张林,吴迎霞,徐鹏,任开磊,邢雅,林荫,严冰晶
(国家林业和草原局华东调查规划设计院,浙江 杭州 310019)
森林公园是具有一定规模和质量的森林风景资源和环境条件,可以开展森林旅游,并按法定程序申报批准的森林地域[1]。在我国,森林城市分为国家级、省级、市县级3级。其中,国家森林公园(National Forest Park)是以森林资源为依托,生态良好,拥有全国性意义或特殊保护价值的自然和人文资源,具备一定规模和旅游发展条件,由国务院林业行政主管部门批准的自然区域。1982年张家界国家森林公园的建立,正式揭开了我国森林公园和森林旅游事业的序幕[2]。截止2020年,全国已建成森林公园3 040处,其中国家级森林公园905处。经过近40年的建设发展,我国森林公园成效可观,众多学者围绕森林景观、森林旅游、生物多样性、植被群落等方面开展了大量深入的研究,提出了资源保护是森林旅游发展的基础,森林公园极大地满足了人民群众对于生态旅游的需求,但是我国森林公园建设仍然面临旅游产品不够丰富、不具有知名度、基础设施落后及人才匮乏等共性问题[13-18]。而关于森林公园空间分布格局方面的研究甚少,毛彦斌、徐美等人对山西、湖南中小尺度范围内的森林公园空间分布特征进行了研究,揭示了省内森林公园的分布特征[26-27]。潘竟虎、杨丽婷等人对森林公园进行了空间可达性测度,为森林旅游的发展提供了决策依据[28-29]。李东瑾、刘国明等人运用地理与统计方法以及空间分析方法,对森林公园或其旅游景区进行了空间分布规律的研究,大致揭示了我国2010年前后森林公园的空间分布特征及其规律[30-31]。但是以往的研究多集中在空间分布密度上,对于森林公园空间面积分布规律的研究较少,而且缺乏省域空间分布情况的研究对比。
通过采用知识图谱及GIS技术揭示了全国森林公园的研究热点、建设发展历程并对其空间布局进行了分析,以期通过研究热点和发展历程反映我国国家森林公园建设发展情况,通过空间格局状况揭示其建设发展规律,并为日后森林公园建设发展提供启示及借鉴。
本研究主要采用科学知识图谱及GIS空间分析技术,科学知识图谱即可视化地描述人类随时间拥有的知识资源及其载体,绘制、挖掘、分析和显示科学技术知识以及他们之间的相互联系,在组织内创造知识共享的环境以促进科学技术研究的合作和深入[3]。知识图谱概念自2003年诞生后得到了蓬勃发展。本研究主要选取了对国内文献数据库支持度较好,在我国应用较为成熟的知识图谱软件VOSviewer进行分析。VOSviewer由荷兰莱顿大学科学与技术研究中心(CWTS)研究人员开发,图谱清晰易读[4]。
核密度分析用于计算要素在其周围邻域中的密度,已经在城市热点探索方面获得了较为广泛的应用[5-7]。该方法用于计算空间点、线要素在其周围邻域中的密度,并对密度分布进行连续化模拟,以图像中每个栅格的核密度值反映空间要素的分布特征[8]。一个新点 (x,y) 位置的核密度由以下公式计算:
Density=
Fordisti 其中: i=1,…,n是输入点。如果它们位于 (x,y) 位置的半径距离内,则仅包括总和中的点。 popi是i点的热点字段值。 disti是点i和(x,y)位置之间的距离。 为了保证研究分析的可靠性、权威性和真实性,采用国内文献数量最多、覆盖最全的中国学术期刊网络出版总库(CNKI)为样本数据来源,经过篇名、关键字、主题等多种数据检索方式的检索结果对比分析,为尽可能保障本领域文献覆盖的全面性,最终选择以篇名为“森林公园”或者关键字为“森林公园”的检索方式进行检索,同时为了提高所分析文献的成果质量,减少科普性文献,检索范围只选取CNKI收录的中文核心期刊和 CSSCI收录期刊为数据来源,共检索获得有效数据文献1 485篇,发文时间范围为1992—2020年,检索时间为2021年1月10日。 本研究所采用的全国国家森林公园数据主要来源于国家林业和草原局官方网站历年公布的森林公园相关信息汇总整理所得,截止2020年12月底,我国共有国家森林公园905处(自然保护地整合优化工作前)。 对数据样本进行关键词共现及聚类分析,见图1。 图1 1992—2020年森林公园研究关键字共现图谱Figure 1 Keyword co-occurrence map of forest park research in years 1992—2020 由图1可知,中国森林公园研究关键字共现图谱中,节点越大代表该关键字在数据样本中出现的频次越高;节点之间的连线越粗则表示2个节点之间的共现强度越大,每1种颜色代表1种聚类。结果所示,森林城市领域研究的高频关键词分别为国家森林公园、生态旅游、森林旅游、风景园林、区系分析、物种多样性、群落结构等,并且1992—2020年期间,众多学者围绕这几大关键词形成了几大研究主题,包括国家森林公园的建设发展、影响因素;森林公园的森林生态旅游、风景资源及开发利用;森林公园内部的生物多样性、种类、区系、群落结构;森林公园的植物景观规划设计、生态保护、生态文化及资源调查等[9-24]。这些研究主题通过不同的案例、不同的角度,很好的剖析了森林公园的内部特征和资源价值,逐步形成了较为科学的评价及规划研究体系,极大地推动了森林公园的建设与发展历程。 国家森林公园是整个森林公园建设与研究的核心重点,通过对全国所有森林公园汇总数据进行深入统计分析,得出各类国家森林公园的建设情况统计图,见图2。 图2 1982—2020年国家森林公园历年建设数量统计图 由图2可知,1982—1990年期间,是我国国家森林公园建设起步阶段,每年设立数量都较少。