張書杰 莊優(yōu)波

2019年6月中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)，指出要“科學(xué)劃定自然保護地類型”“制定自然保護地分類劃定標(biāo)準(zhǔn)”“按照保護區(qū)域的自然屬性、生態(tài)價值和管理目標(biāo)進行梳理調(diào)整和歸類，逐步形成以國家公園為主體、自然保護區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補充的自然保護地分類系統(tǒng)”。

目前，盡管自然保護地的三大類已經(jīng)基本確定，但是各類保護地的分類劃定標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，各類保護地的自然屬性、保護強度等方面尚未統(tǒng)一思想認(rèn)識。例如，有學(xué)者認(rèn)為，根據(jù)IUCN分類，自然保護區(qū)屬于IUCN的I類，國家公園屬于II類，即人類利用強度由低至高依次為自然保護區(qū)、國家公園、自然公園[1]；也有學(xué)者認(rèn)為，不同保護地人類利用強度由低至高為國家公園、自然保護區(qū)、自然公園[2]。另外，目前保護地分類研究呈現(xiàn)定性判斷較多而量化依據(jù)較少的特點[3-5]。僅有少量基于定量化的功能分區(qū)、人為干擾程度進行保護地體系研究[6-7]。

我國尚未掌握全國尺度自然保護地現(xiàn)狀利用強度的量化特征。目前自然保護地人類利用強度的研究尺度多為省[8-9]、市[10]、區(qū)域[11]或保護地單體尺度[12]。其中，大尺度區(qū)域研究數(shù)據(jù)大多以保護地中心點位周邊一定半徑為基礎(chǔ)，缺乏準(zhǔn)確的范圍信息，土地利用數(shù)據(jù)的精確性也有所不足[9]。

圖1 自然保護區(qū)人類利用強度單因子指標(biāo)區(qū)間圖示

因此，有必要對全國尺度的自然保護地現(xiàn)狀利用強度進行摸底和量化分析，先掌握我國自然保護地現(xiàn)狀人類利用強度特征；在此基礎(chǔ)上，再開展自然保護地分類劃定標(biāo)準(zhǔn)，以及保護地整合優(yōu)化，這樣將有利于針對我國自然保護地特征，延續(xù)傳承我國70年自然保護地管理經(jīng)驗，有的放矢進行改進完善。

本論文旨在探析作為自然保護地體系“基礎(chǔ)”的我國自然保護區(qū)現(xiàn)狀人類利用強度量化特征，為各類保護地的分類劃定提供量化依據(jù)。研究主要回答3個問題：不同保護對象自然保護區(qū)人類利用強度差別大嗎？不同空間區(qū)位的自然保護區(qū)人類利用強度差別大嗎？我國自然保護區(qū)現(xiàn)狀人類利用強度與管理目標(biāo)的關(guān)系是什么？

本論文在研究方法上主要有3個方面創(chuàng)新：一是首次從全國尺度入手，對自然保護區(qū)現(xiàn)狀利用強度進行量化特征分析；二是基于準(zhǔn)確的范圍數(shù)據(jù)而非點位數(shù)據(jù)對自然保護區(qū)現(xiàn)狀利用強度因子進行分析，極大提高了分析過程和結(jié)論的準(zhǔn)確性；三是從基本特征、保護對象特征、空間特征、綜合特征4個方面對自然保護區(qū)現(xiàn)狀利用強度進行全面系統(tǒng)的量化分析。

1 數(shù)據(jù)來源及分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究自然保護區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)來源包括：國家林草局提供的349個國家級自然保護區(qū)的經(jīng)緯度、面積、戶籍人口數(shù)等數(shù)據(jù)，中科院地理所網(wǎng)站獲取的470個國家級自然保護區(qū)范圍數(shù)據(jù)，以及網(wǎng)絡(luò)開源的1km土地利用數(shù)據(jù)。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失，選取居民數(shù)、建設(shè)用地面積、耕地面積3項因子數(shù)據(jù)完整的304個國家級自然保護區(qū)作為研究對象。

