健康服務功能，從而提升人類的身心健康和文化福祉[4]。然而，日益發展的旅游業與生態保護之間的矛盾制約了自然資源的保護和可持續利用，我國自然保護區因旅游開發而遭受資源退化或環境破壞的現象時有發生[5]。建立以國家公園為主體的自然保護地體系是當前國土空間生態保護與修復工作的重要一環。針對自然保護地進行合理的生態旅游功能區劃，能進一步對保護地空間進行科學布局及功能定位，有效優化保護地空間格局，提升保護成效[6]。因此，探究科學合理的自然保護地生態旅游功能區劃方法，對有效降低人為活動對自然保護地生態環境的干擾、促進保護區可持續發展具有重要意義[7-9]。

由于管理權屬、分類體系、建設時間等多種原因，目前我國保護地的功能區劃依據尚未統一[10-11]。多數區劃僅針對某一自然資源要素進行分析，如構建水資源、土壤資源等單一自然資源保護的評價體系，缺少對生態環境與經濟效益之間協調關系的思考，如何通過分區實現生態保護和經濟建設的協調發展成為自然保護區功能區劃研究的重點內容[12-17]。多數研究將評價與判斷保護區內各類用地的建設適宜性和區劃斑塊景觀特征作為自然保護區功能區劃的基礎[14-15]，往往忽略由于保護對象的差異性導致的不同分區需求，較少考慮特定類型的自然保護區(如生物物種保護區)對其特有環境資源的需求，難以針對以物種保護為核心特征的自然保護區提出兼顧自然保護與旅游協調發展的有效分區方法[16-17]，導致自然保護區分區與保護對象適宜棲息地空間分布不匹配、與周邊聯系緊密性不足，難以充分發揮保護地區的生態服務功能等多種問題，不利于目標物種的保護，無法建立有效的自然保護區功能區劃[18]。

隨著國土空間規劃生態修復對山水林田湖草等多種生態自然要素關注度的提升，自然保護區劃逐漸由單一要素保護轉向系統保護規劃，有助于整合區域面臨的多種生態問題，緩解生物多樣性保護規劃缺失的現狀[19]。Marxan是系統性保護規劃(Systematic Conservation Planning簡稱SCP)的優化算法之一[19-20]，通過設定合理的保護目標，利用基于退火算法的Marxan模型能夠確定對整體保護格局貢獻率高且耗費成本低的保護格局要素，最終確定具有不可替代性的優先保護格局，在加強生物多樣性的同時滿足經濟效益最高效的需求，有效地提高保護效益[21-22]。

基于此，本研究以安徽升金湖自然保護區為例，基于管控-功能二級分區模式和系統保護規劃方法，綜合考慮生態系統保護與經濟效益之間的平衡發展，從環境保護和生態旅游適宜性兩方面選取要素指標，構建自然保護區分區方法體系。結合各區域具體的問題、資源保護需求和開發利用潛力進行自然保護區分區，以期實現對升金湖自然保護區自然資源的有效保護和合理利用，探索以物種保護為核心特征的自然保護區分區方法與技術流程，為相對統一的自然保護區分區通用體系提供參考。

1 研究區概況

升金湖國家級自然保護區位于安徽南部的池州市，長江中下游南岸，是以保護淡水湖泊濕地生態系統和珍稀、瀕危鳥類為主的內陸永久性淡水湖泊濕地保護區，屬亞熱帶季風氣候區。湖區面積達132.8 km2，自然保護區總面積335 km2。

升金湖保護區位于中國候鳥遷徙線路和全球鳥類主要遷徙通道之一的“東亞-澳大利亞”水鳥遷徙通道上，為白鸛(Ciconia ciconia)、黑鸛(Ciconia nigra)、白頭鶴(Grus monacha)等多種國家重點保護野生動物提供棲息地，是全球白頭鶴數量最多的越冬地。近年來，該自然保護區以濕地生態系統和鳥類遷徙特色為基礎發展旅游業，在著重保護與恢復濕地生態系統的同時，兼顧科學研究、宣傳教育和生態旅游等功能。然而，由于缺少系統的保護規劃，區域內的生態修復區、生態旅游區與生態產品區存在一定交叉重疊，導致生態保護與生態經濟發展同時受到阻礙，區域的生態功能難以充分發揮，亟需通過系統保護規劃方法進行功能分區，預防旅游發展與生態保護之間的沖突。

2 研究方法

依據“管控-功能”二級分區思路，采用系統規劃方法進行自然資源保護分區劃定，得到管控區中的核心區范圍，并利用ArcGIS空間分析方法進行生態旅游適宜性分區，在確保核心區得到保護的基礎上確定研究區的生態旅游功能分區結果(圖1)。

