自然區(qū)域景觀特征識別及其價值評估
——以青海湖流域為例

孫喬昀

張玉鈞*

1 背景

中國擁有大量包含著豐富而珍貴的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)的自然區(qū)域[1]，從名山大川到江河湖泊、從草原濕地到大漠冰封、從田園風(fēng)景到原生風(fēng)情，并且在2018年被國家認(rèn)定為“巨型荒野國家”(mega-wilderness nations)[2]。自然保護地(protected areas)以立法或其他有效途徑識別并明確劃定邊界的地理空間，能有效保護自然區(qū)域的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)[3-4]。目前，中國已建立了大量針對不同自然資源類型和生態(tài)系統(tǒng)的自然保護地；明確了自然保護地體系是以國家公園為主體、自然保護區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補充的統(tǒng)一管理模式。至2020年，中國的10個國家公園試點將基本完成，但是以什么條件申報設(shè)立、以什么標(biāo)準(zhǔn)劃定準(zhǔn)確的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)尚在探索中。因此需要尋求一個合理、綜合、科學(xué)的方法將區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化進行識別、分類、評估，繼而為國家公園的邊界和內(nèi)部功能分區(qū)的劃定提供依據(jù)。

景觀特征(Landscape Character)作為跨學(xué)科的綜合媒介和載體，融合了生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、歷史學(xué)和社會學(xué)等多學(xué)科的內(nèi)容[5]，可以較為全面地描述自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化。景觀特征評估(Landscape Character Assessment，LCA)通過對景觀特征的識別、評估，能有效地被各個不同的專業(yè)部門所了解，并以此減少隔閡，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)語言[6]。并且景觀特征評估已成為可持續(xù)發(fā)展、自然保護與土地管理的核心[7-8]，被認(rèn)為是輔助管理和決策的重要工具，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展需求提供了定性和定量的依據(jù)[9-10]。英國[5，11]、荷蘭[9]、新西蘭[12-13]等國家在自然保護地建設(shè)中先后進行了不同尺度的景觀特征評估；國內(nèi)關(guān)于景觀特征評估的實踐研究多集中在城市和鄉(xiāng)村區(qū)域[14-16]，自然保護地中僅有武當(dāng)山風(fēng)景名勝區(qū)利用景觀特征評估的方法進行了嘗試[17]。以英國為代表的歐洲國家的自然保護地體系在資源本底、人類活動影響等方面與中國的國家公園具有一定程度的差異，即中國國家公園多為自然本底條件良好、人類活動影響較少的自然區(qū)域。因此，本研究試圖通過借鑒國際經(jīng)驗，并結(jié)合國內(nèi)實際情況，構(gòu)建一套適用于中國國家公園的景觀特征評估方法，為國家公園的申報設(shè)立、邊界劃定和功能分區(qū)的規(guī)劃提供建議和依據(jù)，實現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護和自然資源永續(xù)利用。

2 景觀特征評估體系概況

2.1 景觀特征評估體系的發(fā)展演變

景觀特征評估起源于英國，其發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段[11，18]。

2 0世紀(jì)7 0年代初期的景觀評價(Landscape Evaluation)，強調(diào)科學(xué)、定量、客觀的景觀評價途徑[19]，但是將復(fù)雜的文化、直觀的視覺等問題簡化成一系列的數(shù)字和統(tǒng)計公式并不合理。此后，20世紀(jì)80年代中期的景觀評估(Landscape Assessment)建立了以景觀分類體系為基礎(chǔ)、研究景觀的差異性為主要問題的研究模式，關(guān)注的是景觀的相對價值而非絕對價值，擺脫了通用的景觀評價在相對價值上的模糊[11]。20世紀(jì)90年代中期景觀特征逐漸得到重視，為突顯“特征”在景觀評估中的核心地位，“景觀評估”逐漸被稱為“景觀特征評估”，在華威郡(Warwickshire)景觀特征評估的工程中正式出現(xiàn)和使用[20]。隨后成為《歐洲景觀公約》(The European Landscape Convention，ELC)的一部分在歐盟普及和推廣[21]。

