胡婷 黃金玲
自然屬性是國家公園的基本特征之一。自然度作為描述保護價值和現(xiàn)狀保存狀態(tài)的指標,主要用于描述人類活動對自然環(huán)境的影響或自然屬性保留程度,亦或當前與潛在自然狀態(tài)的距離[1~2]。國內(nèi)學者對自然度評價多從定量分析的角度進行研究,選取生物指標和人為干擾指標構建指標體系,采用層次分析法、灰色關聯(lián)度、綜合評價法等進行自然度計算[3~4]。國外學者在農(nóng)[5]、林[6]、自然保護地[7]等領域的評價得到了較為廣泛的應用,通常采用構建計算模型的方式進行自然度測算[7]。本文以廣東南嶺國家公園(以下簡稱“南嶺國家公園”)科學考察數(shù)據(jù)為基礎,構建自然度評價模型,分析其自然屬性,以期為南嶺國家公園的保護、建設、生態(tài)修復等提供科學依據(jù)。
本研究數(shù)據(jù)來源于地理數(shù)據(jù)空間云(http://www.gscloud.cn/)下載的擬建南嶺國家公園遙感衛(wèi)星影像圖、《擬建廣東南嶺國家公園本底資源調(diào)查與評價報告》[8]《擬建廣東南嶺國家公園范圍劃定建議方案》[9]等。研究單元劃分1 km×1 km的網(wǎng)格,共3 064個。建立南嶺國家公園自然度評價指標體系,根據(jù)評價指標,將采樣所得的數(shù)據(jù)定位到圖上每個區(qū)域中;隨后對網(wǎng)格中的評價指標值進行標準化處理,通過層次分析法確定森林自然度評價指標權重;最后根據(jù)公式計算公園綜合的自然度值,并按照自然度值進行等級劃分。
構建南嶺國家公園自然度評價體系,旨在分析其內(nèi)各生態(tài)要素和整體生態(tài)系統(tǒng)的自然狀況以及人為干擾程度。因此,構建的自然度指標體系目標層為南嶺國家公園自然度,準則層由植被自然度、土壤自然度、水體水系自然度、動物棲息地自然度、景觀自然度和干擾程度組成,指標層由天然林面積占比、植被覆蓋度、枯落物層厚度等18個指標構成(圖1)。與國家公園生態(tài)健康和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價體系相比,南嶺國家公園自然度評價體系涉及的生態(tài)要素更為全面,不僅關注公園內(nèi)各生態(tài)系統(tǒng)當前狀況,還強調(diào)人為干擾帶來的生態(tài)系統(tǒng)變化。各指標計算方法如表 1所示。
表 1 自然度評價指標含義及計算方式
由于每個評估因子的量綱是不同的,不具有可比性,因此在統(tǒng)一評估之前對評估因子進行離差標準化處理;隨后采用YAAHP軟件對構建的評價指標體系進行評價指標權重計算,通過建立層次結構模型,構建對比矩陣,對其進行一致性檢測,得出每個指標一致性值CR<0.1,標志指標所負權重合理,具有令人滿意的一致性。計算權重結果如表2所示。
1.4.1 構建自然度評價模型
1)構建準則層各指標自然度評價模型
應用綜合評價法構建準則層各指標自然度計算模型,理論公式如下所示:
(1)式中,NI為準則層各指標(植被自然度、土壤自然度、動物棲息地自然度、水體水系自然度、景觀自然度、干擾程度)的值;wy為各準則層指標下第y個指標的權重值;Yy為各準則層指標下第y個指標標準化后的值;z為各準則層指標下的指標個數(shù)。
2)構建綜合自然度評價模型
將各評價指標進行標準化處理,根據(jù)建立的準則層各指標自然度評價模型,計算南嶺國家公園植被自然度、土壤自然度、動物棲息地自然度、水體水系自然度、景觀自然度以及干擾程度的總和,得到南嶺國家公園綜合自然度評價模型,如下所示:
(2)式中,N為南嶺國家公園綜合自然度值;B1為植被自然度值;B2為土壤自然度值;B3動物棲息地自然度值;B4水系水體自然度值;B5景觀自然度值;B6干擾程度值。
1.4.2 自然度等級劃分
借鑒國外自然度劃分標準,在南嶺國家公園綜合自然度計算的基礎上,將自然度按照等間距法劃分為5個等級,并對其等級賦予新的含義,以便更好地說明南嶺國家公園內(nèi)的生態(tài)狀況(表 3)。
計算結果(圖2~7)顯示,南嶺國家公園內(nèi)由原始自然、自然和近自然3種狀態(tài)區(qū)域組成,尚無處于近人工狀態(tài)和人工狀態(tài)的區(qū)域(圖8),且原始自然狀態(tài)區(qū)域和自然狀態(tài)區(qū)域超過公園總面積的95%,近自然狀態(tài)面積占比為4.21%(表 4),說明其自然屬性良好,整體自然生態(tài)保護效果良好。