圖1 技術路線

2.1 自然資源保護管控分區

采用系統規劃方法，通過基于退火算法的Marxan優化模型，識別“保護價值高、保護成本低”的規劃單元，并將自然保護區內生物多樣性保護與資源利用的沖突降至最低，最終確定具有不可替代性的優先保護格局，達到合理配置保護資源的目的。

2.1.1 保護對象的選取

升金湖國家級自然保護區是保護淡水湖泊濕地生態系統和珍稀、瀕危鳥類為主體的濕地類型保護區，因此將淡水湖泊濕地生態系統作為生態系統水平的保護主體，并選取分布在保護區內國家Ⅰ級、Ⅱ級重點保護野生鳥類作為保護對象，即白頭鶴、白鶴(Grus leucogeranus)、白鸛、白額雁 (Anseralbifrons)、小白額雁 (Anser erythropus)、小天鵝(Cygnus columbianu)、普通鵟(Buteo japonicus)。以上鳥類具有重要的生態保護價值，其種群活動范圍及數量在一定程度上能夠反映區域的生態環境質量及生物多樣性水平，常被選取為區域生物多樣性保護的指示物種[23-24]。以上鳥類分布數據來源于全球生物多樣性信息服務網絡平臺(https://www.gbif.org/)、中國鳥類觀測中心網站(http://www.birdreport.cn/)及中國鳥類野外手冊。

2.1.2 優先保護格局劃定的技術流程

參照相關研究[25-27]，結合實際情況，將保護區的生態系統和物種多樣性保護目標分別設定為30%和50%。為了得到效益最高的濕地優先保護格局，采用敏感性分析和Marxan模型的邊緣長度調節模塊(BLM)。通過設定不同的邊緣長度值，得到適宜的BLM值(0.021 5)，以實現保護格局聚集度和保護成本的協調。通過迭代計算各規劃單元的不可替代性，優先選擇區域內保護效率最高的單元，形成最終優先保護格局，在優先考慮生態系統和物種多樣性保護的基礎上，最大限度地降低保護的社會經濟成本并緩解與旅游活動之間的沖突。

2.2 生態旅游適宜性分區

生態旅游是自然保護區旅游的主要形式，其核心是自然性。自然性連續譜提供了一種評價生態旅游適宜性的新路徑(圖2)。自然性連續譜中自然性越高的一端表示區域生態價值突出，具有較大的生態旅游的潛力，但也表明生態敏感性高；自然性較低的一端表示開發強度較高，人類活動頻繁，生態系統價值較低。基于此理論，本研究對升金湖國家級自然保護區進行生態旅游適宜性評價，在自然性最高的區域禁止或嚴格限制旅游開發，在自然性較低的區域，開展更為豐富多樣的旅游活動。

圖2 自然性連續譜

參考從自然屬性角度出發進行生態旅游適宜性評價的研究成果[28-29]，選取6項生態旅游評價標準進行適宜性評價。以升金湖國家級自然保護區內珍稀水鳥分布點比例為基礎，根據自然性連續譜劃分方法將適宜性等級分為“高、較高、中、較低、低”5個等級，分別賦值為“5、4、3、2、1，具體如表1所示。首先，將研究區范圍劃分為900 m2(30 m×30 m)的網格作為基本空間評價單元，采用ArcGIS空間分析方法與層次分析法(AHP)相結合進行研究區生態旅游適宜度的計算。其次，采用層次分析法和德爾菲法相結合的方法確定6個標準在評價體系中所占權重；最后，在ArcGIS中運用自然斷點法對各標準的分級結果進行綜合分析，疊加權重輸出研究區生態旅游適宜性結果。適宜性較高的區域具有較高的自然性和生態價值，應當加強生態保護與管控力度，以減小旅游活動對自然生態環境的破壞；反之，適宜度較低的地區自然性較低，可以對其資源進行適度的充分開發。

表1 生態旅游適宜性評價標準及分級

3 結果與分析

3.1 自然資源優先保護格局

根據綜合評價結果，升金湖國家級自然保護區建立的優先保護單元共403個，面積共100.75 km2，占總面積的30%。劃定的優先保護格局即為管控區中的核心區，嚴格限制旅游等開發活動，遏制濕地占用和萎縮退化態勢。核心區主要由兩塊區域構成，分別是升金湖西南部的水鳥核心棲息地和東北部的水域濕地空間(圖3)。