2.2 景觀特征評估體系的流程及特點

LCA在《英格蘭和蘇格蘭景觀特征評估導(dǎo)則》(Landscape Character Assessment Guidance for England and Scotland)中有明確定義：是解決特征描述過程，包括識別、繪制、分類和描述景觀特征，以及根據(jù)景觀特征做出判斷的過程，以便為一系列不同的決策提供信息[5]。LCA中包含了景觀特征、景觀特征區(qū)(landscape character areas，LCAs)和景觀特征類型(landscape character types，LCTs)3個概念。景觀特征是指景觀中出現(xiàn)的獨特且可識別的形態(tài)一致的要素；景觀特征區(qū)是單一的獨特區(qū)域，是特定景觀類型的離散地理區(qū)域；景觀特征類型則是有著特定景觀類型的不連續(xù)的地理區(qū)域，本身也是獨特的[5]。

LCA的操作過程分為2個階段：第一個階段是“特征描述”，第二個階段是“價值評估”[5]。LCA在第一階段具有尺度分級、要素綜合和價值中立的特點，即能在不同尺度下對特定區(qū)域進行具有多樣化、綜合、跨學(xué)科的要素類型的特征描述，且不對景觀特征做出評價[5]；在第二階段，以風(fēng)景描述單元法(Landscape Description Unit，LDU)[22]為基礎(chǔ)，結(jié)合其他方法(如公眾參與的定性研究)進行價值評估[23]。同時，由于決策和LCA的分離，在一定程度上避免了LCA在編制階段的主觀導(dǎo)向性[24]。

圖1 青海湖流域范圍與區(qū)位

3 青海湖流域景觀特征識別及其價值評估流程

2018年《青海以國家公園為主體的自然保護地體系示范省建設(shè)總體方案》中提到將青海湖區(qū)域設(shè)立為青海湖國家公園，并納入青海國家公園示范省的建設(shè)試點項目中。目前青海湖流域沒有進行全面的景觀特征評估，該流域內(nèi)現(xiàn)有的各類保護地景觀評價工作不成體系，主要是伴隨個別的研究或者工程項目而開展的[25-26]。

本文對青海湖及其入湖河流的匯水區(qū)域所構(gòu)成的青海湖流域進行研究(圖1)，總面積約為2.96萬km2[27-28]。青海湖流域具有封閉的內(nèi)流區(qū)和湖泊盆地，屬于獨立完整的自然地理單元；并且流域內(nèi)的青海湖是我國面積最大的內(nèi)陸咸水湖泊，它以巨大的水體與流域內(nèi)的天然草場和林地共同構(gòu)成了阻擋西部荒漠風(fēng)沙向東蔓延的生態(tài)屏障。因此青海湖流域被認(rèn)定為申報設(shè)立青海湖國家公園的評估區(qū)。

研究開始時，參考了英國、新西蘭、中國香港等國家和地區(qū)的景觀特征評估方法。通過對案例的景觀特征要素的選擇、評估方法、結(jié)論，以及地理信息系統(tǒng)軟件(ArcGIS)的使用進行研究和對比，得出本研究的研究流程和研究方法。研究的操作過程有2個階段，第一個階段是“特征描述”，第二個階段是“價值評估”。第一階段分為4個步驟：1)界定范疇，確定了研究目標(biāo)、研究規(guī)模與深度、人力物力資源投入和利益相關(guān)者的范圍；2)案頭研究，經(jīng)過要素篩選、數(shù)據(jù)處理、特征聚類3步后得到景觀特征地圖草圖；3)實地調(diào)查，結(jié)合案頭研究階段的成果進行實地數(shù)據(jù)的補充、收集；4)分類和描述，整合案頭研究和實地調(diào)查的資料對不同的景觀特征類型、特征分區(qū)進行描述，識別其中的關(guān)鍵特征，調(diào)整景觀特征地圖草圖，形成最終的景觀特征地圖。第二階段：結(jié)合國內(nèi)外已有的經(jīng)驗和利益相關(guān)者的咨詢結(jié)果，在實地調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上針對單個景觀特征區(qū)進行價值評估，并繪制全流域的價值評判結(jié)果圖。

