劉思源 韓鴻遠(yuǎn) 孫彥斐
(1.南京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,南京 211816;2.南京信息工程大學(xué)藝術(shù)學(xué)院,南京 210044)
風(fēng)景空間的生態(tài)功能的科學(xué)區(qū)劃,是國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)完整性與原真性發(fā)展的重要因素之一。以神農(nóng)架國(guó)家公園為例,綜合風(fēng)景空間各類構(gòu)成要素,通過(guò)建立地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的方式識(shí)別各類風(fēng)景空間特質(zhì)。結(jié)合識(shí)別結(jié)果,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)敏感性為生態(tài)功能評(píng)估維度,將生態(tài)功能分區(qū)分為嚴(yán)格保護(hù)區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)、養(yǎng)護(hù)利用區(qū)、生態(tài)監(jiān)控區(qū)4個(gè)區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn),嚴(yán)格保護(hù)區(qū)占比較小,風(fēng)景空間的游憩活動(dòng)應(yīng)嚴(yán)格限制;生態(tài)保育區(qū)多為原始森林等風(fēng)景空間,風(fēng)景空間類型穩(wěn)定性強(qiáng);生態(tài)保育區(qū)分布較為集中,多集中于東部森林地、峽谷地等海拔較低的區(qū)域,應(yīng)在著重培育生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,作為整個(gè)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境提升的保障;生態(tài)監(jiān)控區(qū)集中在研究區(qū)中部海拔較高的區(qū)域,分布相對(duì)集中。此區(qū)域植被多為高山草甸,應(yīng)加強(qiáng)其生態(tài)監(jiān)控,防止生態(tài)系統(tǒng)退化的現(xiàn)象。保育利用區(qū)占比最高,在傳統(tǒng)游憩利用、經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)生活活動(dòng)的同時(shí),應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)發(fā)展,協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)的人與風(fēng)景空間的和諧關(guān)系,探索人與資源共存、共贏的發(fā)展方式。
生態(tài)敏感性;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù);風(fēng)景空間;區(qū)劃;神農(nóng)架
“風(fēng)景空間”是指組成風(fēng)景資源各個(gè)要素所組成的空間形態(tài)。自古以來(lái),對(duì)于風(fēng)景的保護(hù),“天人合一”“道法自然”哲學(xué)思想體現(xiàn)一直貫穿于古人樸素的生態(tài)保護(hù)觀之中[1]。中國(guó)人對(duì)于風(fēng)景的態(tài)度順應(yīng)生態(tài)規(guī)律,崇尚人與生態(tài)環(huán)境和諧共處[2]。新時(shí)期生態(tài)保護(hù)政策對(duì)風(fēng)景空間的可持續(xù)發(fā)展提出了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求,國(guó)家公園體制建設(shè)更需要處理好風(fēng)景空間保護(hù)與利用的相互關(guān)系。對(duì)風(fēng)景空間進(jìn)行科學(xué)的生態(tài)功能區(qū)域劃分,是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)完整性、原真性的必要途徑[3]。
歐美國(guó)家公園風(fēng)景空間研究較為有特色的是英國(guó)。21世紀(jì)初,風(fēng)景特質(zhì)評(píng)估體系已經(jīng)確立并不斷完善,該方法充分調(diào)取研究區(qū)地理信息,將諸如地形、植被覆蓋、高程、坡度等信息加權(quán)疊加,結(jié)合田野調(diào)查的方式充分評(píng)估風(fēng)景空間的特性,形成特質(zhì)空間劃分,能夠在較大范圍的區(qū)域內(nèi)建立層級(jí)分明的風(fēng)景空間全息本底數(shù)據(jù)庫(kù)[4-8];美國(guó)和加拿大等國(guó)將生態(tài)資源的不同特性,在國(guó)土空間做出區(qū)域劃分,作為國(guó)家公園遴選的先決條件[9-11]。國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者借鑒英美經(jīng)驗(yàn),將風(fēng)景名勝區(qū)作為研究對(duì)象,研究山水格局、地貌風(fēng)物等自然條件、社會(huì)條件對(duì)風(fēng)景特質(zhì)形成的影響機(jī)制[12-13];或嘗試使用特質(zhì)評(píng)估體系,從地理信息、社會(huì)歷史等綜合層面對(duì)城市區(qū)域風(fēng)景類型進(jìn)行劃分、管理。與以往注重風(fēng)景空間點(diǎn)式的羅列、分級(jí)分類不同,學(xué)者開(kāi)始從宏觀區(qū)域?qū)用?,重新識(shí)別國(guó)家公園這種宏觀區(qū)域?qū)用娴娘L(fēng)景空間特質(zhì)[14-15]。
