自然保护区布局与功能分区方法研究

刘彦泽 王 蕊 张艳侠 陈彩霞 陈怡研

河北雾灵山国家级自然保护区管理中心，河北 兴隆 067300

0 引言

自然保护区是指对有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布、有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在的陆地、陆地水域或海域等，依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域［1］。杨亮亮等［2］研究发现，我国的自然保护区发展大概经历了5个阶段，即始建阶段（1956—1965年）、停滞阶段（1966—1971年）、恢复阶段（1972—1978年）、全面规划和迅速增长阶段（1979—2000年）、科学规划建设与经营管理阶段（2001年以后）。截至2018年底，我国共建成各类自然保护区2 753个，其中国家级自然保护区463个［3］。当前的大量研究和实践表明，建立自然保护区已成为保护生物多样性的重要方式之一［4-5］。笔者详细介绍了当前我国自然保护区使用的布局方法和功能分区方法，并对我国自然保护区的建设现状进行分析，针对存在的问题提出对策建议，旨在推动我国自然保护区的高质量发展，为构建人与自然和谐共生的现代化社会提供借鉴。

1 自然保护区布局方法

1.1 保护空缺分析

保护空缺是由Burley在1988年提出的，多指未被保护区有效保护的植被或植物和动物等分布地［6］。保护空缺分析一般是指在获得同一地域生物物种的空间分布图、保护区的空间分布图、植被类型的分布图等信息之后，通过图层叠加技术对该地域进行保护空缺分析［7］。美国最早以州为单位在全国开展了保护空缺分析［8］。我国在20世纪末将保护空缺分析应用于生物多样性的保护研究，近年来的应用越来越多［9］。谢文冬等［10］将燕山地区的40种国家重点保护鸟类作为指示物种，运用Marxan系统保护规划模型和物种分布模型进行了保护空缺分析。

1.2 保护优先区分析

保护优先区分析是指在获得区内野生动植物多样性分布数据的基础上，应用数学方法量化分析出保护顺序的过程。保护优先区多用生物多样性的敏感区、热点区和关键区等表示。近些年，保护优先区分析法被广泛应用，有力地促进了我国自然保护区的建设。例如，刘端［11］研究了广西壮族自治区维管植物保护优先区，运用主成分分析法得出4个保护指数，再将筛选出的保护优先区与当前的自然保护区比较，为科学保护野生动植物资源提供依据。

1.3 生态区保护规划

编制生态区保护规划是保护区域生态系统的重要途径，是指在生物地理区划研究的基础上进行生物多样性及生态环境等相关保护规划。国际上，主要应用生物地理区划的研究结果为区域自然保护区的合理规划布局提供依据。全球分区方案和理念对全球自然保护区建设具有非常重要的指导作用，有助于推动生态区保护规划的发展。我国最早关于动植物的分布研究可追溯到春秋战国时期，《尚书·禹贡篇》就有相关记载。《山海经》中有许多关于奇禽异兽的分布描述，记载了古人对动物分布的区域研究。张荣祖［12］和李霄宇［7］根据我国实际，对动物和植物进行了地理划分。党的十八大将生态文明建设纳入“五位一体”中国特色社会主义事业总体布局，各省（自治区、直辖市）严格贯彻落实习近平总书记关于生态文明建设的重要论述，按照绿色发展理念，编制了各自的生态区保护规划，极大地促进了自然保护区的建设。

2 自然保护区功能分区依据与方法

2.1 功能分区依据

1994年，我国颁布了《中华人民共和国自然保护区条例》，明确规定了自然保护区可以分为核心区、缓冲区和实验区。这是自然保护区划分功能区的基本依据。随着我国自然保护区的进一步发展，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》。我国各类自然保护区按照该文件精神进行了区域的优化整合，将原来的三区调整为两区，即核心保护区与一般控制区。核心保护区与之前的核心区相比范围更大，包括了原缓冲区，在此区域内禁止人为活动。一般控制区为原来的实验区，对人为活动进行限制。

2.2 功能分区主要方法

2.2.1 景观适宜性评价法。景观适宜性评价法是指首先确定不同景观因子对研究物种的重要性（或影响程度），再根据其权重对各景观因子的空间组合对物种的景观适宜性进行评价。研究发现，此方法较适用于生物类自然保护区。李宇其等［13］以贵州省贵阳市观山湖公园内苔藓植物为研究对象，利用主成分分析法计算出各类指标的影响因子、贡献率及综合得分，为完善苔藓植物的景观适宜性评价方法提供数据基础。

