全 文 ：第 34 卷第 22 期
2014年 11月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.22
Nov.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国土资源部公益性行业科研专项资助项目(201011018)
收稿日期:2013鄄09鄄12; 摇 摇 修订日期:2014鄄10鄄31
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: xuweihua@ rcees.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201309122256
呼延佼奇, 肖静, 于博威, 徐卫华.我国自然保护区功能分区研究进展.生态学报,2014,34(22):6391鄄6396.
Huyan J Q,Xiao J, Yu B W, Xu W H.Research progress in function zoning of nature reserves in China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(22):6391鄄6396.
我国自然保护区功能分区研究进展
呼延佼奇1, 肖摇 静2, 于博威3, 徐卫华3,*
(1. 中国农业大学生物学院, 北京摇 100083; 2. 中国林业出版社, 北京摇 100714;
3. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室, 北京摇 100085)
摘要:自然保护区功能分区是保护区规划和科学管理的重要环节。 我国自然保护区功能区划主要采用国际“人与生物圈冶计划
的“三区冶划分模式,即核心区、缓冲区和实验区。 介绍了我国自然保护区的分区依据,在总结自然保护区功能分区方法研究进
展上,分析了目前我国自然保护区功能区划中存在的难点与问题,并对其进行了展望,以期为我国自然保护区功能区的科学划
分与完善提供依据。
关键词:自然保护区; 功能区划; 分区方法; 进展
Research progress in function zoning of nature reserves in China
HUYAN Jiaoqi1,XIAO Jing2, YU Bowei3, XU Weihua3,*
1 College of Biological Sciences, China Agricultural University, Beijing 100083, China
2 China forestry press, Beijing 100714, China
3 State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco鄄Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing
100085, China
Abstract: function zoning of nature reserves is a very important process in nature reserves construction and management.
Currently function zones of nature reserves in China adopt in mode of “core zone鄄buffer zone 鄄experimental zone冶 suggested
by Man and Biosphere Reserve. In this paper, progress summarization about function zoning method, problems and
difficulties in function zoning were analyzed. Currently five types of function zoning method, containing species distribution
modeling (SDM), landscape suitability evaluation (LSE), cluster analysis, least鄄cost distance analysis and irreplaceability
analysis, were introduced. Different methods had different application scopes. SDM an LSE emphasized on natural resources
and biodiversity conservation, without consideration on human activity and resources utilization. The other three methods
considered both biodiversity conservation and resources utilization. Some problems existed in current function zoning
practices. One was lacking effective method of function zoning for different types of nature reserves in different area. Another
one was inadequate background data and material for function zoning. The other was static function zoning patterns, and
inharmony between nature reserves. Measures corresponding to these problems were also proposed. Analysis in this paper
will provide scientific basis for improvement of function zoning in Chinas忆 nature reserves.
