林孝松,張 莉,董雨琪,余 情b,李於鮮

(重慶交通大學 a.建筑與城市規(guī)劃學院;b.土木工程學院,重慶 400074)

自然保護區(qū)作為最重要的“綠色生態(tài)工程”,對合理利用自然資源、保存自然歷史產物、改善人類環(huán)境、促進生態(tài)文明建設均有重要意義[1]。長江經濟帶作為我國人口最為集中、經濟最為發(fā)達的地區(qū)之一,密集的人口分布和高強度的開發(fā)建設對區(qū)域自然保護區(qū)的影響越來越大[2，3]。利用定量方法分析長江經濟帶自然保護區(qū)分布特征是促進自然保護區(qū)管理與建設的基礎,有利于提高自然保護區(qū)管理水平和保護長江生態(tài)環(huán)境。

國內學者對自然保護區(qū)定量分析較關注,并取得了不少成果。曠開金等[4]利用基尼系數分析不同級別保護區(qū)面積與國土面積均衡性特征;付勵強等[5]利用地理集中指數、基尼系數分析國家級自然保護區(qū)的空間分布特征;孔石[6]采用地理集中指數對比分析自然保護區(qū)在東、中、西部集中程度以及與人口的密度關系;徐道煒等[7]利用基尼系數和均衡系數探討了我國森林生態(tài)和野生植物類自然保護區(qū)分布均衡性;燕然然等[8]分析了長江流域濕地自然保護區(qū)數量、密度和距離的空間分布差異;吳健等[9]從機會成本和保護資金角度探求影響自然保護區(qū)空間分布的經濟因素;閆顏等[10]采用主成分分析和回歸分析法對影響我國自然保護區(qū)分布特征因素進行了提取。目前相關研究主要集中于全國尺度某特定級別或類型自然保護區(qū)分布均衡特性或影響因素的研究,而從不同空間尺度對特定經濟帶的自然保護區(qū)空間分布進行特征分析則相對較少。

本文以長江經濟帶為研究區(qū),利用地理集中指數、均衡度指數和均衡比指數,從東、中、西部11省市兩個空間尺度對長江經濟帶不同級別、不同類型自然保護區(qū)的分布均衡特性進行綜合分析。研究成果可為合理開發(fā)自然資源,優(yōu)化研究區(qū)自然保護區(qū)空間格局,擬定自然保護區(qū)發(fā)展政策提供依據,并為長江經濟帶生態(tài)文明建設提供基礎。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

長江經濟帶涵蓋東部地區(qū)的上海、江蘇、浙江，中部地區(qū)的安徽、江西、湖北、湖南和西部地區(qū)的重慶、四川、貴州、云南等11省市,總面積205萬km2。2016年底常住人口5.61億人,GDP值33.29萬億。截至2011年底,長江經濟帶共建有自然保護區(qū)1066個,總面積1855.47萬hm2,其中國家級115個、省級260個、市級147個、縣級544個(圖1)。

1.2 研究方法

地理集中指數法:地理集中指數是描述空間對象在某一區(qū)域內空間分布集聚程度的重要指標,指標值越大，表明分布越集中。目前主要有傳統(tǒng)地理集中指數、均勻分布集中指數和集中度系數等3個具體指標[11],計算公式為:

(1)

(2)

(3)

均衡度與均衡比指數法:借助景觀生態(tài)學原理,基于多樣性計算方法可構建反映研究對象分布集聚與均衡分布的均衡度指數[12]。該值越接近1,表明分布越均衡,計算公式為:

(4)

式中,xij為第i類保護區(qū)在j區(qū)域分布數量(面積)占總數的百分比;n為研究區(qū)數。當某區(qū)域缺少某種類型時,所占比例為0,式中對數計算無意義,故計算時用0.0001代替;E為均衡度,該值越接近1,表明保護區(qū)分布均衡性越好。

由于研究區(qū)域之間存在面積、人口等方面的差異,為了客觀反映長江經濟帶自然保護區(qū)空間分布狀況,利用均衡比指數計算自然保護區(qū)在面積、人口和經濟等差異條件下的分布均衡情況。值越接近0,表明分布越均衡[13],計算公式為:

(5)

式中,ER為均衡比指數;Rij為第i類型在第j區(qū)域內的均衡比;aij為第i類型在第j區(qū)域的分布數;ai為第i類型總數;Aj為j區(qū)域面積(人口、經濟)值;A為研究區(qū)總面積(總人口、經濟總量);n為研究區(qū)域總數。如第i類自然保護區(qū)在研究區(qū)分布比例與研究區(qū)面積(人口、經濟)分布相一致,則均衡比為0,表明該類自然保護區(qū)與相關因素有較大關系,受其影響較大。