1.2 分析方法

本研究首先根據(jù)文獻研究、自然保護區(qū)特點和數(shù)據(jù)可獲得性，篩選確定人類利用強度量化分析的3項評價因子，即居民數(shù)、建設(shè)用地面積、耕地面積；然后進行自然保護區(qū)單因子特征分析，通過最大值、最小值、平均值、箱線圖法、比較法及空間分析法，研究每個單因子的基本特征、保護對象特征、空間特征；最后，通過線性相關(guān)分析、賦值法，進行多因子綜合特征分析。

1.2.1 因子選擇

通過文獻研究可知，人類利用強度量化分析常用指標(biāo)包括人口[13]、游客規(guī)模[14]；土地利用類指標(biāo)如耕地[15]、建設(shè)用地[16]、工礦用地[9]等，綜合指數(shù)如人類足跡指數(shù)、生態(tài)足跡[17]等，以及基于土地利用及景觀組分的人類活動強度指數(shù)[18]、陸地表層人類活動強度[19]、人為干擾度[20]等。我國自然保護區(qū)盡管人類利用管控強度較高，游憩利用受限，但是區(qū)內(nèi)往往有一定規(guī)模居民開展傳統(tǒng)生產(chǎn)生活?；谖墨I研究并考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選取表征人類利用強度的3項因子：單位面積居民數(shù)、建設(shè)用地面積比例、耕地面積比例，以全國范圍內(nèi)的國家級自然保護區(qū)為研究對象，進行人類利用強度的量化分析。

1.2.2 單因子特征分析

1)基本特征。首先分析自然保護區(qū)3項單因子的最大值、最小值及平均值，初步掌握自然保護區(qū)單因子特征。

2)保護對象特征。采用箱線圖方法，計算不同保護對象自然保護區(qū)各項因子的上限與下限，上限與下限之間即為自然保護區(qū)該項因子的正常范圍，上限與下限之外為自然保護區(qū)該項因子的異常值。將不同保護對象自然保護區(qū)的上限/下限進行比較，可知不同保護對象自然保護區(qū)之間的差異程度。根據(jù)自然保護區(qū)不同保護對象將其分為荒漠生態(tài)系統(tǒng)類(11個)、森林生態(tài)系統(tǒng)類(180個)、濕地生態(tài)系統(tǒng)類(42個)、野生動物類(59個)、野生植物類(12個)5種類型。

3)空間特征。根據(jù)國家級自然保護區(qū)經(jīng)緯度區(qū)間的平均值，在GIS軟件中進行可視化，探究自然保護區(qū)的各項因子在東中西部的空間分布特征。根據(jù)自然保護區(qū)空間分布情況，可以分為東(49個)、中(130個)、西(125個)三大類。

1.2.3 多因子綜合特征分析

1)線性相關(guān)分析。線性相關(guān)分析能夠衡量變量之間線性相關(guān)程度的強弱[21]，避免指標(biāo)冗余。利用SPSS，對本文選取的3項因子進行相關(guān)分析，如果3項因子中存在顯著高度相關(guān)的因子，則有必要將該因子進行排除。

2)賦值法。因子如果處于箱線圖分析結(jié)果的上下限之間即正常范圍之間，則將該因子賦值為0，如果處于上下限之外，則賦值為1；將3項因子的賦值累加，其賦值和為綜合人類利用強度的值。相比于模糊了各因子屬性的權(quán)重法，賦值法能更加直觀反映單個自然保護區(qū)的人類利用強度的綜合程度。如果賦值和為3，表明該自然保護區(qū)3項因子均高于正常范圍，綜合人類利用強度非常高。如果賦值和為0，表明該自然保護區(qū)3項因子均處于正常范圍，綜合人類利用強度較低。

2 人類利用強度單因子量化及空間分析

2.1 單位面積居民數(shù)

1)基本特征。85%的自然保護區(qū)單位面積居民數(shù)小于25人/km2，根據(jù)世界人口密度分級(表1)，屬于人口稀少和極稀區(qū)。其中人口稀少區(qū)和人口極稀區(qū)各占40%。

