基于GIS技術(shù)的自然保護地專項技術(shù)分析報告

盧世放 羅素君

摘要：以東莞市自然保護地為研究對象，按照地理信息系統(tǒng)的方法，調(diào)查全市自然保護地的基本情況，研究自然保護地空間分布、生態(tài)效益、社會效益，討論自然保護地加強整合、優(yōu)化、勘界立標等管理改革問題。

關(guān)鍵詞：自然保護地;東莞市;GIS技術(shù)

中圖分類號：S759.9 文獻標識碼：A

為貫徹落實中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》），踐行“山水林田湖草是一個生命共同體”的生態(tài)理念，解決自然保護地存在的重疊設(shè)置、邊界不清、保護與發(fā)展矛盾等歷史遺留問題。

本文以東莞市自然保護地為例，按照地理信息系統(tǒng)的方法，還原自然，通過研究自然保護地空間分布、生態(tài)效益、社會效益，討論自然保護地加強整合、優(yōu)化、勘界立標等管理改革問題，提出對東莞各類自然保護地從空間上進行歸并整合，管理上實施統(tǒng)一管理等措施，協(xié)調(diào)保護與發(fā)展的矛盾關(guān)系[1]。

1 研究區(qū)概況

東莞市位于廣東省中南部，珠江口東岸的珠江三角洲。因地處廣州之東，歷史上境內(nèi)盛產(chǎn)莞草、莞香（土沉香）而得名。介于東經(jīng)113°31′～114°15′，北緯22°39′～23°09′。全市陸地面積2460.1 km2，海域面積82.57 km2。東莞森林植被類型為南亞季風(fēng)常綠闊葉林，全市森林面積54 889.84 hm2，森林覆蓋率為37.4%，截至2017年年底，記錄有高等維管植物1630種，本土珍稀植物100多種[2]。

《指導(dǎo)意見》指出：自然保護地是由各級政府依法劃定或確認，對重要的自然生態(tài)系統(tǒng)、自然遺跡、自然景觀及其所承載的自然資源、生態(tài)功能和文化價值實施長期保護的陸域或海域。東莞自然保護地現(xiàn)有的保護地類型有自然保護區(qū)、森林公園和濕地公園三大類，分別是：（1）自然保護區(qū)：東莞黃唇魚市級自然保護區(qū)為海洋類型的自然保護區(qū)，其他5個為森林和野生動物保護類型自然保護區(qū)。（2）森林公園：自1993年省林業(yè)局批準大嶺山等省級森林公園至今，全市共建立了1個國家級森林公園、5個省級森林公園和17個市級森林公園。（3）濕地公園：包括1個國家濕地公園和5個市級濕地公園。

2 研究方法

2.1 圖紙的矢量化原理

假定保護地紅線是由拐點圍合成的多邊形，多邊形是由有n條邊，也可以切割為（n-2）個三角形。利用相似三角形的面積和邊形的比例關(guān)系，我們不難證明出保護地紅線掃描圖紙和矢量圖形的比例關(guān)系[3]。如公式（1）所示。

注：Scale表示兩個相似多邊形的邊長比例，A1、A2表示相似多邊形面積。

2.2 研究步驟

各級政府依法劃定和確定的自然保護地圖紙分兩類進行處理，第一類是已經(jīng)矢量化數(shù)據(jù)的紅線無須進行處理直接導(dǎo)入地理信息系統(tǒng);第二類是沒有矢量化數(shù)據(jù)的自然保護地圖紙需要進行矢量化。矢量化步驟簡介如下：首先對圖紙進行掃描;其次根據(jù)上述圖紙的矢量化原理，利用AutoCAD和Arc GIS兩種繪圖軟件作為工具，將紙質(zhì)圖紙轉(zhuǎn)化成具有與規(guī)劃面積相同、形狀一樣的矢量化數(shù)據(jù)圖形，轉(zhuǎn)換后的圖紙和原來的圖紙是面積不相同的兩個相似多邊形;最后根據(jù)特征點位置匹配到地理信息系統(tǒng)中。

3 結(jié)果和結(jié)論

3.1 東莞自然保護地空間分布特點

由表1可見，東莞市自然保護地有兩個特點：一是保護類別豐富，數(shù)量眾多。按照自然保護地的審批級別和類型有7種類型，分別為：森林和野生動植物類型市級自然保護區(qū)、海洋生態(tài)類型市級自然保護區(qū)、國家級森林公園、省級森林公園、市級森林公園、國家級濕地公園和市級濕地公園，數(shù)量共計35個。二是保護地之間的設(shè)置交叉重疊。全市自然保護地面積之和為50 869.6 hm2，通過用Arc GIS軟件進行疊加分析，實際總面積為37 290.31 hm2。面積減少的原因是各類保護地互相重疊交叉，包括市級森林公園和省級森林公園重疊、市級森林公和市級自然保護區(qū)重疊兩種類型，重疊總面積為14 407.40 hm2。