Key Words: nature reserves; function zoning; zoning method; progress
摇 摇 自然保护区建立被认为是生物多样性保护的有 效途径。 截至 2013 年底,我国已建立各种类型、不
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同级别的自然保护区 2697 个,保护区总面积 14631
万 hm2,其中陆地自然保护区面积已占到国土面积
的 14. 77% ( http: / / jcs. mep. gov. cn / hjzl / zkgb /
2013zkgb / ),初步形成了布局较为合理、类型较为齐
全、功能比较健全的自然保护区网络[1],对维护生物
多样性和促进可持续发展发挥了重要作用。 科学合
理的功能区划分是发挥自然保护区多重功能、提高
自然保护区管理水平的关键[2]。 我国目前自然保护
区功能分区采用国际“人与生物圈冶计划生物保护区
的基本模式,即将保护区划分为核心区、缓冲区与实
验区的三区模式,并且在不同的功能区采取不同的
经营管理策略[3],以实现生物多样性保护与可持续
发展的目的[4,5]。 保护区内生态系统以及珍稀、濒危
动植物的分布情况是分区的关键。 但由于我国大部
分自然保护区在建立之初本底不清,野生动植物空
间分布等基础数据条件不能充分满足区划的要求,
加之受到分区方法与技术条件的限制,自然保护区
功能区划分的主观性较强,不利于自然保护区功能
的发挥。 本文在总结自然保护区功能区划分方法研
究进展上,概述了自然保护区功能区划分的难点与
问题,探讨了自然保护区功能区划分的对策,以期为
我国自然保护区功能区的科学划分提供依据。
1摇 自然保护区功能分区依据
我国目前自然保护区功能分区采用国际“人与
生物圈冶计划生物保护区的基本模式,即“核心区鄄缓
冲区鄄实验区冶三圈模式,并对各区的主要任务与保
护方式做出了相关规定。 我国 1994 年颁布的《中华
人民共和国自然保护区条例》对三区的内涵做了明
确规定,成为自然保护区功能区划分的基本依据。
其中,核心区是“自然保护区内保存完好的天然状态
的生态系统以及珍稀、濒危动植物的集中分布地冶,
禁止任何单位和个人进入;核心区外围可以划定一
定面积的缓冲区,只准进入从事科学研究观测活动。
缓冲区外围划为实验区,可以进入从事科学试验、教
学实习、参观考察、旅游以及驯化、繁殖珍稀、濒危野
生动植物等活动。 2008 年国家林业局颁布了《自然
保护区功能区划技术规程》 [6],对自然保护区功能区
划的基本原则、依据、方法与功能区总体布局等做了
原则性与技术性的要求,为目前自然保护区功能区
划分发挥重要指导作用。
2摇 自然保护区功能分区主要方法与软件
我国自然保护区的功能区划分,经历了从人为
定性划分到计算机模拟辅助决策划分的过程。 早期
建立的保护区,因保护区自然资源状况本底数据不
足,加之保护区技术条件落后,又缺乏相应的区划方
法与手段,故往往根据经验在图纸上进行勾绘,将保
护物种常出现的地点圈为核心区[7],其它区域则视
情况划为缓冲区与实验区,主观随意性较大[8]。 随
着科学技术的发展,特别是地理信息系统、遥感、全
球定位系统技术的发展与普及,基于计算机辅助决
策的功能区划分越来越客观与合理[9]。 目前用于自
然保护区功能区划的方法主要包括物种分布模型
法、景观适宜性评价法、聚类分析法、最小费用距离
计算法和不可替代性计算法等。
2.1摇 主要方法简介
(1) 物种分布模型法
珍稀物种的空间分布是功能区划分的基础,往
往通过模型模拟来进行确定。 物种分布模型法就是
通过物种分布模型,结合研究物种的生境破碎化程
度、巢域面积以及景观连接度等指标确定自然保护
区功能区划分的方法。 对于以珍稀濒危物种为主要
保护对象的保护区,运用物种分布模型法来进行功
能分区直接有效,尤其适合核心区的确定。 Li 等[8]
以 GIS为平台,构建逻辑回归模型对丹顶鹤(Grus
japonensis)的栖息地分布进行了预测,并在此基础上
划分出中国盐城生物圈自然保护区的最小核心区。
李行等[2]用遥感、海图与野外调查数据构建了空间
