缅甸森林保护区生态功能评估初探

姜 蝶，刘福江，殷永辉，张 萍

(中国地质大学，湖北 武汉 430074)

缅甸森林保护区生态功能评估初探

姜 蝶，刘福江，殷永辉，张 萍

(中国地质大学，湖北 武汉 430074)

利用缅甸地区2000年和2005年Landsat TM/ETM+、MOIDS VCF(Vegetation Continuous Fields)影像生成缅甸森林覆盖变化图，统计缅甸森林覆盖变化图，发现缅甸2000—2005年森林年均损失率为0.68%。统计缅甸全国28个森林和野生动物保护区核心区的森林覆盖变化情况，发现28个保护区核心区森林年均损失率为0.33%，低于全国平均值，表明保护区对缅甸森林起到保护作用。统计3个具有代表性的保护区Parsar、Kahilu、Nat_ma_Taung核心区及缓冲区的森林年均损失率，分析发现造成保护区森林严重损失的原因主要是迁移农业，其次是非法伐木。

保护区；森林覆盖率；遥感；森林损失；缅甸

东南亚地处亚洲的赤道部分，具有赤道多雨气候和热带季风气候2种类型，这种气候特征给热带森林的生长提供了极为有利的条件，使得森林资源生长异常茂盛。东南亚各国为保护森林资源和森林内的野生动物，建立了许多森林和野生动物保护区。但是近年来，有研究显示保护区内的森林也存在被砍伐和退化的现象[1-5]。

缅甸位于东南亚，是一个森林资源丰富的国家。缅甸自20世纪90年代开始就存在严重的森林损失现象，目前仍然面临着森林损失和退化的问题[6-7]。缅甸为保护森林资源先后建立了28个森林和野生动物保护区。不少学者针对保护区是否对森林起到保护作用进行了研究，Huang C Q等[8]利用多年Landsat影像生成巴拉圭森林覆盖变化图，研究巴拉圭保护区内森林覆盖率变化，发现保护区对森林起到保护作用；Anika S等[9]基于Landsat影像生成俄罗斯土地利用/土地覆盖变化图，评估保护区Oksky和 Mordovsky内部及缓冲区森林损失，发现2个保护区内部森林损失率很低，但是缓冲区森林损失严重；Jan·K等[10]研究了后罗马尼亚保护区内森林覆盖情况，发现在1995—2005年，由于砍伐，造成保护区内森林损失严重。

本研究以缅甸地区为例，综合评估缅甸森林和野生动物保护区是否对缅甸森林资源起到保护作用。利用马里兰大学GLCF实验室提供的TDA_SVM(Training Data Automation)方法生成缅甸2000—2005年森林覆盖变化图[11]，对比缅甸全国森林损失率和28个森林及野生动物保护区核心区平均森林损失率，综合评估森林和野生动物保护区是否对缅甸森林起到保护作用，找到森林损失严重保护区，分析森林损失原因，为缅甸森林保护提出有益的建议。

图1 森林覆盖变化检测流程图

图2 缅甸2000—2005年森林覆盖变化图

1 研究区域概况与数据

保护区Parsar(b)、Nat_Ma_Taung(c)、Kahilu(d)核心区在缅甸的地理分布 图3 缅甸保护区分布图

1.1 研究区域概况

缅甸全国面积约67.85万km2，属热带气候，境内多山，全年分为暑、雨、凉3季，这种地形和气候适宜森林生长，拥有丰富的森林资源。缅甸森林多以郁闭阔叶林为主、其次是红树林、竹林和针叶林。

1.2 数据来源

研究区域需要43景Landsat影像覆盖，本次研究选取43景2000年Landsat影像、43景2005年Landsat影像，数据主要来源于美国地质调查局USGS和美国马里兰大学。为了减少云对实验结果的影响，所选影像都是指定年份中云覆盖率最低的，平均云覆盖率低于1.52%。利用LEDAPS系统对所有Landsat影像进行辐射校正和大气校正，再基于人工控制点对影像进行几何精校正。

研究中MODIS VCF数据由马里兰大学提供，主要用于辅助生成缅甸2000—2005年森林覆盖变化图。缅甸行政边界矢量文件主要从GADM数据库获得[13]。缅甸保护区的矢量文件由保护区世界数据库(WDPA)提供[14]，该数据库由世界自然保护联盟(IUCN)和联合国环境规划署(UNEP)创建，主要用于生态差异分析、环境影响分析及部门决策，是海洋和陆地保护区最全面的全球空间数据集。

2 研究方法

缅甸森林覆盖变化图主要基于TDA_SVM方法生成，该方法由训练样本自动化选取(TDA)和支持向量机分类(SVM)组成，TDA_SVM算法流程见图1。训练样本自动化基于Landsat影像的光谱信息和MODIS VCF数据，自动实现森林、非森林、水、云和云阴影像素的选取[11-12]。其中，MODIS VCF数据用来提高森林样本的精度。训练样本自动化选取的方法能够准确识别1景Landsat影像的60%～80%像素，其中水、云、云阴影像元能够全部识别出来。从TDA生成的样本中选取少量森林和非森林样本作为SVM的训练样本。再选取部分样本进入经过训练的SVM分类器中进行变化检测。最后在变化检测图上叠加水、云和云阴影掩膜文件，得到森林覆盖变化图。