生態(tài)敏感性以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)最能反映國(guó)家公園的生態(tài)功能狀況,是國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡的重要指征。學(xué)界通常采用生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估相結(jié)合的方式研究生態(tài)功能區(qū)劃。如自然生態(tài)空間區(qū)劃研究[16]、流域生態(tài)空間區(qū)劃研究[17-18]、城市生態(tài)空間區(qū)劃研究等[19]。研究方法多結(jié)合研究區(qū)域的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件制定生態(tài)敏感性評(píng)估指標(biāo),并選擇相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行功能評(píng)價(jià),如利用水源涵養(yǎng)、碳儲(chǔ)存等模塊評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)狀態(tài),將生態(tài)系統(tǒng)分為不同的敏感性級(jí)別區(qū)域和服務(wù)功能重要性區(qū)域,通過(guò)GIS進(jìn)行空間疊加分析,形成國(guó)家公園各類生態(tài)空間的區(qū)劃結(jié)果[20-22]。將生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)功能相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的管理和保護(hù),綜合評(píng)估研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀,并提出合理的生態(tài)保育區(qū)劃模式。但相關(guān)研究成果并未以風(fēng)景空間作為研究對(duì)象,缺乏面向風(fēng)景空間保育、以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)敏感性為依據(jù)的區(qū)劃研究。
神農(nóng)架國(guó)家公園擁有良好的風(fēng)景資源本底條件,現(xiàn)有研究主要集中于旅游資源利用、旅游感知與態(tài)度、公眾參與度等[23-25]。研究借鑒風(fēng)景資源綜合評(píng)估方法,并未對(duì)資源點(diǎn)所處的空間進(jìn)行研究。注重挖掘園區(qū)風(fēng)景資源的游憩價(jià)值,在評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)[26],又特別強(qiáng)調(diào)對(duì)于整個(gè)園區(qū)生態(tài)功能的劃分,忽略了風(fēng)景空間與生態(tài)功能之間的耦合關(guān)系。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于:拓寬國(guó)家公園風(fēng)景資源的研究視角,嘗試以風(fēng)景資源所處空間作為國(guó)家公園生態(tài)功能的研究對(duì)象,研究風(fēng)景對(duì)于國(guó)家公園的生態(tài)意義。在方法上,用地理學(xué)空間方法重新認(rèn)識(shí)風(fēng)景空間特質(zhì),并探究其與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及生態(tài)敏感性之間的耦合關(guān)系,提出針對(duì)風(fēng)景空間的生態(tài)功能區(qū)劃方案。
神農(nóng)架國(guó)家公園位于神農(nóng)架林區(qū)的西南部,其地理坐標(biāo)為:109°56′3.347″-110°36′26.779″E,31°21′24.223″-31°36′27.317″N,總面積116 988 hm2(圖1)。
圖1 神農(nóng)架國(guó)家公園區(qū)位圖Fig.1 Location map of Shennongjia National Park
