西藏自治区交叉重叠自然保护地特征研究

杨 玲，罗小浪，靳 新

(1.国家林业和草原局中南调查规划设计院，长沙 410014；2.国家林业和草原局西北调查规划设计院，西安 710048)

人类与自然的关系在上千年发展历程中，经历了崇拜自然、改造自然、征服自然、人与自然和谐相处四个阶段，在最后一阶段中，自然保护地应运而生。1956年我国建立了第一个自然保护区——广东鼎湖山自然保护区[1]，后续根据保护对象的不同，陆续建立了各种类型的保护地，经过60多年的发展，我国的自然保护地数量达到12 000余处，覆盖面积已达国土陆域面积的18%，基本形成了多层级、多类型的自然保护地体系，在保护生物多样性、保存自然遗产、改善生态环境质量和维护国家生态安全方面发挥了重要作用[2]。但由于设立之初保护地的规划缺乏宏观性和统一性等问题，导致众多保护地之间存在空间上交叉重叠、多头管理的突出矛盾。2019年6月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发 《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》(中办发〔2019〕42 号)；2019年10月，自然资源部、国家林业和草原局印发了《关于做好自然保护区范围及功能分区优化调整前期有关工作的函》 (自然资函〔2020〕71 号)[3]，都为我国自然保护地体系整合优化指明了方向和路径。为完善自然保护地体系，以保持自然生态系统完整性为目标，明确各自然保护地唯一类型和功能定位，自然保护地交叉重叠的问题亟需解决。

本文以西藏自治区参与整合优化的81处自然保护地为研究对象，通过对自然保护地空间交叉重叠特征进行分析研究，可以为自然保护地整合优化提供科学的、有针对性的参考依据。

1 区域概况

西藏地处我国西南边陲，面积约120万km2，约占全国国土面积的1/8，仅次于新疆，是我国第二大省(区)[4]。西藏地形复杂多样，根据西藏境内地势变化和地貌类型组合特点，大致可分为喜马拉雅高山区、藏南谷地、藏北高原和藏东高山峡谷区。气候总体上具有西北严寒干燥、东南温暖湿润的特点。以复杂多样的地形和气候条件为依托，西藏的动植物资源极其丰富，无论从植物种类的多样性还是植物类型的多样性，西藏称得上是植物的“天然的种质基因库”。据所采集的动物标本和外业资料以及国内外文献的记载，西藏现有脊椎动物798种，有国家I和II级保护野生动物125种。

2 研究方法

采用空间叠置分析、核密度分析、地理集中指数、热点分析4种方法，利用相关软件处理矢量数据和栅格数据，科学分析交叉重叠的自然保护地空间分布现状和主要特征。

2.1 数据来源

西藏自治区参与整合优化的81处自然保护地，类型可分为：自然保护区、地质公园、湿地公园、森林公园；管理级别可分为：国家级、自治区级、市级、县级。自然保护地名称、类型、级别信息依据为《西藏自治区自然保护地调查评估技术规范》；自然保护的边界矢量数据由西藏自治区林业和草原局统一下发；西藏自治区行政界线矢量数据来源于西藏自治区自然资源厅。

2.2 数据处理

2.2.1 空间叠置分析

空间叠置分析使用ArcGIS软件调入全区81处参与整合优化工作的自然保护地矢量数据，获取保护地交叉重叠基础数据，再结合统计分析软件进行分析。

2.2.2 核密度分析

核密度分析能直观地反映出离散测量值在连续区域内的分布情况，其计算格式为：

(1)

式中：k((x-xi)/h)为核函数，h>0为带宽，x-xi表示估值点x到事件xi处的距离。由此可得出西藏交叉重叠自然保护地空间分布形态。

2.2.3 地理集中指数

地理集中指数是研究地理要素在一定区域范围集中程度的指标[5]，通过采用地理集中指数分析西藏自治区重叠交叉自然保护地的类型分布和在各行政区域分布的集中程度，进一步分析其分布特点。其计算公式为：

(2)

式中：G为地理集中指数，区间为 0～100，值越大说明越集中，值越小说明越分散；n为西藏自治区的市(地区)数量，本文取值为 7；Xi为第i个市(地区)重叠的自然保护地数量；T为西藏自治区重叠自然保护地的总数。

2.2.4 热点分析

热点分析可对数据集中的每一个要素计算 Getis-Ord Gi*统计(称为 G-i-星号)[6]。通过得到的Z得分和P值，得出高值或低值要素在空间上发生聚类的位置，即热点和冷点，分别代表要素在区域内的聚集程度。Z得分为正数且分数越高，P值越小，代表该要素有显著的热点，在区域内越聚集；Z得分为负数且越小，P值很小，代表该要素有显著的冷点，则该要素在区域内越离散。此方法可进一步验证西藏自治区交叉重叠自然保护地分布特征。