2.2.2 物种分布模型法。物种分布模型是目前生态学领域研究的热点。不同研究者因为研究目的不同对物种分布模型法命名不同，物种分布模型又被称为物种栖息地模型或者生态位模型［14］。此次研究的物种分布模型法是指结合物种的巢域面积、景观连接度、生境破碎化程度等指标，通过物种的分布模型划分自然保护区内功能区的方法。此方法适用于以保护珍稀濒危物种为主的自然保护区，尤其是对核心区域的确定。许斌等［15］根据画稿溪自然保护区内桫椤的210个分布点和66个环境变量，利用物种分布模型预测了桫椤潜在的适生空间。

2.2.3 最小费用距离计算法。最小费用距离是指物种经过不同阻力的景观所耗费的费用或者克服阻力所做的功，能够反映出物种的可达性。在自然保护区内，物种在核心区移动时的景观阻力最小，缓冲区较大，实验区最大［8］。此方法比较适用于野生生物类自然保护区的功能划分。

2.2.4 不可替代性计算法。不可替代性主要是表达一个规划单元在整个保护目标中的重要性，通过将其与人类活动干扰指数相结合，反映生物多样性保护价值的空间分布规律，可用来进行保护区功能分区。此方法主要适用于生态系统和野生生物类自然保护区的功能划分。

3 我国自然保护区建设现状

我国逐步建成了以国家级、省级与市县级为主导、类型齐全、数量庞大的自然保护区网。截至2018年底，我国已建成了2 753个自然保护区，总面积为147.12万km2，占国土总面积的15.6%。我国各级自然保护区数量呈金字塔状，面积呈倒金字塔状［16］（见表1）。我国市县级保护区数量最多（1 437个），占总自然保护区数的52.20%；其次为省级（853个），占总数的30.98%；国家级自然保护区最少（463个），仅占16.82%。国家级自然保护区面积最大，为97.44万km2，占总面积的66.23%；省级自然保护区面积为36.90万km2；市县级自然保护区面积为12.78万km2。

表1 2018年我国各省（自治区、直辖市）自然保护区数量与面积统计

我国各省（自治区、直辖市）的自然保护区数量相差较大，保护区数量最多的为广东省（384个），其次为黑龙江省（250个），排名第3的为江西省（201个）；直辖市中保护区数量较多的为重庆市（57个），最少的为上海市（4个）；各省（自治区、直辖市）中国家级自然保护区数量最多的为黑龙江省（46个），其次为四川省（31个），排名第3的为内蒙古自治区（29个），最少的为江苏省（3个）；在直辖市中，重庆市的国家级自然保护区最多（6个），上海市和北京市的国家级自然保护区为2个；西藏自治区自然保护区总面积和国家级自然保护区面积均占首位，其次是青海省。

结合各省（自治区、直辖市）自然保护区生态功能分区与生物资源分布可以看出，我国自然保护区建设目前存在的问题主要有两个，一是布局不均衡，二是对关键地区、重点领域生物多样性的就地保护力度较小。因此，各省（自治区、直辖市）的自然保护区建设均有待进一步加强。

4 我国自然保护区布局与功能分区存在的问题与发展展望

4.1 自然保护区布局

许多省（自治区、直辖市）前期建立的自然保护区都是通过考察局部区域保护对象的空间分布进行保护空缺分析，提出建设自然保护区的空间范围，并通过后期本底资源补充调查进行验证。但缺少全面的动植物空间分布数据，限制了保护空缺分析方法的使用。因此，各地在今后需要做好保护区本底资料的收集工作以弥补这一不足。利用保护优先区分析法进行自然保护区布局，较容易忽视某些生物多样性并不丰富的地区，然而这些区域的物种可能面临更大的生存威胁。

如何将以上3种方法进行整合并综合运用于自然保护区布局，是未来研究和实践的方向。根据我国目前国家级-省级-市（县）级的自然保护区体系，各地应在做好大尺度与小尺度范围内资源空间格局与生态功能界定，细化动植物地理分布区划方案的前提下，综合运用这3种分析方法进一步做好自然保护区布局，推动实现我国自然保护区生态功能价值和保护时效的最大化。

4.2 自然保护区功能分区

我国出台的与自然保护区相关的法律、法规为各类自然保护区的功能分区提供了重要的参考依据。然而，在具体的功能规划实践中，各地难以依据相关法规条例的简单规定对功能区进行明确划分。对自然保护区本底的资源调查和研究情况会直接影响其功能分区和对保护对象的保护效果。目前，将自然保护区功能区由三区调整为两区的区划方法，较适用于森林生态系统等具有稳定性的保护区。今后，各地在划分自然保护区功能区前应做好本底资源调查，因地制宜做好功能区规划。另外，在具体规划实践中，相邻自然保护区的设计和研究要从整个生态系统和保护对象考虑，同时兼顾相邻自然保护区之间的协调关系，争取实现生态系统保护的最大价值。