在本研究中,評(píng)估指標(biāo)的數(shù)據(jù)集主要由數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)(DEM)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)等構(gòu)成。DEM(分辨率90 m)數(shù)據(jù)基于地理空間數(shù)據(jù)云獲?。╤ttp://www.gscloud.cn/)。研究區(qū)域范圍及主要景區(qū)分布圖根據(jù)《神農(nóng)架國(guó)家公園總體規(guī)劃2015-2025》結(jié)合DEM數(shù)據(jù)繪制而成;道路、河流來(lái)源于1:100萬(wàn)成果數(shù)據(jù)(http://www.webmap.cn/commres.do?)。土地利用數(shù)據(jù)是基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)獲取的,主要依賴Landsat8 OLI衛(wèi)星遙感影像。這些數(shù)據(jù)通過(guò)人機(jī)交互的目視解譯方法獲得,分類為5個(gè)一級(jí)類和12個(gè)二級(jí)類。土壤數(shù)據(jù)則取自聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和維也納國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)研究所(IIASA)共同構(gòu)建的世界和諧土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(Harmonized World Soil Database,HWSD),其數(shù)據(jù)分辨率為1 km。中國(guó)境內(nèi)的數(shù)據(jù)是由南京土壤研究所在第二次全國(guó)土地調(diào)查中提供的1:100萬(wàn)土壤數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)則是來(lái)源于四川、湖北、重慶三個(gè)省市區(qū)域內(nèi)的氣象站點(diǎn)年降水?dāng)?shù)據(jù)和氣溫?cái)?shù)據(jù)。
使用克里金插值方法來(lái)計(jì)算和展示研究區(qū)內(nèi)的降水量分布。同時(shí),利用InVEST工具中選定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模塊,包括土壤保持、水質(zhì)凈化、生境質(zhì)量和碳儲(chǔ)存。通過(guò)ArcGIS的空間統(tǒng)計(jì)模塊,對(duì)研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布特征進(jìn)行了深入分析。此外,結(jié)合各種不同的風(fēng)景空間類型,本研究還進(jìn)一步探究了不同風(fēng)景空間類型下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表現(xiàn)情況。
研究區(qū)使用1:25000的尺度層級(jí),將不同的風(fēng)景空間要素進(jìn)行篩選組合,通過(guò)聚類分析,區(qū)域識(shí)別,建立全息風(fēng)景分類信息圖譜。將試點(diǎn)區(qū)起伏度、高程、坡度、植被覆蓋類型圖置于ArcGIS10.6軟件中,按照要素類分別疊加,依據(jù)地圖代數(shù)法,將4個(gè)因子疊加分析,軟件自動(dòng)剔除了無(wú)效的排列組合方式,共形成182個(gè)要素類。粗分出的182個(gè)小類是按照客觀分類法通過(guò)收集地理信息數(shù)據(jù)形成的,但風(fēng)景空間的空間類別需要再進(jìn)一步通過(guò)人工整理,對(duì)空間類型進(jìn)行人工整合、篩選、組合,最終形成一至四級(jí)空間特質(zhì)類型。
2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇與升級(jí)
針對(duì)神農(nóng)架國(guó)家公園風(fēng)景空間突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,選擇地形條件、地表水系、植被類型、風(fēng)景資源點(diǎn)、人類活動(dòng)5方面要素,這些因子分別是影響研究區(qū)生態(tài)敏感性的關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)整合10個(gè)評(píng)估因子,建立指標(biāo)體系,以便對(duì)生態(tài)敏感性進(jìn)行全面評(píng)估?;谙嚓P(guān)研究基礎(chǔ),結(jié)合神農(nóng)架國(guó)家公園風(fēng)景空間現(xiàn)狀,對(duì)生態(tài)敏感性評(píng)估因子進(jìn)行分級(jí):1至5級(jí)分別代表不敏感、輕度敏感、中度敏感、高度敏感、極敏感。分值越高,風(fēng)景空間抵抗人為干擾的能力越強(qiáng)烈,生態(tài)安全水平越低(表1)。
2.2.2 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重
通過(guò)應(yīng)用AHP層次分析法,構(gòu)建了一個(gè)包括10個(gè)評(píng)估因子和5個(gè)中間層因子的判斷矩陣,并精確地進(jìn)行了權(quán)重分析。為確保分析的準(zhǔn)確性和專業(yè)性,邀請(qǐng)了20位來(lái)自風(fēng)景園林學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)和地理學(xué)背景的專家。這些專家根據(jù)各因子對(duì)生態(tài)環(huán)境敏感程度的不同,從高到低進(jìn)行了評(píng)定和賦值,利用Yaahp軟件進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。結(jié)果顯示CR值為0.0970,小于0.1,因此矩陣的一致性滿足研究的要求。經(jīng)過(guò)歸一化處理,計(jì)算出各評(píng)估因子(地形條件B1、地表水系B2、植被覆蓋B3、景觀資源B4、人類活動(dòng)B5)的標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)重分別為0.0797、0.0392、0.1371、0.5313、0.2127。