3.1 案頭研究

景觀特征要素篩選：不同國家地區(qū)、不同尺度和類型的項目在做景觀特征評估時的景觀特征要素類型的選擇有所不同。參考英國[29-30]、新西蘭[12]和中國香港[31]等國家和地區(qū)的具體案例后，根據(jù)青海湖流域的現(xiàn)狀條件列出了在區(qū)域?qū)蛹壪逻m用于流域生態(tài)系統(tǒng)的景觀特征要素，包括2個大類要素、11個小類要素(表1)。第一大類要素為自然要素，包括地質(zhì)、海拔高度、坡度、土壤、水文、植被、生態(tài)棲息地及氣候特征(干燥度/溫度)；第二大類要素為人文/社會要素，包括聚居風(fēng)貌、土地利用及文化遺產(chǎn)。

數(shù)據(jù)來源與處理：地質(zhì)、土壤和土地利用現(xiàn)狀是矢量數(shù)據(jù)，海拔高度和坡度數(shù)據(jù)由高程數(shù)據(jù)(DEM模型，10m精度，2015年)在ArcGIS平臺中計算得出，水文數(shù)據(jù)由土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯。植被、生態(tài)棲息地、氣候特征、聚居風(fēng)貌和文化遺產(chǎn)等紙質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)矢量化、校對坐標(biāo)后錄入ArcGIS平臺。

景觀特征聚類：首先，選定要素類型后，在ArcGIS平臺搭建空間數(shù)據(jù)庫；青海湖流域總面積與英國大部分國家公園的尺度相近，可被認(rèn)定為區(qū)域尺度下的評估，因此在空間精度上，參考英國景觀特征空間區(qū)劃的1km×1km的網(wǎng)格精度[22]，將流域劃分成29 593個1km×1km的網(wǎng)格。通過對各景觀特征要素矢量數(shù)據(jù)賦值編碼，建立初步的景觀特征要素空間數(shù)據(jù)信息。利用ArcGIS空間分析工具，對每一個網(wǎng)格都賦予其地理空間對應(yīng)的要素編碼。然后，把所有景觀特征要素編碼按一定的規(guī)則、方法聚類成若干個景觀特征區(qū)和景觀特征類型，目前常用的方法有TWINSPAN、FRAGSTATs和基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式等[22，34]。其中基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式假設(shè)景觀特征類型(LCT)能夠從2個數(shù)據(jù)中派生出來[9]，該方法具有操作簡便、輸入與輸出端對接兼容、分類與重生成過程快速等優(yōu)勢。故本研究選用基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式，與利益相關(guān)者共同制定聚類規(guī)則，根據(jù)聚類規(guī)則在ArcGIS平臺中繪制景觀特征地圖草圖。

圖2 實地調(diào)查樣點

3.2 實地調(diào)查及分類和描述

實地調(diào)查：基于景觀特征地圖草圖進行實地調(diào)查、驗證與修正。首先將研究區(qū)劃分為20km×20km的網(wǎng)格，網(wǎng)格焦點為初步實地調(diào)查樣點；然后將初步調(diào)查樣點與景觀特征地圖草圖、道路類型圖疊合，檢查單一景觀特征區(qū)中是否有1～2個實地調(diào)查樣點覆蓋，無樣點覆蓋則在此景觀特征區(qū)的質(zhì)心增設(shè)1個樣點，大于2個則結(jié)合道路距離剔除多余的樣點，使其樣點數(shù)降低為2處。最終，共計137個調(diào)查樣點(圖2)。

對每一處樣點進行4個方面的記錄：1)數(shù)據(jù)記錄，主要記錄基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及采集影像資料；2)描述記錄，對樣點所在的特征區(qū)進行描述，描述使用價值中立的語言，并對在案頭研究階段尚未發(fā)現(xiàn)的景觀要素進行補充、修正；3)價值記錄，針對獨特性、自然資源價值、文化資源價值和視覺資源價值4個方面進行記錄，以便在第二階段做出評判；4)發(fā)展趨勢判斷，判斷樣點所在的特征區(qū)是否有變化的趨勢及其原因。

表1 景觀特征要素分類及格式類型

分類和描述：根據(jù)案頭研究、實地調(diào)查共同收集分析的數(shù)據(jù)進行整理，進行最終的特征類型與特征分區(qū)標(biāo)繪；特征類型與特征分區(qū)的描述；識別關(guān)鍵特征，繪制最終的景觀特征地圖和完善數(shù)據(jù)庫。