原始狀態(tài)空間主要分布在南嶺—石門臺片區(qū)東部的大坪頂、北部的擔干沖和桃子坪、南部的石門坑、天堂頂和背福山等區(qū)域,以及丹霞山片區(qū)南部的矮寨、東部的韶石山、西部的燕巖等區(qū) 域??臻g內(nèi)天然林面積占比和植被覆蓋度高;距離水源地較近,地形較為平緩,適宜野生動物棲息和活動??臻g內(nèi)土地利用為林地,無建設用地,自然景觀本底保存較好,景觀破碎度相對較??;土壤和地形地貌基本維持原始狀態(tài),空間內(nèi)幾乎不受社區(qū)人為活動、旅游活動以及外來生物入侵的影響。原始自然狀態(tài)空間是南嶺國家公園內(nèi)生態(tài)質(zhì)量最好、人為活動最少的區(qū)域。在后續(xù)公園開發(fā)和保護規(guī)劃中,應將這部分區(qū)域規(guī)劃為國家公園的核心保護區(qū),實施封閉式管理等嚴格保護措施。
表2 南嶺國家公園自然度評價指標體系及權重
表3 南嶺國家公園研究單元內(nèi)綜合自然度等級劃分
表4 南嶺國家公園綜合自然度面積占比情況
自然狀態(tài)空間主要連片分布在南嶺-石門臺片區(qū)東北部的大東山和中心坑、中部的上洞和黃洞、南部的百鳥塘以及丹霞山片區(qū)北部的田螺山等區(qū)域。自然狀態(tài)空間內(nèi)的植被覆蓋、天然林面積占比、地形適宜性等指標處于中等或較低水平,空間內(nèi)無人工水利設施建設,整體水體水系自然度相對較高;部分區(qū)域如南嶺-石門臺片區(qū)的燕子崗、丹霞山片區(qū)的觀音山和田螺山存在村莊宅基地和公路,地表形態(tài)發(fā)生改變,導致整體自然度下降,生態(tài)系統(tǒng)逐漸向半自然半人工生態(tài)系統(tǒng)過渡。未來可根據(jù)景觀資源情況將自然狀態(tài)空間規(guī)劃為生態(tài)保育或科教游憩區(qū),對可規(guī)劃成生態(tài)保育區(qū)內(nèi)存在土壤、植被覆蓋度和天然林占比較低的區(qū)域進行生態(tài)修復,或采用封山育林、人工造
林的措施,使其自然恢復到原始自然狀態(tài);對可規(guī)劃成科教游憩區(qū)的區(qū)域,結合現(xiàn)有景觀資源,適度進行旅游開發(fā)和開展環(huán)境教育。
近自然狀態(tài)區(qū)域零散分布在南嶺-石門臺片區(qū)的太平洞、南水水庫、大潭河、何家?guī)X、甲坑等區(qū)域。由于空間內(nèi)零星分布機動車交通道路、村莊、水利設施、軍事設施、秤架林場等建設用地,導致景觀多樣性和破碎度增大,天然林占比和植被覆蓋度降低,地表水體質(zhì)量和動物棲息地自然度下降。此外,空間內(nèi)的太平洞、甲坑、南水水庫附近區(qū)域存在社區(qū)居民生產(chǎn)生活,部分公路兩旁也存在旅游活動,從而對空間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的干擾,使之成為半自然半人工生態(tài)系統(tǒng)。未來對近自然狀態(tài)空間實施保護管理,首先應對現(xiàn)狀水體水系、土壤、植被等自然度低的區(qū)域?qū)嵤┬迯汀?/p>
本研究選取18個因子構建自然度評價指標體系,應用ArcGIS對廣東南嶺國家公園的3 064個1 km×1 km評價單元網(wǎng)格進行自然度計算和空間分析。分析結果中,未出現(xiàn)近人工狀態(tài)及人工狀態(tài)空間,是由于劃分的評價單元網(wǎng)格較大,而南嶺國家公園的近人工狀態(tài)、人工狀態(tài)斑塊的空間規(guī)模普遍小于1 km×1 km,在一定程度上對自然度評價結果和自然屬性的準確性產(chǎn)生一定影響,但最終評價結果對國家公園的保護、規(guī)劃、管理和生態(tài)修復具有一定的科學參考價值。
目前,針對國家公園自然屬性研究的文獻偏少。自然度評價是判斷國家公園自然屬性和生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的重要途徑,是制定國家公園自然生態(tài)保護和資源合理利用策略的基礎。未來,南嶺國家公園在規(guī)劃建設中可根據(jù)自然度評價結果,將原始自然狀態(tài)和大部分自然狀態(tài)區(qū)域規(guī)劃為核心保護區(qū),采取嚴格生態(tài)保育措施,保護和維持區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的原真性和原生性;部分近自然區(qū)域可規(guī)劃為游憩展示、科研監(jiān)測、自然科普教育、社區(qū)生產(chǎn)生活空間。