2.2.3 生態(tài)敏感性單因子及綜合指數(shù)的計(jì)算
通過(guò)綜合指數(shù)法計(jì)算各單因子敏感性指數(shù),見(jiàn)公式(1):
式中:Sn為單因子敏感性指數(shù);n為單因子;j為評(píng)價(jià)指標(biāo);Wj為評(píng)價(jià)指標(biāo)的j權(quán)重;Pj為評(píng)價(jià)指標(biāo)j的得分。為了將這些單因子整合到一個(gè)綜合性的分析框架中,依據(jù)預(yù)定的指標(biāo)體系,各評(píng)估因子被賦予了具體的量化權(quán)重。在ArcGIS10.6軟件的支持下,通過(guò)空間分析模塊將這些因子進(jìn)行加權(quán)疊加。采用自然間斷法重新進(jìn)行分類,從而將生態(tài)敏感性的空間分布劃分區(qū)域。
運(yùn)用InVEST模型分析了研究區(qū)2022年碳儲(chǔ)存、土壤保持、產(chǎn)水量、生境質(zhì)量這4項(xiàng)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。隨后,在ArcGIS環(huán)境下應(yīng)用空間統(tǒng)計(jì)模塊,對(duì)研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布特征進(jìn)行了詳細(xì)分析。
2.3.1 碳儲(chǔ)存生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
InVEST碳儲(chǔ)存模型采用土地利用類型作為評(píng)估的基本單元,以此為依據(jù),綜合計(jì)算了上述4個(gè)碳庫(kù)的總碳儲(chǔ)存量,見(jiàn)公式(2)。
式中,Cabove表示地上碳儲(chǔ)量、Cbelow表示地下碳儲(chǔ)量,Csoil表示土壤碳儲(chǔ)量,Cdead表示死亡有機(jī)物碳儲(chǔ)量。不同土地利用類型4個(gè)碳庫(kù)的碳密度值如表2所示.
表2 不同土地利用/覆蓋類型碳密度值(2022年)(單位:t/hm2)Tab.2 Carbon density values of different land use/cover types
2.3.2 土壤保持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
通過(guò)計(jì)算“潛在土壤流失量”與“實(shí)際土壤流失量”的差值,估算得到了區(qū)域內(nèi)的土壤保持量。相關(guān)計(jì)算采用公式(3)、(4)、(5),其中,USLE為實(shí)際土壤流失量,RKLS表示潛在土壤流失量,R為降雨侵蝕力因子,K為土壤可蝕性因子,LS為坡長(zhǎng)坡度因子,C為植被覆蓋因子,P為水土保持措施因子,SD為土壤保持量。
2.3.3 產(chǎn)水量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
選用FAO建議的所需氣象要素較少的Hargreaves公式對(duì)ET0進(jìn)行計(jì)算,見(jiàn)公式(6),其中,ET0為日潛在蒸散量;Tmin、Tmax、Tmean、分別為日最低氣溫、最高氣溫和平均氣溫;Ra為太陽(yáng)大氣頂層輻射,由站點(diǎn)總輻射乘以2得到(由于大氣吸收、反射、散射作用,太陽(yáng)輻射到達(dá)地表時(shí)損失了一半)。
2.3.4 生境質(zhì)量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
生境質(zhì)量模型旨在通過(guò)評(píng)定特定區(qū)域內(nèi)不同生境或植被類型的分布范圍及其退化狀況,從而描繪出生境質(zhì)量的現(xiàn)狀。相關(guān)計(jì)算見(jiàn)公式(7)。
在柵格單元x當(dāng)土地利用類型為j時(shí),該地點(diǎn)的生境質(zhì)量標(biāo)識(shí)為Qxj。Hj代表與土地利用類型j相對(duì)應(yīng)的生境類型的評(píng)估分?jǐn)?shù);Dxj表示區(qū)域內(nèi)土地覆蓋類型j的柵格單元x的生境脅迫標(biāo)準(zhǔn)水平;z是一個(gè)尺度常數(shù),其默認(rèn)值常設(shè)為2.5;k是半飽和常數(shù),一般等于D值。
2.3.5 綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
結(jié)合上文所劃分的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)重要性空間分布,通過(guò)ArcGIS10.6中的空間疊加分析,并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行重分類,通過(guò)綜合空間分布圖展示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的布局。利用ArcGIS10.6重分類工具,生成了研究區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能重要等級(jí)柵格圖,直觀呈現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)生態(tài)服務(wù)功能的重要性。