2)保護對象分析。單位面積居民數(shù)平均值為10人/km2，不同保護對象自然保護區(qū)單位面積居民數(shù)由高至低依次排列為：森林生態(tài)系統(tǒng)、野生植物、野生動物、濕地、荒漠。其中，荒漠類平均值最低為2人/km2，接近人口極稀區(qū)；森林生態(tài)系統(tǒng)類13人/km2、野生植物類12人/km2相對較高。以箱線圖進一步探究其分布區(qū)間(圖1)，自然保護區(qū)單位面積居民數(shù)為0～15人/km2，其中，荒漠生態(tài)系統(tǒng)類為0～1/km2，3/4位于人口極稀區(qū)；野生植物類為0～20/km2(表2)，表明該類保護區(qū)居民密度差距跨度比較大。

3)空間分析?？臻g分布來看(圖2)，西部及北部普遍較低(新疆、西藏、青海、四川西部、內(nèi)蒙古北部、黑龍江北部等地區(qū))，處于0～1人/km2以內(nèi)，東南部普遍較高，處于5人/km2以上。單位面積居民數(shù)較高的自然保護區(qū)多分布于胡煥庸線東南側(cè)，即中國的東南部。根據(jù)箱線圖進一步分析，可知部分保護對象類型的自然保護區(qū)在東中西部省份的分布區(qū)間與總體特征不同。其中，濕地類單位面積居民數(shù)西部高于中部和東部；野生動物類則是中部明顯高于東部和西部。

表1 自然保護區(qū)單位面積居民數(shù)分級

表2 自然保護區(qū)人類利用強度單因子指標(biāo)區(qū)間

2.2 建設(shè)用地面積比例

1)基本特征。建設(shè)用地面積比例總體較低，平均值為0.5%，其中，71%的自然保護區(qū)建設(shè)用地面積比例低于0.2%，僅1%的自然保護區(qū)建設(shè)用地面積比例高于10%。

2)保護對象分析。建設(shè)用地面積比例以平均值由高至低依次排列為：濕地生態(tài)系統(tǒng)、野生植物類、野生動物類、森林類、荒漠類。濕地生態(tài)系統(tǒng)類相對較高為1.1%，荒漠生態(tài)系統(tǒng)類相對較低為0.3%，以箱線圖進一步探究其分布區(qū)間(圖1)，總體比例為0～0.3%，其中，有3類區(qū)間跨度較大：濕地類為0.08%～0.88%，荒漠生態(tài)系統(tǒng)類為0～0.5%，野生植物類為0～0.75%(表2)，說明該3類利用強度相對較高。

3)空間分析。根據(jù)自然間斷點分級法，總體和各保護對象自然保護區(qū)均呈現(xiàn)東中省份的建設(shè)用地面積比例較高，西部省份較低的特點(圖3)，其中西部各類自然保護區(qū)建設(shè)用地比例處于0.1%以內(nèi)，另外，建設(shè)用地較高的保護區(qū)在東中部省份呈零散分布，且各保護對象的自然保護區(qū)均涉及。

2.3 耕地面積比例

1)基本特征。自然保護區(qū)平均耕地面積比例為6%，其中45%的耕地面積比例低于2%。但仍然有4%的自然保護區(qū)的耕地面積比例高于25%。根據(jù)IUCN75%原則：自然保護地目標(biāo)應(yīng)至少適用于自然保護地面積的3/4[22]，對這些自然保護區(qū)進行分析，發(fā)現(xiàn)主要為濕地生態(tài)系統(tǒng)類；且主要分布在胡煥庸線東側(cè)。

2)保護對象分析。耕地面積比例以平均值由高至低依次排列為：濕地生態(tài)系統(tǒng)、野生植物、野生動物、森林生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)。濕地生態(tài)系統(tǒng)類較高為12.5%，荒漠生態(tài)系統(tǒng)類較低為3.1%，以箱線圖進一步探究其分布區(qū)間(圖1)，自然保護區(qū)耕地面積比例為0～8%，總體而言，濕地類為0.35%～20%，東部和中部略有差別，但利用強度仍然較高；荒漠生態(tài)系統(tǒng)類為0～5%，野生植物類為0～10%(表2)。