3.2 東莞自然保護地生態(tài)和社會效益顯著

東莞市自然保護地為東莞市生態(tài)建設(shè)的核心載體，對改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮了重要作用，主要體現(xiàn)在以下方面：一是，全市劃定的自然保護地總面積為35 805.32 hm2，只占全市面積的14.55%;自然保護地內(nèi)劃定有省級生態(tài)公益林13 934.93 hm2，占全市生態(tài)保護紅線71.9%。如表2所示，對表1所述35個自然保護地的面積與生態(tài)公益林、生態(tài)保護紅線面積進行線性回歸分析，相關(guān)性顯著。二是，近3年來，每年進入自然保護地的游客數(shù)量逾2000萬人次，成為東莞市民節(jié)假日時間生態(tài)旅游、休憩鍛煉和自然教育最主要的場所，占全市生態(tài)保護紅線71.9%。如表2所示，對表1所述35個自然保護地的面積與生態(tài)公益林、生態(tài)保護紅線面積進行線性回歸分析，相關(guān)性顯著。同時自然保護地自然資源豐富，成為城鄉(xiāng)居民重要的水源地、城鄉(xiāng)居民生產(chǎn)生活的后花園。

3.3 東莞自然保護地保護與發(fā)展矛盾突出

用Arc GIS進行分析，東莞市位于珠江三角洲核心區(qū)域，經(jīng)濟發(fā)達，自然保護地為早期搶救性劃建，時間緊、技術(shù)落后;后期又因各種規(guī)劃不統(tǒng)一，自然保護地保護與發(fā)展矛盾突出，主要體現(xiàn)在以下方面：第一，保護地內(nèi)存在較多居民的生產(chǎn)生活設(shè)施。東莞自然保護地內(nèi)有城鄉(xiāng)建設(shè)用地、風(fēng)景旅游用地區(qū)、交通水利用地和特殊用地約1818.13 hm2，占保護地總面積的5.08%。第二，保護地內(nèi)有較多的集體土地。東莞自然保護地的土地所有權(quán)有兩類：一是國有土地，全部為國有林場范圍，總面積8275.68 hm2，占全部保護地地面積的23.11%。二是集體土地，即農(nóng)民集體所有的土地，共27 529.31 hm2，占全部保護地面積的76.89%，其中基本農(nóng)田總面積4365.36 hm2。第三，海洋和濕地類保護地面積較少。海洋類自然保護區(qū)和濕地公園等以水為載體的自然保護地總面積1666.07 hm2，占所有保護地面積的4.65%。用Arc GIS進行分析，除廣東華陽湖國家濕地公園劃入生態(tài)紅線111.81hm2 外，其他保護地均沒有劃入生態(tài)保護紅線，也沒有劃入生態(tài)公益林。

3.4 討論

針對東莞自然保護地數(shù)量多、面積小、區(qū)域交叉重疊的空間分布特點，按照《指導(dǎo)意見》建議對全市的自然保護地進行歸并、整合、優(yōu)化。穗花杉（Amentotaxus argotaenia）、三尖杉（Cephalotaxus fortunei）、黃唇魚（Bahaba flavolabiata）等個別典型區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動植物的天然集中分布區(qū)繼續(xù)保留為自然保護區(qū)，實施最嚴格的生態(tài)保護制度;其他保護地整合為自然公園，探索在全市建立統(tǒng)一的自然保護地管理群，實施一個管理機構(gòu)統(tǒng)一管理多個自然保護地的模式。同時實行社會化管理，為市民提供更多高質(zhì)量的生態(tài)產(chǎn)品。建議自然保護地數(shù)量由35個整合為22個，將不符合自然保護地功能定位的改為建設(shè)用地、基本農(nóng)田或預(yù)留發(fā)展用地后，整合后保護地面積應(yīng)不少于310km2。關(guān)于集體林地，通過建立差額化自然保護地補償機制，通過租賃、置換、贖買、合作方式管理集體土地的自然保護地，提高自然保護地屬地居民的經(jīng)濟效益。將自然保護地劃分為核心保護區(qū)和一般控制區(qū)，建立以自然公園為主的保護地體系;與國土空間規(guī)劃，生態(tài)保護紅線統(tǒng)一起來，實現(xiàn)多規(guī)合一，對自然保護地進行有效保護。

參考文獻

[1] 唐芳林，王夢君，孫鴻雁.自然保護地管理體制的改革路徑[J].林業(yè)建設(shè)，2019（2）：1-5.

[2] 東莞自然地理概況[EB/OL].（2018-06-03）[2020-01-09]http：//www.dg.gov.cn/cndg/zydl/list_tt.shtml.

[3] 卡佳坦波斯基特.可怕的數(shù)學(xué)超級公式[M].北京：北京出版集團公司，2013.