3 结果与分析

3.1 结果验证及森林损失评估

对缅甸全国2000—2005年森林覆盖变化检测影像进行拼接、裁剪，结果见图2。随机选取了2200个像素点作为精度评价样本，计算出总体精度为88.66%，kappa系数为0.80。表明运用TDA_SVM方法对Landsat影像做变化检测具有较高的精度。

统计缅甸全国森林覆盖变化，2000年缅甸森林覆盖率为55.8%，而2005年缅甸森林覆盖率降到55.2%，缅甸全国森林覆盖率平均每年下降0.68%，相当于缅甸每年损失森林大约456，000 hm2。

缅甸共有28个森林和野生动物保护区，叠加28个保护区核心区的矢量文件于缅甸2000—2005年森林覆盖变化图，统计出28个保护区核心区内森林年均损失率为0.33%，低于全国森林年均损失率0.68%，表明保护区核心区对森林起到了保护作用。但是，有6个保护区核心区的森林年均损失率都远高于缅甸全国的森林年均损失率，部分保护区核心区的森林损失率较低，但是保护区周围森林损失严重。

3.2 保护区内森林损失率和损失原因评估

根据统计得到的各保护区核心区森林年均损失率，选择其中具有代表性的3个保护区进行分析，图3为3个保护区Parsar(b)、Nat_Ma_Taung(c)、Kahilu(d)核心区在缅甸的地理分布，Parsar、Kahilu核心区的森林年均损失率为2.43%、1.57%，在28个保护区内森林损失最严重。Nat_Ma_Taung核心区的森林年均损失率为0.37%，该保护区内森林损失并不算太严重，但是从变化检测图上可以看到保护区周围的森林损失严重。对3个保护区进行缓冲区分析，评估缓冲区内森林损失率，缓冲区分别设定为0～5、5～10、10～15、15～20 km(图3)，并统计缓冲区内的森林年均损失率(表1)，综合分析这3个保护区核心区及其缓冲区内森林年均损失率，找到各保护区及缓冲区森林损失的原因。

表1 保护区Parsar、Nat_Ma_ Taung、Kahilu核心区及缓冲区森林年均损失率 %

保护区Parsar是森林损失最严重的一个保护区，核心区森林年均损失率达到2.43%。主要原因在于该地区的自然资源受到越来越大的迁移农业的威胁[15]，此外，靠近保护区有许多村庄，非法伐木及偷猎等也经常发生在保护区[15-16]。对该保护区做0～5、5～10、10～15、15～20 km的缓冲区分析，统计结果表明，在5～10 km缓冲区内的森林年均损失率为2.68%，高于保护区内的森林损失率。从高分辨率遥感影像可以发现该区域内有很多居民区，该区域在2000—2005年期间有相当一部分森林变成农田或耕地，是造成森林损失的主要原因。另一方面，非法伐木也是森林损失的一个重要原因。

保护区Nat_Ma_Taung核心区的森林年均损失率为0.37%，远低于全国的0.68%。但是，该保护区0～5 km缓冲区内森林年均损失率为0.69%；5～10 km缓冲区内森林年均损失率为0.83%，10～15 km缓冲区内森林年均损失率为0.72%，均高于保护区内的森林年均损失率。对比该地区高分辨率遥感影像，发现有很多山体在2000年左右时还是森林，到了2005年左右变成非森林，森林损失的原因有2种，一是非法伐木，二是野火造成森林损毁。保护区内外部的居民较大影响该区域森林内生物多样性，一些村民在保护区周围非法伐木，森林损失还受到迁移农业的影响[15-16]。

保护区Kahilu核心区森林年均损失率为1.57%，该保护区位于克伦邦，靠近泰国边界。对该保护区做缓冲区分析，发现森林损失保护区内比缓冲区更严重，表明该保护区并没有对森林起到保护作用。主要原因是克伦邦经常发生内部冲突，政府对保护区的管理力度不够[15]，另一方面，对比高分辨率遥感影像，发现2000—2005年之间，很多森林变成农田或耕地，表明迁移农业也是造成森林损失的一个重要原因。

通过对3个代表性的保护区做森林损失评估，发现造成缅甸森林损失的主要原因有3个：迁移农业、非法伐木和野火。迁移农业和非法伐木都是人为造成的森林损失，可以通过政府的有效管理来阻止森林损失。

4 结论

使用2000年、2005年覆盖缅甸全国地区的Landsat影像做变化检测，得到缅甸2000—2005年全国森林覆盖变化图，森林覆盖变化图的总体精度达到88%以上，因此基于该图评估缅甸森林损失结果是可靠的。