1992—1993年期间,是我国森林公园建设数量的高峰期,这一时期设立的国家森林公园高达200处;此后又逐步呈下降趋势,到2002年左右逐步达到稳定期,2008年以后逐步下降至平稳,在2017年又达到1个小的设立高峰。这与罗芬等得出的森林公园发展历程可以细分为起步阶段(1982—1991 年)、发展阶段(1992—2001 年)和成熟阶段(2002—2011年),3个时期基本吻合[25]。 对全国森林公园点状矢量数据获得全国国家森林公园分布数量热度值见表1,面积热度值见表2。 表1 1982—2020年全国国家森林公园空间分布数量热度表Table 1 The spatial distribution hotspot map of national forest park in years 1982—2020 表2 1982—2020年全国国家森林公园空间面积热度表Table 2 The spatial area hotspot map of national forest park in years 1982—2020 由表1可知,等级从1到5,代表热度从高到低,热度数值越大,表明该省公园数量越多。我国国家森林公园分布总体呈现东密西疏、南密北疏的特点。由表2可知,等级从1到5,代表热度从高到低,热度数值越大,表明公园面积热度越高。在面积分布上形成了2个集中分布热核,分别位于我国的黑龙江、吉林、辽宁东北区域及以四川为主的西南区域,这些地区国家森林公园面积较大分布较密集,同时这2个热核区域具有明显共同特点,即受气候环境及历史演化影响,具有较好的原生植被环境,同时人口分布数量及经济发展适中。通过对比发现,中部及东部沿海地区经济发展较好,人口密集,森林公园数量较多,但是面积都不大。青海及西藏地区数量相对更少,面积热度也最低,这可能与西部地区地广人稀,气候环境恶劣,管理难度较大等因素有关。 依据全国所有森林公园汇总数据进行深入统计分析,制作得到1982—2020年全国各省国家森林公园面积分布热点矩阵图,见图3。 图3 1982—2020年全国各省国家森林公园总面积分布热点矩阵图 由图3可知,图中颜色越深的网格为总面积越大的区域,通过时间与省份(空间分布)交叉汇总统计的分析,可以更加清晰、直观地判别出全国国家森林公园空间分布的地域和时间特征。1982—1991年期间我国国家森林公园虽有建设但空间分布及数量均较少,有颜色的格子基本都集中分布在1992—2017年期间,这说明对全国国家森林公园总面积贡献较大的区域主要分布在1992—2017年期间设立的国家森林公园;这段时期中,颜色比较深的网格又多集中分布在1992—1993、1996—1997、2000—2005、2015—2017年这几个年份期间,从而面积贡献最多的区域又可以细分为1992—1993、1996—1997、2000—2005、2015—2017年期间设立的国家森林公园。分省来看,颜色较深的网格在黑龙江、西藏、新疆、内蒙古4省分布较多,说明这几个省贡献的面积较多,天津、上海、宁夏、海南4省市有颜色的网格数量相对较少且颜色较浅,说明这几个省市对全国国家森林公园建设面积的贡献最小。 自1982年首个国家森林公园建立以来,我国的森林公园经历了近40年的长足发展,并在一定程度上带动了森林旅游和生态旅游的兴起,森林公园的设立也让各界学者愈加关注生物多样性及森林群落结构,极大的推动了森林公园在物种保护、生态评价和风景园林方面的研究,为我国森林公园的可持续发展奠定了良好的基础。 在森林公园的空间分布格局上,森林公园的数量分布与我国的林地资源分布状况基本吻合,总体呈现东密西疏、南密北疏的特点,说明森林资源的空间分布状况,影响着森林公园的设立数量。在面积分布上,面积热核集中的区域基本是我国森林资源比较丰富,同时省域面积也较大的几个省份,说明森林资源的分布状况及省域面积的大小,对森林公园设立的面积存在影响。通过观察不同省份森林公园的面积贡献情况,可以发现森林公园的建设还受当地的经济发展水平及人类活动的影响。地域辽阔、人口密度较低的省份对全国国家森林公园建设面积的贡献更大。 未来我国国家森林公园建设可以考虑加强西部地区的建设发展。扩大保护面积方面,宁夏、海南2省的国家森林公园仍有较大理论拓展空间,日后可以考虑结合省情进一步提升;研究领域方面,随着自然保护地体系的不断建立完善,未来可以加强国家森林公园动态监测评价、森林公园管理制度保障、森林公园建设成效评价、智慧森林公园等方面的研究,以此来推动全国森林公园的全面健康发展。 综合分析,主要得出以下几个结论:(1)国家森林公园、生态旅游、森林旅游、风景园林、生物多样性、自然保护区、评价、群落结构等是我国国家森林公园的历史研究热点领域。(2)我国国家森林公园总体呈现东密西疏、南密北疏的空间格局,并在面积分布上形成了2个集中分布热核,分别位于我国的黑龙江、吉林、辽宁东北区域及以四川为主的西南区域,而青海及西藏地区数量相对更少,分布密度也最低。(3)1992—2017年期间,特别是1992—1993年、1996—1997年、2000—2005年、2015—2017年期间国家森林公园的面积得到了更为显著的提升,黑龙江、西藏、新疆、内蒙古4省贡献的面积较多,天津、上海、宁夏、海南4省市对全国国家森林公园建设面积的贡献较小。1.2 数据来源
2 研究结果
2.1 建设发展情况
2.2 空间格局分析
3 讨论与结论
3.1 讨论
3.2 结论