2.3.6 區(qū)劃指標(biāo)的選取與關(guān)聯(lián)性分析
通過(guò)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià),以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行群聚分析和趨勢(shì)對(duì)比,三個(gè)層次的功能指數(shù)被明確劃分:極重要、重要和一般重要。同樣,生態(tài)環(huán)境敏感性也被細(xì)分為5個(gè)級(jí)別:極敏感、高敏感、中度敏感、一般敏感和不敏感。在識(shí)別自然生態(tài)空間的生態(tài)服務(wù)功能重要性和生態(tài)敏感性基礎(chǔ)上,評(píng)定等級(jí)被采用作為形成有序二維關(guān)聯(lián)判斷的參考標(biāo)準(zhǔn)。
將地形起伏度作為一級(jí),進(jìn)一步細(xì)分典型風(fēng)景空間類型區(qū)域大致分布圖,在客觀類別的基礎(chǔ)之上,對(duì)每個(gè)特質(zhì)區(qū)域進(jìn)行了詳細(xì)描述,繪制形成二級(jí)風(fēng)景空間類型信息表。研究過(guò)程首先對(duì)研究區(qū)代表性風(fēng)景空間進(jìn)行了梳理,對(duì)整體山林、峽谷地形地貌、水體等進(jìn)行調(diào)查,結(jié)合文字、照片等方式記錄,評(píng)估不同區(qū)域風(fēng)景空間特質(zhì)。并對(duì)古建筑群、神道、村落及居民生產(chǎn)生活情況,與風(fēng)景空間的關(guān)系等進(jìn)行了調(diào)研。形成風(fēng)景空間調(diào)查樣點(diǎn)記錄。二級(jí)分類集中體現(xiàn)了對(duì)研究區(qū)風(fēng)景空間最準(zhǔn)確的描述,是后期進(jìn)行生態(tài)保育區(qū)劃及管控的基礎(chǔ)。三、四級(jí)作為風(fēng)景類型豐富度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)敏感性的關(guān)鍵變量。
將二級(jí)風(fēng)景空間類型分成為三個(gè)大類:自然資源類型(Nature)、人文資源類型(Humanities)以及村鎮(zhèn)聚居地類型(Settlement),并進(jìn)一步結(jié)合風(fēng)景特質(zhì)進(jìn)行細(xì)分,自然類包含N01山林地、N02典型物種觀賞區(qū)、N03峽谷地、N04河湖地、N05園林游憩地、N06特色地貌區(qū)以及N07其他自然特質(zhì)的區(qū)域7個(gè)子類;人文類包含H01文化活動(dòng)、H02文化遺跡、H03歷史建筑三個(gè)子類;村鎮(zhèn)類包含S01一般村鎮(zhèn)、S02特色村鎮(zhèn)兩個(gè)子類。每個(gè)子類都有其對(duì)應(yīng)的風(fēng)景特質(zhì)的描述,子類下又根據(jù)風(fēng)景特質(zhì)的細(xì)節(jié)描述,一共分出44個(gè)小類。三級(jí)、四級(jí)都是針對(duì)聚類結(jié)果的歸納總結(jié),四級(jí)分類體系是將聚類結(jié)果加以圖示、歸納、整理,是隸屬于三級(jí)之下更為具體、明晰的空間類型表達(dá),對(duì)風(fēng)景空間生態(tài)保育精細(xì)化管理具有重要意義。將一至四級(jí)風(fēng)景空間類型統(tǒng)一編號(hào)、建立圖譜,形成研究區(qū)風(fēng)景空間類型分類分級(jí)圖譜,圖譜的建立可以有效、快速地索引、識(shí)別、查詢某一特質(zhì)區(qū)域中的每一級(jí)風(fēng)景空間類型特征(圖2)
圖3揭示了研究區(qū)整體呈輕度生態(tài)敏感狀態(tài)。輕度敏感風(fēng)景空間類型占比較高,共有22個(gè)小類。中高敏感風(fēng)景空間類型涵蓋所有二級(jí)類型小類,共有16個(gè),并涵蓋所有極優(yōu)質(zhì)、大部分優(yōu)質(zhì)的風(fēng)景空間類型二級(jí)小類,如#16金絲猴原始森林區(qū)、#09陰裕河大峽谷、#13官門山地區(qū)、#38神農(nóng)壇天生橋景區(qū)等。極敏感風(fēng)景空間類型主要集中于自然資源類風(fēng)景(Nature),分布地區(qū)集中,分布于試點(diǎn)區(qū)中部,共有6個(gè)二級(jí)小類。風(fēng)景空間類型以N02物種觀賞區(qū)、N04河湖地、N05園林游憩地以及N06特色地貌區(qū)構(gòu)成,這些地區(qū)也符合神農(nóng)架國(guó)家公園風(fēng)景的典型性與原真性,如小類中包含了#23金絲猴觀賞區(qū),是國(guó)家公園的典型物種,而#03大九湖地區(qū)發(fā)育出極其珍貴與罕見(jiàn)的高山泥潭濕地苔蘚。在特色地貌區(qū)集合了神農(nóng)架地區(qū)最具綜合性、代表性的地質(zhì)景觀組:#18神農(nóng)頂?shù)刭|(zhì)景觀區(qū)(圖4-6)。
圖4 風(fēng)景空間生態(tài)功能極敏感區(qū)Fig.4 Extremely ecologically sensitive area in scenic space