缅甸全国森林年均损失率为0.68%，所选取的28个保护区内的森林年均损失率只有0.33%，表明保护区对森林起到了保护作用。有6个保护区内的森林年均损失率高于缅甸全国森林年均损失率。分析保护区 Parsar和Kahilu及其缓冲区森林损失的原因，发现导致森林损失的主要原因是迁移农业，其次是非法伐木。部分保护区内部森林年均损失率很低，但是保护区周围森林损失率很高，森林损失严重，表明该保护区对森林保护起到了积极作用，但是周围的森林则需要加强保护。缅甸森林损失主要由迁移农业、非法伐木和野火造成。政府应该加强对森林损失严重的6个保护区的管理强度，并且对森林损失严重的区域建立森林保护区。

*：感谢美国马里兰大学GLCF实验室提供的Landsat和MODIS VCF数据，感谢John R.G.Townshend团队提供的技术方法生成缅甸2000—2005年森林覆盖变化图。

[1]René V，Garry F.State power and protected areas：Dynamics and contradictions of forest conservation in Madhya Pradesh，India[J].Political Geography，2011，30(5)：282-293.

[2]Tang L，Shao G F，Piao Z J，et al.Forest degradation deepens around and within protected areas in East Asia[J].Biological Conservation，2010，143(5)：1295-1298.

[3]Naing Z H，Nobuya M，Tsuyoshi K.Deforestation and forest degradation as measures of Popa Mountain Park (Myanmar) effectiveness[J].Environmental Conservation，2010，36(3)：218-224.

[4]Sravut K，Colin J M，Jane K H.Evaluating the effectiveness of Protected Areas for conserving tropical forest butterflies of Thailand[J].Biological Conservation，2011，144(10)：2534-2540.

[5]Stibig H J，Stolle F，Dennis R，et al.Forest Cover Change in Southeast Asia[R].JRC Scientific and Technical Reports，2007.

[6]俞亚克.东南亚国家的热带雨林流失问题[J].东南亚，1995(2)：46-49.

[7]FAO.Global Forest Resources Assessment 2005[R].Food and Agriculture Organization of the United Nations，2006.

[8]Huang C Q，Kim S，Song K，et al.Assessment of Paraguay′s forest cover change using Landsat observations[J].Global and Planetary Change，2009，67(1-2)：1-12.

[9]Anika S，Tobias K，Alexander V P，et al.Landsat-based mapping of post-Soviet land-use change to assess the effectiveness of the Oksky and Mordovsky protected areas in European Russia[J].Remote Sensing of Environment，2013，133(15)：38-51.

[10]Jan K，Tobias K，Volker C R，et al.Forest restitution and protected area effectiveness in post-socialist Romania[J].Biological Conservation，2012，146(1)：204-212.

[11]Huang C Q，Song K，Kim S，et al.Use of a dark object concept and support vector machines to automate forest cover change analysis[J].Remote Sensing of Environment，2008，112(3)：970-985.

[12]Huang C Q，Thomas N，Goward S N，et al.Automated masking of cloud and cloud shadow for forest change analysis usingLandsat images[J].International Journal of Remote Sensing，2010，31(20)：5449-5464.

[13]GADM database of Global Administrative Areas[DB/OL].(2012-1)[2014-03-04].http：//www.gadm.org.

[14]World Database on Protected Areas[DB/OL].(2011-09)[2014-2-16].http：//www.wdpa.org.

[15]BANCA.Myanmar Protected Areas：Context，Current Status and Challenges[R].Biodiversity And Nature Conservation Association，2011.

[16]Kyaw T，Oliver S B，Mehm K K G.Community Forestry in Myanmar：Progress & Potentials[R].ECCDI，2011.

Preliminary on the Ecological Function of Burma Forest Protected Areas

JIANG Die，LIU Fu-jiang，YIN Yong-hui，ZHANG Ping

(ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，Hubei，China)

Using 2000 and 2005 Landsat TM/ETM+ images and MODIS VCF images to produce Myanmar′s forest cover change map to assess whether forest and wild animal protected areas have effects on protection of forest resources.Calculating Myanmar′s forest cover change map，it found that Myanmar′s forest has declined by 0.68% annually.Calculating the forest cover change of 28 forest and wild animal core protected areas，and the result shows that the annual average forest loss rate is 0.33%，which is below the nation average，and proved that the protected areas have made effect on forest protection.Selecting three representative protected areas，namely Parsar，Kahilu and Nat_ma_Taung，and calculating the core and buffer of the three protected areas′ annual forest loss rate and analysis revealed that the main cause of forest loss is shifting cultivation，followed by illegal logging.

protected areas；forest coverrate；remote sensing；forest loss；Myanmar

2014-09-12；

2014-10-22

国家“十二五”863课题(大规模空间数据融合分析关键技术与应用服务系统，2014AA12300)

姜蝶(1988—)，女，湖北武汉人，中国地质大学硕士生，从事森林覆盖变化研究。E-mail：jiangdiedida@126.com。

刘福江(1973—)，中国地质大学副教授，博士，从事土地利用方面的研究。E-mail：liufujiang@cug.edu.cn。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.03.020

S759.93

A

1002-7351(2015)03-0094-04