3 结果与分析

3.1 交叉重叠自然保护地现状

参与研究的81处自然保护地中有27处存在交叉重叠情况，占自治区参与整合优化保护地总数的33.33%，重叠类型分为：自然保护区与自然保护区、自然保护区与森林公园、自然保护区与湿地公园、自然保护区与地质公园、湿地公园与湿地公园、湿地公园与森林公园和森林公园与森林公园等7种交叉重叠类型。其中，自然保护区与森林公园重叠次数最多，自然保护区与湿地公园重叠次数其次，重叠次数最少的为自然保护区与自然保护区间、湿地公园与湿地公园和森林公园与森林公园，详见图1。

图1 西藏交叉重叠自然保护地类型占比图

交叉重叠方式有两种：一是保护地完全重叠，即不同的自然保护地设立部门、设立时间、名称、类型、级别等存在差异，但落图面积和边界完全吻合，以该方式重叠的自然保护地为8处，占交叉重叠保护地总数量的29.63%，都为市、县级自然保护区和国家级自然公园重叠；二为部分重叠，即保护地不同片区存在交叉或小面积保护地内嵌于大面积保护地中，有19处自然保护地以此方式交叉重叠，占交叉重叠保护地总数量的70.37%，其中，西藏工布自治区级自然保护区与自然保护区、森林公园、湿地公园3种类型保护地均存在交叉重叠，重叠次处高达5次。

3.2 交叉重叠自然保护地的空间分布形态

通过对交叉重叠自然保护地进行核密度分析，得到核密度分析图(图2)。从图2可知，西藏交叉重叠保护地形成了一个自东向西略有中断的密度分布带，有1个中心密度分布组团、4个次中心密度分布组团。

密度分布带主要沿雅鲁藏布江分布，核密度值在0.000 020 676以上，包括藏东地区、藏南地区和藏西部分地区。中心密度分布组团位于藏东地区和藏南地区，空间分布密度在0.000 020 676～0.000 082 703之间；次中心密度分布组团空间分布密度在0.000 082 704～0.000 206 756间，位于藏西、藏南和藏东部分地区。表明无论是密度分布带还是密度分布组团，都反映出重叠自然保护地空间分布与自然资源丰富度呈正相关性。

3.3 交叉重叠自然保护地的空间分布级别、类型

在ArcGIS软件中运用空间叠置分析法结合数理统计，对交叉重叠保护地进行深入研究，得到自然保护地不同级别重叠情况。

图2 西藏交叉重叠自然保护地核密度分析图

按自然保护地级别分，西藏自然保护地重叠情况单一，只有国家级保护地与其他各级别保护地交叉重叠。其中保护地交叉重叠数量最多的级别为国家级与自治区级(11处)、国家级与国家级(10处)，其次为国家级与县级(6处)，最少的是国家级与市级(2处)。

从自然保护地类型看，西藏自治区交叉重叠4种类型自然保护地的地理集中指数G值差异较大。即分布最集中的保护地类型为自然保护区，G值最高，G自然保护区=37.04；其次为湿地公园，G湿地公园=29.62；分布最分散的为地质公园，G地质公园=7.41。表明交叉重叠4种类型的保护地在西藏自治区区域内分布具有不均衡性。

3.4 交叉重叠自然保护地的区域分布差异

西藏自治区7个市(地区)中有5个市(地区)涉及自然保护地交叉重叠，分别为拉萨市、昌都市、林芝市、阿里地区和日喀则市。

假设西藏交叉重叠自然保护地分别在7个市(地区)上均匀分布，通过计算可得到西藏自治区平均地理集中指数G设=14.29。而根据交叉重叠自然保护地现状分布，可知G西藏=37.79，远大于G设值，说明西藏自治区交叉重叠的自然保护地分布较集中，基本符合自然保护地现状特征。

根据计算，保护地交叉重叠5个市(地区)地理集中指数G从大到小依次为：G林芝市(33.33)>G昌都市(29.63)>G阿里市(22.22)>G拉萨市和G日喀则市(7.41)。与假设的平均地理集中指数G设相比，林芝市、昌都市和阿里地区G值均大于G设值，拉萨市和日喀则市G值小于G设值，表明西藏交叉重叠自然保护地在林芝市、昌都市和阿里地区分布比在拉萨市、日喀则市分布集中，且林芝市分布最集中，重叠类型涉及自然保护区、地质公园、森林公园和湿地公园。

为进一步验证西藏自治区交叉重叠保护地的分布特征，可通过热点分析得出西藏交叉重叠保护地在空间位置上发生聚类的位置，如图3所示。

从图3可知，林芝市交叉重叠保护地P值<0.01，置信度为99%，可以拒绝零假设，这就意味着林芝市交叉重叠保护地表现出统计意义上的显著性聚类，所观测到的空间模式不太可能产生于随机过程，由此表明林芝市为高聚类地区。分析结果相互验证了西藏自治区交叉重叠保护地在林芝市分布最集中。