圖5 風(fēng)景空間生態(tài)功能中高敏感區(qū)Fig.5 Highly sensitive areas in scenic space ecological function
圖6 風(fēng)景空間生態(tài)功能輕敏感區(qū)Fig.6 Low sensitivity areas in scenic space ecological function
結(jié)合上文所劃分的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)重要性空間分布,通過(guò)ArcGIS中的重分類工具獲取研究區(qū)綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要等級(jí)柵格圖,借助等級(jí)圖可直觀地觀察到各類風(fēng)景空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最好的區(qū)域,也就是極重要區(qū)域,分布較為分散,但在老君山管理區(qū)分布集中,重要區(qū)域占比最高,主要分布在大九湖地區(qū)以及神農(nóng)頂管理區(qū),生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)不重要的區(qū)域較少,分布較為分散(圖7)。
圖7 研究區(qū)綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布Fig.7 Distribution of comprehensive ecosystem services in the study area
從二級(jí)小類上來(lái)看,#14五指山區(qū)域、#15杉樹(shù)坪原始森林、#16金絲猴原始森林、#17土地埡地區(qū)為極重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能區(qū),證明試點(diǎn)區(qū)內(nèi)N01山林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最優(yōu)。其次是N03峽谷地,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也有3個(gè)小類處于極重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能區(qū)。由此可見(jiàn)、自然類風(fēng)景資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相比于村鎮(zhèn)、人文類風(fēng)景資源高,但仍有少部分人文類風(fēng)景資源區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能級(jí)別為極重要,如#35古鹽道驛站遺跡、#31崔家屋場(chǎng)古民居等(圖8)。
圖8 風(fēng)景空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性Fig.8 Importance of ecosystem services in scenic spaces
進(jìn)一步對(duì)不同風(fēng)景空間類型生態(tài)敏感性程度、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的強(qiáng)弱程度進(jìn)行了劃分并賦值。通過(guò)橫縱坐標(biāo)的函數(shù)形式,定位其在象限中的位置,4個(gè)象限代表4個(gè)不同級(jí)別的生態(tài)保育區(qū)域,從而劃分生態(tài)保育級(jí)別,形成風(fēng)景空間類型在生態(tài)維度上的區(qū)劃模式。
3.3.1 生態(tài)敏感性程度、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能強(qiáng)弱賦值
通過(guò)上文分析結(jié)果,生態(tài)敏感性分為輕敏感、中高敏感、極敏感三個(gè)等級(jí),對(duì)其分別賦值1、3、5。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為一般、重要、極重要,對(duì)其分別賦值為1、3、5。將生態(tài)敏感性設(shè)為橫坐標(biāo),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)設(shè)為縱坐標(biāo),按照標(biāo)注,將風(fēng)景空間類型的敏感程度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能強(qiáng)弱圖示,形成4個(gè)象限。生態(tài)敏感性反映了風(fēng)景空間對(duì)抗外界干擾的能力,生態(tài)敏感性越高,風(fēng)景空間的抗干擾素力越低,需要監(jiān)控與保護(hù)的力度就越大。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)反映了生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造的價(jià)值,因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能越高,生態(tài)價(jià)值越大,生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)越好,風(fēng)景空間保護(hù)與培育的價(jià)值越高。