地理信息技術在自然保護區管理中的應用

楊媛媛

在自然保護區管理中，地理信息系統的應用范圍越來越廣，相比傳統的管理技術和管理方法，地理信息技術能顯著提高管理效率，本文以湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區管理為例，介紹如何應用先進的地理信息技術，實現自然保護區的科學管理，推動其健康發展。

湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區簡介

湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區位于羅霄山脈中段、湘贛邊境萬洋山北之西北坡，是湘、贛兩大水系的分脊線和洣水的發源地。批復面積為23786 公頃，落圖面積24059.54公頃。主要保護對象包括3大類：一是保存較完整，具有華南、華中、華東等多種區系成分的原始次森林。二是我國特有的亞熱帶殘存寒溫性針葉樹種資源冷杉（大院冷杉）及其群落;特有珍稀保護植物銀杉、伯樂樹等。三是稀有瀕危的物種。保護區內全球稀有瀕危物種較多，現有國家重點保護野生動物29種，其中I級4種、Ⅱ級25種;國家重點保護野生植物20種，其中I級6種、Ⅱ級14種。經過十幾年的建設與保護，此區已經構建全面的管理體系。

地理信息技術在自然保護區研究和開發中的應用

在自然保護區研究和開發中最主要的決策支持工具是地理信息技術。運用地理信息技術獨特的空間分析以及空間信息管理功能，研究自然保護區地貌結構以及生物多樣性和預測分析生態系統演變模型的結果，在一定程度上可以為保護和開發自然保護區提供重要的決策依據。

在地貌結構研究中應用地理信息技術。環境的重要載體是地貌，通過研究地貌結構有利于了解自然保護區生態系統的整個演變和形成過程。炎陵桃源洞國家級自然保護區地質古老、地形復雜，地理信息技術利用遙感影像數據以及數字地圖能夠生成數字地面模型，在配準和改正遙感影像后，與數字高程模型（簡稱DEM）進行復合，又能夠生成地貌三維景觀透視圖。以數字高程模型為前提提取坡向、地表水系以及坡度網絡等，可以將自然保護區的地貌結構以及形態立體可視化。

在動植物分布與動態監測中應用地理信息技術。湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區森林植被類型可分為4個植被型組、9個植被型、22個群系（叢），陸生脊椎動物共212種，分屬25目70科。地理信息技術數據庫可以在同一時間對其動植物資源的空間地點信息以及有關的屬性信息進行管理，利用針對遙感影像數據的地面調查和數字分析相融合的方法，可以結合保護區域中的所有動植物資源分類構建數據庫，然后通過地理圖形的手段將每種動植物的空間分布模式都充分展示出來，全面分析動植物生長環境以及動物棲息環境。還能夠以遙感影像數字分析為前提，對植物生長情況以及病蟲害情況進行監測，利用統計圖表以及專題地圖的形式向工作人員和決策人員顯示分析結果。

在生態系統中應用地理信息技術。大自然界的生態系統屬于有機整體，通過對生態系統變化產生影響的各個因素進行分析和探究其變化過程，不僅有利于人與生態和諧共處，而且可以實現自然保護區生態系統的正常循環。從某個角度來看，地理信息技術為分析生態系統的功能以及變化過程提供各種各樣的研究方法。生態系統不同構成部分的彼此作用和關系能夠利用地理信息技術的空間顯示以及分析工具來進行科學研究并展現結果。地理信息技術自身的空間統計以及空間疊加功能，可以使研究者從一些生態數據中發現對生態系統變化造成影響的關鍵因素，以建立完善的生態系統演變模型。在地理信息技術系統中，如果能提供充分的數據支持，可以利用矢量數據編寫生態系統演變模型的程序來科學預測分析今后5年到10年的變化，而且可以通過統計圖表以及地理圖形的形式將分析結果制作成專題地圖。事實上，不管是生態系統演變模型還是地理信息系統的集成，都能夠運用地理信息技術中的宏語言將程序準確編寫出來。現階段最為常見的方法是在VB以及VC編程環境中利用地理信息技術的功能組件集成生態模型，以真正實現構建完善的生態環境管理地理信息技術信息系統。

地理信息技術在自然保護區管理和建設中的應用

當前，地理信息技術由于其具有明顯的優勢，比如：屬性信息與空間圖形一體化等等，所以在自然保護區的水環境保護規劃以及森林草地防火規劃等工作中普遍應用。由于在這些規劃中應用地理信息技術的方法大同小異，下面僅介紹在森林防火以及編制自然保護區總體規劃中如何應用地理信息技術：

在森林防火中應用地理信息技術。森林火災是破壞自然資源以及瀕危動植物的重要因素，湖南炎陵桃源洞國家級自然保護區降水豐富，徑流量大，土層較薄，植被一旦破壞，極易造成不可逆轉的水土流失和生態系統的逆行演替，帶來毀滅性的災難。地理信息技術可以憑借自身強大的空間數據庫，分析保護區中不同資源數據庫、氣象模式以及地形數據，分析林火的傳播速度、助燃條件以及傳播方向等等，將隱藏的森林火災地點以及高危火災地點等辨別出來，真實模擬火災蔓延渠道，有利于科學預防以及撲滅林火。還可以將地理信息技術和專家系統技術相融合，應用地理信息技術空間分析模型以及專家知識，也能夠科學評估并實時監控森林火災及其造成的災害損失。就以上分析方法來講，運用可視化開發語言以及地理信息技術功能組件，也可以成功研究和開發出完善的火災管理信息系統。

在編制總體規劃中應用地理信息技術。炎陵桃源洞國家級自然保護區實行分區管控，分為核心區、緩沖區和試驗區。分區的主要目的是更好地開展保護工作，特別是在核心區，不僅要進行科學研究和監測，也要盡可能降低人為影響。就保護區來講，所有的保護管理活動都必須要結合核心區以及緩沖區的保護開展。地理信息技術能夠利用遙感影像數據，以全面分析模擬為前提，將自然保護區合理劃分成不同的區域，形成更加直觀可視化的編制保護區的總體規劃。