图3 西藏自治区交叉重叠自然保护地热点分析图

4 结论与讨论

1)交叉重叠率高。西藏自治区自然保护地交叉重叠数量有27处，占自治区参与整合优化保护地总数的33.33%，高于全国保护地重叠率18%的水平[5]。交叉重叠方式各异，部分交叉重叠的保护地数量远大于完全交叉重叠的自然保护地数量，出现高重叠率原因有两点。

一是自然保护地体系顶层设计不完善，缺乏完整性、系统性的规划。自然保护地设立区域自然资源禀赋高、生物多样性丰富、生态服务价值高，设立保护地可极大程度保护该区域的生态系统，维护自然生态系统健康稳定，提高生态系统服务功能，维持人与自然和谐共生永续发展。但由于以往保护地管理粗放，且由不同部门分开设立，形成“九龙治水”的多头管理模式，行政主管部门难以协调监管，造成基础数据未能共享，建设管理混乱的局面。

二是市县级自然保护地管理水平低、管理能力差。大多数设立时间较早的市县级自然保护地经费投入不足，缺少稳定的管理机构，造成保护地管理建设滞后，有保护地之名而无保护地之实。在这些保护地原址上后续申报新设自然保护地时，未按规定及时撤销或晋升原有自然保护地。

2)空间分布形态特征明显。形态上为东西分布，形成沿雅鲁藏布江交叉重叠分布带。藏东部分、藏南地区密度高，形成中心密度分布团；藏西、藏南部分地区中心密度分布低，形成次中心密度分布组团，具有显著的中心—边缘特征。

3)重叠类型分布不均衡，重叠级别单一。所有交叉重叠的自然保护地中，按重叠保护地分布类型看，自然保护区G值最大，表明其分布最集中；地质公园G值最小，分布最分散。从相互重叠类型看，自然保护区与森林公园重叠数量以占各类重叠保护地总数40%的比例居于首位；自然保护区与自然保护区间、湿地公园与湿地公园间、森林公园与森林公园间重叠次数最少(1处)，占比为5%。不论从重叠保护地分布类型还是相互重叠类型看，两者都表明交叉重叠各类型保护地空间分布不均衡。以交叉重叠级别看，只存在国家级自然保护地与其他级别保护地重叠情况，重叠级别较单一，间接反映出西藏各级别自然保护地中国家级保护地数量较多。

4)区域分布差异大。从地区分布看，通过地理集中指数和热点分析得出，林芝市叉重叠保护地地理集中指数G值最大，且表现出显著性聚类，因此分布最集中，主要原因为林芝市地处藏东南生物多样性保护重要区、喜马拉雅东南部生物多样性保护优先区域和横断山南段生物多样性保护优先区域，地区生态系统复杂多样，具有重要的生态功能与保护价值，故保护地多设立于此处，产生重叠概率大。日喀则市和拉萨市G值最小，分布最分散，主要是日喀则市和拉萨市重叠保护地空间分布相对均匀，聚类程度小。

由于本文研究的对象为参与整合优化的自然保护地，不包含全区风景名胜区和水产种质资源保护区，因此文中得出的地理集中指数值存在一定的局限性，对研究结果的适用范围产生了一定的限制。另外，研究只利用了热点分析来间接地验证地理集中指数结果的可靠性，虽然验证结果一致，但在以后的研究中还可以尝试利用更多的方法来互相验证，以得出更详实可靠的结果，为区域性自然保护地交叉重叠的研究提供更为有效的思路与途径。

5 建议

目前解决西藏自然保护地重叠问题的方法为对其进行整合优化，建议采用以下3种整合方式。

1)同类合并。当交叉重叠保护地类型或者保护对象相同或接近时，为后续统一有效管理，保证良好的生态环境可持续发展，可用同类合并的方式对这些保护地进行归类整合。如西藏巴松湖国家级森林公园、西藏色季拉国家级森林公园、西藏比日神山国家级森林公园与西藏工布自治区级自然保护区，保护对象都为森林生态系统，可将其重叠区域进行同类合并。

2)吸收合并。当交叉重叠保护地级别相同，保护强度不同时，应以保护强度为整合标准，弱强度的保护地并入强强度保护地。对于保护强度相同，级别不同的保护地重叠情况，可遵循低级别服从高级别的整合原则。

3)范围调整。如西藏雅尼国家湿地公园和西藏色季拉国家级森林公园保护级别相同，保护强度相同，可在后续勘界立标时进行边界调整，形成准确的边界范围，建立矢量库，彻底解决交叉重叠问题。