此外還需考慮風(fēng)景空間的豐富度。風(fēng)景空間特質(zhì)能夠直觀的反映出風(fēng)景空間的豐富度。一個(gè)大類包含的小類越多,風(fēng)景空間的生態(tài)組成部分越復(fù)雜。對(duì)所有的風(fēng)景空間豐富度分為6級(jí):差、一般、中、良好、優(yōu)、極優(yōu)。風(fēng)景空間的豐富程度越高(豐富度級(jí)別為良好、優(yōu)、極優(yōu)),其維持生態(tài)平衡的穩(wěn)定性越強(qiáng),抗外界干擾的能力也就越強(qiáng),生態(tài)敏感性相對(duì)較低,但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較高。組成風(fēng)景空間的結(jié)構(gòu)越少(豐富度為中、一般、差),風(fēng)景空間抗干擾素力越弱,對(duì)環(huán)境的敏感程度高,恢復(fù)能力較差,生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較差,因此需要保護(hù)與監(jiān)測(cè)的力度就越大。
3.3.2 區(qū)劃過(guò)程
將風(fēng)景空間生態(tài)保育區(qū)劃模式分為4個(gè)區(qū)域:嚴(yán)格保護(hù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)、保育利用區(qū)、生態(tài)監(jiān)控區(qū)。嚴(yán)格保護(hù)區(qū)風(fēng)景空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較強(qiáng),生態(tài)敏感性較高;生態(tài)保育區(qū)風(fēng)景空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較強(qiáng),生態(tài)敏感性較低;生態(tài)監(jiān)控區(qū)典型特征為生態(tài)敏感性較高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較弱,因此應(yīng)注重生態(tài)監(jiān)控,減少人為活動(dòng)對(duì)此區(qū)域的干擾,側(cè)重于珍稀物種、植被生長(zhǎng)狀況的監(jiān)測(cè),避免對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞;保育利用區(qū)典型特征為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)敏感性都較弱,人地關(guān)系是此區(qū)域發(fā)展的關(guān)鍵,此區(qū)域可以作為生活用地或游憩用地,作較大程度的風(fēng)景空間開(kāi)發(fā)建設(shè)。
區(qū)劃過(guò)程需要考慮三個(gè)變量,分別是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)值、生態(tài)敏感性值以及豐富度值,需對(duì)這三個(gè)變量進(jìn)行加權(quán)處理。相對(duì)于風(fēng)景空間豐富度來(lái)說(shuō),另外兩個(gè)變量較為重要,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)敏感性同樣重要。通過(guò)兩兩比較,得出加權(quán)值分別為0.35(生態(tài)敏感性)、0.35(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))、0.30(風(fēng)景空間豐富度),將三個(gè)變量加權(quán)后的值,按照橫縱坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。處于兩個(gè)或兩個(gè)以上不同區(qū)域的交界處,對(duì)風(fēng)景空間類型進(jìn)行豐富度評(píng)估的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步判斷其生態(tài)恢復(fù)力、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的高低,并最終以此為依據(jù),確定所有組別中的風(fēng)景空間所在地區(qū)位,通過(guò)上圖對(duì)試點(diǎn)區(qū)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行聚類歸并和趨同性分析,將結(jié)果與景觀豐富度構(gòu)建二維關(guān)聯(lián)判斷矩陣,最終得到研究區(qū)風(fēng)景空間生態(tài)功能區(qū)劃表,并作圖示(圖9,表3)。
圖9 風(fēng)景空間生態(tài)功能區(qū)劃分組Fig.9 Scenic area ecological function zoning group