圖3 優先保護格局

西南部水鳥棲息保護區包括水鳥核心棲息區域及濕地空間。濕地是主要土地利用類型，占總面積的51.78%；水域占33.26%；道路等干擾強度大的土地利用類型則只占0.08%。該區域具有十分重要的生態價值，生態系統受人類活動影響較小，如草灘與泥潭等適宜的生境使得白頭鶴、白鶴與白鸛等國家Ⅰ級保護動物主要分布于此，物種保護價值較高。因此，該區域作為水鳥主要棲息地以及重要的淡水湖泊景觀系統，應避免旅游開發，確保珍稀物種的生境適宜性；同時，該區域景觀敏感性較高，應采取嚴格的保護措施，確保生態系統的完整性。

東北部的濕地生態區具有完整健康的自然生態系統，擁有良好的地質和水土條件，生物多樣性價值高。水域是最大的土地利用類型，占區域面積的50.03%；其次是濕地，占比29.69%。該區域具有豐富的生態資源、優良的生態環境和獨特的自然景觀，濕地生態特色突出。為了維持自然生態本底特征，保證生態環境的完整性與原真性，必須堅持生態友好與可持續發展理念。

3.2 生態旅游適宜性評價

從圖4可以看出，代表自然性最高的紅色在A、F中的范圍較大，表明研究區域發展生態旅游的主要優勢在于豐富的水域濕地資源和未受經濟活動開發等人類活動干擾的原生態環境。

圖4 各標準適宜性分值分布

根據圖5，保護區中約有74.36%的土地位于距河流、濕地500 m以內。研究區屬平原地形，海拔較低，坡度較緩，大部分土地遠離人類活動范圍。各標準的權重確定為:0.317(距水域濕地距離)、0.180(草地覆蓋情況)、0.126(森林覆蓋情況)、0.077(海拔高度)、0.106(坡度)、0.194(偏遠程度)。因此，水域濕地是升金湖地區最為重要的生態旅游適宜性評價標準(人類活動較低、受干擾較小是該地區生態旅游的重要優勢)，而其他標準對適宜性的影響相對較弱。

圖5 各標準各分值所覆蓋的地區面積占比

升金湖自然保護區的綜合適宜性評價(圖6)表明:升金湖自然保護區生態旅游適宜性Ⅱ、Ⅲ級所占區塊面積較大，分別占研究區總面積的47.11%和25.48%；Ⅰ級、Ⅳ級與Ⅴ級地區面積均較小。整個保護區生態旅游適宜度分布較為均衡，極低與極高值區域較少且分布分散，有利于該地區生態旅游功能的平衡發展及統一管理。空間分布上，Ⅱ與Ⅲ級的地區主要集中分布于研究區的西南部和東部地區，而Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ級的斑塊分布較為分散，聚集規模不明顯，其中Ⅰ級斑塊多散布于研究區邊緣地帶。

圖6 生態旅游適宜性綜合評價

3.3 生態旅游功能區劃綜合分析

根據自然資源優先保護格局與旅游適宜度評價結果，綜合考慮研究區的旅游和生態功能，將升金湖自然保護區劃分為3大功能區、7個功能亞區。3大功能分區包括生態保護核心區、生態旅游限制區和生態旅游發展區，其中生態保護核心區需要嚴格限制旅游開發，以保護生態系統的原真性和完整性；生態旅游限制區和生態旅游發展區可以適度進行旅游發展和旅游活動。7個功能亞區包括物種棲息保護區、生態系統保護區、濕地觀鳥旅游區、親水生態旅游區、林區生態保育區、鄉村體驗旅游區和農牧生態旅游區(圖7、表2)。