2 東中西部自然保護區(qū)分布均衡特性

2.1 不同級別自然保護區(qū)分布均衡特征

利用式(4)計算得長江經濟帶東中西部不同級別自然保護區(qū)數量和面積均衡度指數值(表1)。

表1 研究區(qū)東中西部各級別自然保護區(qū)均衡度指數

從數量指數看(表1),國家級保護區(qū)在中部地區(qū)的指數值最大,在東部地區(qū)的指數最小,表明國家級保護區(qū)在中部各省間分布最為均衡,在東部省市間分布差異明顯;省級保護區(qū)在中部地區(qū)分布均衡性好,指數值達0.98,在西部地區(qū)分布差異明顯,指數值僅為0.78;市級保護區(qū)在西部地區(qū)分布最為均衡,指數值為0.72,而在東部地區(qū)分布最不均衡,指數值為0,這是由于市級自然保護區(qū)只在江蘇省分布,浙江、上海均無;縣級保護區(qū)指數值最大的為西部(0.93),說明縣級自然保護區(qū)在西部地區(qū)分布最為均衡,在東部地區(qū)的指數值最小(0.58),分布不均衡,差異明顯。

從面積指數看(表1),國家級和省級保護區(qū)的面積分布在中部各省間相對均衡,而在西部各省市間分布相對集中;市級保護區(qū)在西部各省市間相對均衡,而東部和中部由于部分省市未設置市級故均衡性較差;縣級保護區(qū)在中部各省間較均衡,而在東部省市間分布相對集中。

綜合來看,除市級保護區(qū)外,中部地區(qū)數量和面積指數值均較大,表明自然保護區(qū)在中部各省間分布較均衡;而西部各省市間自然保護區(qū)的數量分布較均衡,但面積分布差異較大。為了綜合分析面積、人口和經濟狀況對自然保護區(qū)分布的影響程度,利用式(5)計算得到研究區(qū)東中西部不同級別自然保護區(qū)面積均衡比、人口均衡比和經濟均衡比指數,具體結果見表2。

表2 研究區(qū)東中西部各級別自然保護區(qū)均衡比指數

從東部來看,不同級別自然保護區(qū)的均衡比指數值為面積指數>人口指數>經濟指數,說明東部省市間自然保護區(qū)的分布與經濟情況有較大的關系,而受省市面積因素影響相對較小;從中部來看,各均衡比指數值表現為經濟指數>面積指數>人口指數,說明中部各省間自然保護區(qū)的分布與人口數量有較大的關系,而受經濟狀況因素影響相對較小;從西部來看,各均衡比指數值為經濟指數>人口指數>面積指數,說明西部省市間自然保護區(qū)的分布與省市面積有較大的關系,而受經濟狀況因素影響相對較小。此外,從整體來看,研究區(qū)自然保護區(qū)的各均衡比指數值大體按照國家級—省級—市級—縣級依次減少,說明各級別自然保護區(qū)分布受面積、人口和經濟等因素影響依次增大。

2.2 不同類型自然保護區(qū)分布均衡特征

利用式(4)計算得研究區(qū)東中西部各類型自然保護區(qū)的數量和面積均衡度指數值(表3)。

表3 研究區(qū)東中西部各類型自然保護區(qū)均衡度指數

從表3可看,森林生態(tài)類在西部和中部數量和面積指數相對較大,而東部相對較小,說明森林生態(tài)類保護區(qū)在西部和中部分布相對均衡,東部的均衡性較差;野生動物類在東、中、西部間的指數值相差不大,說明野生動物類保護區(qū)在三個地區(qū)的分布差異不大,但面積指數值相對較小,且西部地區(qū)小于中部和東部地區(qū),分布均衡性較差;野生植物類在西部分布最為均衡,在東部均衡度指數最小,區(qū)域分布差異明顯;古生物遺跡類在東部和中部均衡度指數小,因該類型保護區(qū)面積相對較小,且僅分布在部分省市,使整體均衡性較差;地質遺跡類除西部指數值較高外,東部和中部指數值均相對偏低,反映出地質遺跡保護區(qū)分布存在均衡性較差特性;內陸濕地類在中部指數值最高,分別為0.96和0.97,數量和面積分布均衡,西部地區(qū)數量分布均衡性較好,但面積分布差異較大,而東部分布差異較明顯;海洋海岸類和草原草甸類保護區(qū)數量比重少,海洋海岸類僅在東部分布,而草原草甸類僅在四川省有分布,兩類自然保護區(qū)分布差異較大。

利用式(5)計算得到研究區(qū)各類型自然保護區(qū)面積、人口和經濟均衡比指數值(表4)。從研究區(qū)整體看(表4),研究區(qū)東中西部各類型自然保護區(qū)面積均衡比指數值為海洋海岸>草原草甸>野生動物>森林生態(tài)>地質遺跡>野生植物>古生物遺跡>內陸濕地,此排序體現了各類型保護區(qū)的數量分布與研究區(qū)各省市面積的協(xié)調均衡特性,其中海洋海岸類均衡性最差,內陸濕地類均衡性較好;人口均衡比指數值為海洋海岸>草原草甸>內陸濕地>森林生態(tài)>野生植物>野生動物>古生物遺跡>地質遺跡;經濟均衡比指數值為海洋海岸>草原草甸>森林生態(tài)>古生物遺跡>野生動物>野生植物>內陸濕地>地質遺跡,兩者表明海洋海岸類數量分布與研究區(qū)經濟狀況及人口數量的協(xié)調均衡性最差,而地質遺跡類最好。