3)空間分析：根據(jù)自然間斷點分級法，總體和各保護對象自然保護區(qū)與均呈現(xiàn)東南部省份自然保護區(qū)的耕地面積比例較高，西北部較低的特征(圖4)，并且可以看出，耕地面積比例較高的保護區(qū)呈現(xiàn)集中分布的特點，如東三省，重慶、湖北、湖南交界，山西、陜西、內(nèi)蒙古交界等區(qū)域，且多位于胡煥庸線上。其原因推測為西北部耕地條件不佳，同時地廣人稀，保護區(qū)內(nèi)耕地較少；東南部由于經(jīng)濟發(fā)展，大部分地區(qū)不以耕地產(chǎn)業(yè)為主，故保護區(qū)內(nèi)耕地同樣較少。根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知，西部總體平均值為2%以內(nèi)。其中濕地類為特例，中部為2.2%～26.8%，明顯高于東部的1.2%～18.6%。

3 人類利用強度綜合量化及空間分析

3.1 線性相關(guān)分析

對304個數(shù)據(jù)完整的自然保護區(qū)的單位面積居民數(shù)、建設(shè)用地面積比例、耕地面積比例3項數(shù)據(jù)進行歸一化處理后，利用SPSS對其進行相關(guān)分析。

根據(jù)結(jié)果，耕地面積比例與建設(shè)用地面積比例之間顯著性概率p<0.001，r=0.45，既有極顯著的中等程度相關(guān)，同理，耕地面積比例與單位面積居民數(shù)p<0.001，r=0.21，具有極顯著的弱相關(guān)。故3項因子相關(guān)性不高，不需排除指標(biāo)。

3.2 賦值法綜合量化分析及空間分析

賦值法綜合量化結(jié)果如表3、圖5所示，總體上自然保護區(qū)的綜合利用強度為低或較低，占總數(shù)的85%以上；但也存在少量綜合人類利用強度高(得分為3)的自然保護區(qū)，共12個，約占4%，綜合人類利用強度較高(得分為2)的自然保護區(qū)33個，約占10.8%。其中，森林類占較大比例?？臻g可視化結(jié)果如圖6所示，西部自然保護區(qū)的綜合人類利用強度普遍為低或較低。

3.3 綜合人類利用強度高的管理特征分析

對綜合人類利用強度得分為3的12個自然保護區(qū)進行管理特征分析可知，存在2種情況：即一種為管理狀況不佳導(dǎo)致人類利用強度高，例如媒體報道存在違規(guī)占地建設(shè)的情況；另一種則是管理狀況良好，管理經(jīng)驗豐富的自然保護區(qū)。由此可知，綜合人類利用強度高，并非完全是由于管理失控，而是存在對自然保護區(qū)管理目標(biāo)定位方面，自然保護狀態(tài)和社會服務(wù)功能界定不清晰、理解有差異，以及由此導(dǎo)致的人類利用強度管理措施不統(tǒng)一的問題。

圖2 自然保護區(qū)單位面積居民數(shù)與空間分布(人/km2)

圖3 自然保護區(qū)建設(shè)用地面積比例與空間分布

圖4 自然保護區(qū)耕地面積比例與空間分布

表3 自然保護區(qū)綜合人類利用強度一覽表

表4 我國自然保護區(qū)人類利用面積比例和調(diào)整對策一覽表

4 總結(jié)和討論

4.1 總結(jié)

作為自然保護地體系“基礎(chǔ)”的我國自然保護區(qū)，現(xiàn)狀人類利用強度量化特征如下。

1)總體上自然保護區(qū)人類利用強度低，占總數(shù)85%自然保護區(qū)綜合利用強度為低或較低。但也存在4%綜合利用強度高。

2)不同保護對象自然保護區(qū)人類利用強度差別大。野生植物類、濕地生態(tài)系統(tǒng)類明顯高于平均值，而動物類則低于平均值。

3)不同空間區(qū)位的自然保護區(qū)人類利用強度差別大?？傮w呈現(xiàn)東南部省份較高、西北部較低的特征；也存在部分特例，其中濕地類自然保護區(qū)比較突出，單位面積居民數(shù)西部高于中部和東部；耕地面積比例中部明顯高于東部。