3.3 價值評估

召集若干名風(fēng)景園林師，并組織國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院、青海湖景區(qū)保護利用管理局等部門，以及致力于保護當(dāng)?shù)仫L(fēng)景資源的志愿者共同參與價值評判階段。

結(jié)合景觀特征類型圖和實地調(diào)查中的價值記錄數(shù)據(jù)，利用層次分析法針對自然資源價值、文化遺產(chǎn)價值和視覺價值[31]3個一級指標(biāo)進行評估，并將3個一級指標(biāo)細分為若干二級指標(biāo)，通過構(gòu)造成對比較陣、計算權(quán)重和一致性檢驗后分析得出每個景觀特征區(qū)的質(zhì)量值。其中自然資源價值和文化遺產(chǎn)價值參考國內(nèi)現(xiàn)行法規(guī)文件[35-38]細分為若干二級指標(biāo)，視覺價值則參考中國香港[31]的景觀特征評估中的視覺指標(biāo)分為復(fù)雜度和連貫度2個二級指標(biāo)(表2)。最后將評分錄入Arcgis平臺，形成價值評判結(jié)果圖。

圖3 景觀特征地圖

圖4 價值評判結(jié)果

4 景觀特征識別及其價值評估結(jié)果與應(yīng)用解析

4.1 景觀特征識別及其價值評估結(jié)果

通過以上工作流程，最后青海湖流域被劃分成了23個景觀特征類型，104個景觀特征區(qū)域(圖3)。2個大類要素、11個小類要素都被記錄到ArcGIS平臺數(shù)據(jù)庫中，每一個景觀特征區(qū)都含有完整的實地調(diào)查記錄數(shù)據(jù)。

景觀特征區(qū)的質(zhì)量值根據(jù)專家評分通過自然斷點法劃分為3檔。高價值特征區(qū)(分值0.88～1.42)、中價值特征區(qū)(分值0.40～0.87)和低價值特征區(qū)(分值0.20～0.39)，最終得到了青海湖流域高價值特征區(qū)46個、中價值特征區(qū)47個、低價值特征區(qū)11個(圖4)。結(jié)果表明：1)高價值特征區(qū)分布在青海湖、布哈河上游和烏哈阿蘭河上游，包含了咸水湖泊景觀、淡水湖泊景觀、沼澤濕地景觀、河口景觀、河谷景觀Ⅰ、山頂景觀Ⅰ、山坡景觀、山谷景觀、高海拔荒漠景觀和高海拔針葉林景觀；2)中價值特征區(qū)分布在環(huán)湖地帶，包含了環(huán)湖沙地景觀、環(huán)湖草甸景觀、環(huán)湖草原景觀、沿河草原景觀、沿河灌叢景觀、河谷景觀Ⅱ、中海拔草原景觀、中海拔灌叢景觀、高海拔草原和高海拔灌叢景觀；3)低價值特征區(qū)分布在流域邊界和環(huán)湖地帶，包含了高海拔草甸景觀、山頂景觀Ⅱ和村鎮(zhèn)農(nóng)田景觀。

4.2 景觀特征識別及其價值評估在建設(shè)國家公園過程中的應(yīng)用

國家公園是以保護具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)為主要目的，實現(xiàn)自然資源科學(xué)保護和合理利用的特定陸地或海洋區(qū)域，其主要目標(biāo)就是實現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護和自然資源永續(xù)利用。景觀特征識別及其價值評估結(jié)果作為輔助管理和決策的重要工具在建設(shè)國家公園的過程中具有以下作用。

1)在申報設(shè)立國家公園過程中的應(yīng)用。

區(qū)域?qū)用娴木坝^特征識別及價值評估結(jié)果通過可視化的地圖、完整的數(shù)據(jù)庫兩者結(jié)合，可為申報設(shè)立國家公園的過程中提供宏觀、綜合的視角，以了解區(qū)域內(nèi)具體需要保護的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的現(xiàn)狀。同時利用地圖和數(shù)據(jù)庫可對申報指標(biāo)(如國家代表性、生態(tài)完整性、自然原真性和設(shè)立可行性)進行復(fù)核，檢驗評估區(qū)的條件是否符合設(shè)立國家公園的要求。