表2 生態旅游功能分區及相應服務功能

圖7 生態旅游功能分區

4 討論

4.1 基于珍稀物種生境適宜性的生態保護格局

自然保護區合理的功能分區對于保護和利用自然資源具有關鍵作用[30-31]。現有研究立足自身地形地貌、生態本底及景觀特征進行功能區劃[14-15]，較少考慮基于特定物種保護為核心的不同分區需求。盡管如此，有研究還是進行了一些有益性的嘗試，例如，馬佳雯等[6]基于甘肅多兒國家級自然保護區大熊貓棲息地適宜性進行保護區功能區劃，發現大熊貓痕跡點分布最多的核心保護區面積占比39.82%，；郭云等[13]以水鳥保護為目標劃定長江流域濕地優先保護格局，發現長江上中下游流域核心區保護面積占比雖略有差異，但絕大多數集中在30%～40%，且核心區土地利用類型以水鳥喜居的濕地為主，這些核心區域人為干預較少，生態價值極高。對比發現，基于物種保護為核心特征的自然保護區功能區劃是未來可考慮的主流方向之一，且早期研究與本文研究在核心區面積占比的劃定上均集中于30%～40%，因此這一面積占比可能具有普適性的參考意義，與馬佳雯等[6]、郭云等[13]得出的生境適宜性規律相吻合，同時也符合核心區周圍劃定緩沖區以及生態旅游區來維持原住民的經濟利益以及提升原住民保護動力的開發適宜性考量。此外，針對特定物種的自然保護區功能區劃在核心區的選擇上應當著重考慮保護對象的生境適宜性，其長期逗留、棲息的區域大概率是此類自然保護區的優先保護區域，這些區域往往人類活動較少、人為干預較低，具有完整健康的自然生態系統，生物多樣性價值很高，例如，以水鳥為保護目標的長江流域、升金湖自然保護區內優先保護格局以濕地類型為主便是如此，甘肅多兒保護區大熊貓適宜棲息地痕跡點的大量分布也正面印證了這一結論。

4.2 低成本生態保護與高品質旅游發展相協調的功能分區策略

在以往的研究中，自然保護區的功能區劃更加側重于生態保護的實現。崔曉偉等[7]基于多源數據分析，將錢江源國家公園按照生態系統完整性目標分為核心保護區和一般控制區；朱金峰等[12]面向白洋淀濕地生態保護和管理需求，將其初步劃分為7個一級生態功能區和19個二級生態功能區。研究發現，生態系統完整性高、人為干預較少、天然動植物資源豐富的區域旅游價值也較高，兩者具有高度的趨同性，然而，綜合以最低成本實現生態核心保護和以最大效益開發旅游資源來看，崔曉偉等[7]、朱金峰等[12]劃分的旅游開發適宜性分區(即一般控制區[7]、輕度敏感區[12])一般緊鄰而又不侵占生態核心區，有利于生態旅游功能的平衡統一發展，這與本文研究的結果是一致的。此外，本研究根據自然資源優先保護格局與旅游適宜度評價結果，將升金湖自然保護區劃分為3大功能區、7個功能亞區的結果表明，保護和開發并不是相互排斥的，通過恰當的分區策略，生態保護和旅游發展可以得到有效整合。其中，3個大區嚴格劃定了生態保護與旅游開發的界限，而7個功能亞區又具體指明了升金湖各地塊的保護與開發方向，如核心保護、濕地觀鳥、林區保育、鄉村旅游等各區域明確分工而又相互協調，這對于生態保護和旅游開發方向的指導性更強。

本研究與一些早期研究的分區觀點存在分歧，這可能與對保護和開發概念的理解不同、研究區域面臨的保護困境及區域自然環境特性不同等因素相關。盡管存在差異，但本研究為自然保護區的生態保護和旅游開發提供了新的理論和實踐框架，拓展了保護分區方法在生態保護領域的應用手段，有助于自然保護地體系的進一步完善與持續發展。

此外，本研究提出的分區策略在實踐中也面臨一系列挑戰。首先，數據的準確性和全面性可能會影響分區策略的有效性。其次，實際應用中可能遇到的土地使用權以及資源的分配和管理權屬等問題也會對自然保護區分區產生一定影響。因此，未來的研究需要深入探討如何在實踐中實施這種分區策略，并考慮可能遇到的現實問題。例如，針對時空流動性較大的核心保護物種，可積極探索動靜態結合的分區模式；根據保護對象的特點，對于以候鳥為主要保護對象的自然保護區，可采取季節性核心保護區的思路，在不同的季節采取相應的管理對策。

5 結論

基于升金湖國家級自然保護區內國家Ⅰ級、Ⅱ級重點保護野生鳥類種群活動范圍及數量分布，采用敏感性分析和Marxan模型劃定保護區內保護效率最高的單元，形成優先保護格局；同時從據水域濕地距離、草地覆蓋情況、森林覆蓋情況等6個方面，根據自然性連續譜劃分方法對升金湖國家級自然保護區生態旅游適宜性按照5個等級進行綜合評價，得出結論如下:基于升金湖珍稀水鳥生境適宜性需求建立優先保護單元403個，面積100.75 km2，占比30%；區域內生態旅游適宜性Ⅱ、Ⅲ級所占區塊面積較大，分別為47.11%、25.48%；Ⅰ級、Ⅳ級與Ⅴ級地區面積均較小；劃定了以3大功能區和7類功能亞區為主體的自然保護區生態旅游功能分區。