4)我國國家級自然保護區(qū)多種程度的人類利用強度，反映出我國自然保護區(qū)在管理目標(biāo)定位方面，自然保護狀態(tài)和社會服務(wù)功能界定不清晰、理解有差異，以及由此導(dǎo)致的人類利用強度管理措施不統(tǒng)一的問題。

4.2 討論

在新的自然保護區(qū)標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，建議進一步明確自然保護區(qū)管理目標(biāo)定位，包括自然保護狀態(tài)和社會服務(wù)功能，并提供量化指標(biāo)。

圖5 不同保護對象自然保護區(qū)人類利用強度對比

圖6 自然保護區(qū)綜合人類利用強度評價結(jié)果

根據(jù)IUCN保護地管理分類建議可知，以生物多樣性保護為首要目標(biāo)的I～IV類保護地，自然改變或人類利用面積應(yīng)控制在25%范圍內(nèi)；同時，針對特定類別提出了特定指南，例如為了實現(xiàn)Ia類或Ib類的管理目標(biāo)，建議將整個區(qū)域用于生物多樣性保護(即接近100%)，為了實現(xiàn)II/III/IV類目標(biāo)，建議將75%～90%區(qū)域用于保護目標(biāo)[23]。

我國自然保護區(qū)總體應(yīng)屬于以生物多樣性保護為首要目標(biāo)的I-IV類保護地?；谖覈匀槐Ｗo區(qū)人類利用強度現(xiàn)狀，同時有利于國際對照，筆者建議將我國自然保護區(qū)(除規(guī)劃為國家公園外)按照管理目標(biāo)總體上分為兩大類(表4)，第一大類管理目標(biāo)以嚴(yán)格保護自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動植物物種和自然遺跡為主，強調(diào)最小干擾的傳統(tǒng)社區(qū)生活和資源利用，對應(yīng)IUCN保護地分類的Ia或Ib類，其人類利用面積占0～10%，現(xiàn)狀約有80%自然保護區(qū)屬于該類，在該類中建議根據(jù)表2及圖1人類利用強度單因子指標(biāo)區(qū)間進行分類管控，使綜合人類利用強度降至1或0，例如，現(xiàn)狀人類利用強度為2和3的17處應(yīng)進行調(diào)整；第二大類管理目標(biāo)以嚴(yán)格保護自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動植物物種和自然遺跡為主，允許一定程度的生境積極管理，并以當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)居民與自然和諧共生目標(biāo)為輔，對應(yīng)IUCN保護地分類的II/III/IV類，其人類利用面積占10%～25%，現(xiàn)狀約有14%自然保護區(qū)屬于該類，同時建議根據(jù)表2及圖1人類利用強度單因子指標(biāo)區(qū)間進行分類管控，使綜合人類利用強度降至2、1或0，例如，現(xiàn)狀人類利用強度為3的6處應(yīng)進行調(diào)整。另外，現(xiàn)狀人類利用面積超過25%的保護區(qū)(約占6%)，遵循《指導(dǎo)意見》中自然保護地整合優(yōu)化原則即“保護面積不減少、保護強度不降低、保護性質(zhì)不改變的總體要求”，在保持生態(tài)系統(tǒng)完整性前提下，建議調(diào)整人類利用面積總量或單因子指標(biāo)至滿足第一大類或第二大類自然保護區(qū)要求，包括但不限于退耕還林、退建還林、移民安置等手段。

4.3 不足之處

由于數(shù)據(jù)收集的不足，自然保護區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺乏海洋和地質(zhì)遺跡類型，得出的人類利用強度單因子指標(biāo)區(qū)間結(jié)論受數(shù)據(jù)總量的影響，在全面性方面有一定局限性。土地利用精度為1km，精確度仍有提高的空間。另外，本研究中將保護區(qū)內(nèi)建設(shè)用地和耕地認(rèn)定為人類利用區(qū)域，忽略了集體用材林、魚塘等其他人類利用區(qū)域，因此，人類利用強度單因子指標(biāo)選擇上尚有進一步完善空間。

注：文中圖片均由作者繪制。