2)在國家公園的邊界劃定過程中的應(yīng)用。

根據(jù)景觀特征評估輔助判定評估區(qū)內(nèi)某一特征區(qū)是否需要劃入國家公園的范圍，最終確定國家公園的準(zhǔn)確邊界。例如，青海湖流域范圍內(nèi)的高價值特征區(qū)全部劃入國家公園范圍；流域邊緣由于視覺價值低所產(chǎn)生的低價值和中價值特征區(qū)建議不劃入國家公園，而流域中心區(qū)域受人類影響因素較大的低價值和中價值特征區(qū)則劃入國家公園予以有效保護和科學(xué)利用。

3)在國家公園的功能分區(qū)和政策制定過程中的應(yīng)用。

根據(jù)不同保護及發(fā)展目標(biāo)利用景觀特征評估輔助制定不同的管理模式以維護、提升價值。通過這種方式既能保證對區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)進行整體保護，又能保留原有的自然文化，還能保證自然資源的合理利用。

5 結(jié)語

表2 景觀特征區(qū)價值評分

景觀特征是某一特定區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)和自然文化的體現(xiàn)，是實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)整體保護和自然資源永續(xù)利用的關(guān)鍵。本研究表明青海湖流域具有23個景觀特征類型、104個景觀特征區(qū)域；綜合了獨特性、自然資源價值、文化遺產(chǎn)價值和視覺資源價值4個方面對已劃分的景觀特征區(qū)進行價值評估，得到高價值景觀特征區(qū)46個，中價值景觀特征區(qū)47個，低價值景觀特征區(qū)11個。由此提出，國家公園申報設(shè)立的條件可利用景觀特征評估結(jié)果進行復(fù)核；邊界劃定、功能分區(qū)和政策制定過程中參考景觀特征識別和價值評估結(jié)果進行輔助決策、管理。

目前我國大多數(shù)關(guān)于景觀特征識別的對象多集中在點狀要素上且適用的尺度不大[15，39-40]；價值評判操作過程主要進行景源篩選、分類和分級，評價結(jié)果通常呈點狀分布[41]，基于點狀要素的評價的規(guī)劃通常是“點線結(jié)合”的模式，缺少區(qū)域的整體性；并且，整個參與流程沒有利益相關(guān)者的參與，較難充分滿足各方利益訴求，使國家公園各項管理政策不能得到有效落實。因此，現(xiàn)行的評價方式不能滿足保護具有國家代表性的大面積自然生態(tài)系統(tǒng)的要求，不完全適用于國家公園的申報設(shè)立和相關(guān)規(guī)劃。相比較下，本研究使用的景觀特征評估方法具有以下優(yōu)勢：1)基于價值中立的景觀特征對區(qū)域內(nèi)包括點線面在內(nèi)的所有要素進行識別和分類，不僅僅局限于點要素，還能從空間上準(zhǔn)確描述不同類型景觀的空間分布特點及其數(shù)量，可以為區(qū)域發(fā)展和保護提供科學(xué)可靠的依據(jù)；2)在參考、結(jié)合現(xiàn)有評價指標(biāo)分類的基礎(chǔ)上，充分考慮了利益相關(guān)者的觀點，使得評估結(jié)果更為客觀；3)其目的是為了進行可持續(xù)景觀的管理，而不是過分強調(diào)景觀資源的開發(fā)利用，符合建設(shè)國家公園的目標(biāo)。

但是，景觀特征評估也有不足之處。例如：本研究使用的基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理方式帶有一定的人為主觀判斷，同時，要素網(wǎng)格化及景觀特征類型的邊緣處于動態(tài)變化的狀態(tài)使得2個相鄰的景觀特征類型的邊界無法精確劃定。如何在景觀特征區(qū)劃分的過程中盡量減少人為的影響，確定準(zhǔn)確、清晰的邊界是將來需要解決的問題。因此，國家公園建設(shè)過程中應(yīng)用景觀特征識別和價值評估作為依據(jù)和參考時也應(yīng)當(dāng)考慮景觀特征區(qū)邊界的準(zhǔn)確性，即是否完全按照景觀特征區(qū)的邊界去劃定整個國家公園的邊界和功能分區(qū)。

注：文中圖片均由作者繪制。

致謝：感謝國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院提供的幫助。