表4 研究區(qū)東中西部各類型自然保護區(qū)均衡比指數

從研究區(qū)東中西部對比看(表4),均衡比指數平均值東部>中部>西部的自然保護區(qū)有森林生態(tài)、野生動物、古生物遺跡、內陸濕地和草原草甸等5類,表明這些類型分布的總體均衡性西部優(yōu)于中部和東部;而野生植物和地質遺跡兩類的均衡性則是中部優(yōu)于西部和東部;海洋海岸類的均衡性東部遠優(yōu)于中部和西部。

3 研究區(qū)自然保護區(qū)分布均衡特性

3.1 不同級別自然保護區(qū)分布均衡特征

長江經濟帶11省市共建有1066個自然保護區(qū),在計算地理集中指數時,n取11,T取1066,若全部保護區(qū)平均分布在11省市,則每省市有96.91個,由此計算得到均勻分布集中指數為30.15(表5)。

表5 n值大小對均勻分布集中指數的影響

利用式(1)計算得到不同級別自然保護區(qū)的傳統(tǒng)地理集中指數值,國家級、省級、市級、縣級依次為40.13、35.91、49.74和38.28,四者均高于均勻分布集中指數,說明各級別保護區(qū)分布不均衡。就各級別自然保護區(qū)在11省市分布而言,市級地理集中指數最高,分布最集中,國家級次之,縣級和省級分布相對最均衡,此計算結果與實際情況較吻合。其中,市級保護區(qū)在上海和浙江無分布,重慶、湖南各有1個;國家級保護區(qū)集中分布在西部的四川、云南和中部的湖南和湖北,其他省市分布相對較少，而縣級和省級保護區(qū)則較為均衡地分布在各省市。

3.2 不同類型自然保護區(qū)分布均衡特征

研究區(qū)8類保護區(qū)的傳統(tǒng)地理集中指數均大于均勻分布指數,各類型保護區(qū)的偏離值△G均大于0。利用式(3)計算得到不同類型自然保護區(qū)的集中度系數G′(表6)。

表6 研究區(qū)各類型自然保護區(qū)地理集中指數及偏離值

由表6可知,集中度系數值最大的為草原草甸類,其次為海洋海岸類,表明這兩類保護區(qū)分布較集中。實際情況表明，草原草甸類僅分布在四川省,而海洋海岸類集中分布在浙江、江蘇和上海,中西部各省市無此類型自然保護區(qū)。集中度系數最小的三類依次為內陸濕地、野生植物和森林生態(tài),表明這三類保護區(qū)相對均衡地分布在研究區(qū)的各省市，可見研究區(qū)各省市分布的自然保護區(qū)以此三類為主。

4 結論與建議

研究結論為:①各自然保護區(qū)數量和面積在中部各省間分布較均衡,西部各省市數量分布較均衡,但面積分布差異較大,東部各省市間均衡性相對較差。②從各均衡比指數對比看,東部保護區(qū)分布受經濟情況和人口影響較大，中部受人口數量和各省面積影響較大，西部主要受省市面積和人口數量影響。③從不同類型自然保護區(qū)分布看,森林生態(tài)類在中部和西部分布均衡，野生動物類在東部和中部分布較均衡，野生植物、古生物遺跡和地質遺跡等類型在西部分布較均衡，內陸濕地類在中部分布較均衡，海洋海岸類和草原草甸類分別分布在東部和西部,分布差異性較大。④各級別保護區(qū)在11省市分布不均衡,市級和國家級分布較集中,縣級和省級分布相對均衡，各類型保護區(qū)在11省市分布存在較大差異,草原草甸和海洋海岸類分布較集中,內陸濕地、野生植物和森林生態(tài)三類集中度系數較小,分布相對均衡。

基于以上研究,本文建議:①對現有市級保護區(qū)進行綜合評估,結合評估等級進行降級或升級,將保護區(qū)級別統(tǒng)一為國家級、省級和縣級;按照東部關聯經濟與人口、中部關聯人口與省市面積、西部關聯省市面積與人口等特征,協(xié)調好各省市自然保護區(qū)建設與經濟、人口及省市面積之間的關系;②加強東部各省市保護區(qū)的建設,將資源稟賦條件良好和管理水平高的省級保護區(qū)升格為國家級,以提升保護區(qū)開發(fā)和保護水平;③加大對中部和西部各省市保護區(qū)的管護力度,提升保護區(qū)質量,協(xié)調好資源開發(fā)與保護發(fā)展間的關系;④針對各類型保護區(qū)保護對象的特殊性,加強分布較集中保護區(qū)的管理維護,使其充分發(fā)揮聚集效應;積極在條件優(yōu)越的區(qū)域新建或升級現有稀缺類型保護區(qū),以協(xié)調各類型保護區(qū)間的發(fā)展。

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