對(duì)于風(fēng)景的研究,目前存在兩種主流的研究方式,一是較為傳統(tǒng)的,以風(fēng)景資源點(diǎn)為研究對(duì)象,按照風(fēng)景資源本底價(jià)值,對(duì)其進(jìn)行分級(jí)分類研究,研究成果能夠揭示風(fēng)景資源的分布特征,自然與人文特質(zhì),但針對(duì)資源點(diǎn)的研究容易忽略風(fēng)景點(diǎn)所處的空間環(huán)境特征,因此,學(xué)界開(kāi)始探索運(yùn)用風(fēng)景特質(zhì)解譯的方式,將自然、人文等各個(gè)要素通過(guò)地理信息圖示的方式,建立風(fēng)景特質(zhì)信息數(shù)據(jù)平臺(tái),風(fēng)景特質(zhì)強(qiáng)調(diào)風(fēng)景的空間特征,具有較強(qiáng)的信息整合能力,能夠全面反映風(fēng)景的多維度信息[19],但對(duì)于區(qū)域研究來(lái)說(shuō),單純的自然人文要素的綜合只能在一定程度上揭示該區(qū)域的生態(tài)特征,但對(duì)于不同風(fēng)景空間的生態(tài)功能的進(jìn)一步解析,純粹依靠風(fēng)景特質(zhì)識(shí)別很難實(shí)現(xiàn)。
本研究提出這樣一種觀點(diǎn):對(duì)于風(fēng)景空間的生態(tài)功能性的劃分,需要空間類型解譯的基礎(chǔ)上,借助生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)敏感性分析進(jìn)一步有針對(duì)性地進(jìn)行生態(tài)功能類別的劃分,將風(fēng)景空間的分類結(jié)果與之相疊加,從而獲得對(duì)風(fēng)景生態(tài)功能的進(jìn)一步認(rèn)知?;谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)以及生態(tài)敏感性的分析應(yīng)用相對(duì)成熟,在流域生態(tài)功能,保護(hù)地生態(tài)空間的區(qū)劃研究上運(yùn)用較為成熟[20-22]。本研究拓寬了國(guó)家公園中對(duì)于風(fēng)景的研究視角,利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與敏感性兩個(gè)維度,結(jié)合風(fēng)景空間的類型、豐富度,建立生態(tài)功能的評(píng)估體系,回應(yīng)國(guó)家公園發(fā)展中生態(tài)系統(tǒng)原真性、典型性這一特征,同時(shí)在生態(tài)游憩的規(guī)劃中,生態(tài)功能的劃分有助于針對(duì)不同類型的風(fēng)景資源做出針對(duì)性的管控與利用。
從區(qū)劃結(jié)果的分區(qū)情況可以看出(圖9、表3),嚴(yán)格保護(hù)區(qū)占比較小,風(fēng)景空間類型為#22野生動(dòng)物棲息地,該區(qū)域處于重要的生態(tài)系統(tǒng)功能區(qū)域,因此對(duì)此區(qū)域的風(fēng)景空間的游憩活動(dòng)應(yīng)嚴(yán)格限制,實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)政策,保證動(dòng)植物棲息地完整,保持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生態(tài)保育區(qū)多為原始森林等風(fēng)景空間,風(fēng)景空間豐富度較好,其中山林地、峽谷地較多,也反向證明了森林風(fēng)景空間類型生態(tài)系統(tǒng)較之其他風(fēng)景空間類型穩(wěn)定性強(qiáng);生態(tài)保育區(qū)分布較為集中,多集中于園區(qū)東部森林地、峽谷地等海拔較低的區(qū)域,應(yīng)在保護(hù)風(fēng)景空間生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,著重培育風(fēng)景空間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,作為整個(gè)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境提升的保障,充分發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。生態(tài)監(jiān)控區(qū)集中在研究區(qū)中部海拔較高的區(qū)域,分布相對(duì)集中。此區(qū)域植被多為高山草甸,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較差,但生態(tài)敏感性較強(qiáng),較易受到人為干擾的影響,對(duì)此應(yīng)加強(qiáng)其生態(tài)監(jiān)控,防止出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)退化的現(xiàn)象。保育利用區(qū)占比最高,主要包含一些低海拔的社區(qū)居民聚居地。這些風(fēng)景空間區(qū)域人為干擾較為強(qiáng)烈,人地關(guān)系較為密切。在傳統(tǒng)游憩利用、經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)生活活動(dòng)的同時(shí),應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)發(fā)展,協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)的人與風(fēng)景空間的和諧關(guān)系,探索人與資源共存、共贏的發(fā)展方式。
注:文中圖表均由作者繪制。