模糊物种分布模型,模拟了关键鸟类的空间分布,在
此基础上建立了大河口区淤涨型自然保护区的功能
区划框架,并利用这个模型研究了崇明东滩鸟类国
家级自然保护区的功能区划。
(2) 景观适宜性评价法
景观适宜性评价就是根据不同景观因子对于研
究物种的重要性(或影响程度)来确定不同景观因子
对研究物种的权重。 然后,根据不同景观因子的权
重评价各种景观因子的空间组合对物种的景观适宜
性。 该方法适合于野生生物类保护区的功能区划。
陈利顶等[10]以卧龙大熊猫自然保护区为例,运用
GIS技术在对景观适宜性进行评价的基础上提出了
自然保护区内部结构设计的基本原则与方法,通过
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确定核心斑块的大小与生态环境质量,结合大熊猫
的家域大小,提出了卧龙自然保护区的核心区与缓
冲区的设计方案。
(3) 最小费用距离计算法
最小费用距离( least鄄cost distance)反映的是一
种可达性[11],从生物保护的角度说就是指物种由
“源冶经过不同阻力的景观介质所耗费的费用。 一个
自然保护区内,物种在实验区内移动所需要克服的
景观阻力最大,缓冲区其次,核心区最小[12]。 利用
最小费用距离确定功能分区中 3 个功能区在空间上
不同的阻力阈值,并最终实现功能分区的目的。 此
方法主要适于野生生物类保护区的功能区划。 李纪
宏与刘雪华首次在国内探讨最小费用距离计算法在
自然保护区功能分区上的可行性,并以老县城大熊
猫自然保护区为例阐述了最小费用距离计算法实现
功能区划的具体步骤和方法[13]。 徐卫华等[14]以秦
岭山系为例,运用最小费用距离计算法,结合生境评
价,对大熊猫自然保护区群进行了功能分区,探讨了
自然保护区群功能区优化的程序与方法。
(4) 聚类分析法
自然保护区内的生物多样性存在空间分异现
象,这也是自然保护区功能区划分的理论基础。 聚
类分析法是一种从数学角度分析各景观斑块的生物
多样性梯度,从而划分自然保护区功能区的方法。
聚类分析法适合于野生生物与生态系统类型保护区
的功能分区,是目前应用较为广泛的一类分区方
法[3,15鄄18]。 周世强等[3]运用欧式最短距离法进行卧
龙自然保护区各景观的聚类分析,在绘制聚类图的
基础上划分了功能区。 史军义等[16]在大量调查、计
算和分析的基础上,采用模糊数学中的最大数方法
进行聚类分析,将聚类结果投影在单元划分图上,参
考卧龙自然保护区的实际自然情况进行了功能区的
模糊划分。 陶晶等[17]明确保护区各森林小斑的立
地条件、林分特征、权属、人类干扰等 10 多项自然与
社会属性,在聚类分析的基础上,通过保护区相关利
益群体的广泛参与,明确了保护区功能区界,同时使
功能区划分结果最大限度地平衡各方面的诉求。
(5) 不可替代性计算法
不可替代性是生物多样性保护规划中一个较新
概念,表达一个规划单元在实现整体保护目标中的
重要性,能够反映生物多样性保护价值的空间分异
规律,通过与人类活动干扰指数结合,可以用来实现
保护区功能分区[19]。 该方法适于野生生物及生态
系统类保护区的功能区划。 曲艺等在明确三江源自
然保护区主要保护对象空间分布的基础上,基于不
可替代性和人类活动提出功能区划的调整方案,与
现有的功能区划相比,调整方案能大大增加保护区
的保护贡献率[19]。
除了上述方法以外,王娟等以生态敏感性评价
为基础,探讨了青藏高原工布自然保护区的功能区
划[20],唐博雅等通过保护行动计划 CAP 软件,探讨
了湿地类保护区功能区划方法[21], Zhang[22]与陶
晶[17]探讨了参与式方法在功能区划分中的应用,这
些对于完善整个自然保护区功能区划方法体系都具
有重要意义。
2.2摇 不同方法的比较
不同的方法对资源利用与保护的重点存在差
异。 物种分布模型法与景观适宜性评价法强调对资
源的保护,及核心区的划分与设计,对人类活动及资
源利用的情况考虑较少。 另外 2 种方法都将资源利
用情况作为重要因子予以考虑。 在最小费用距离计
算法中,将人类活动因子在阻力层计算时得以考虑;
聚类分析法将人类干扰作为聚类的因子之一;而不
可替代性计算法则通过单独计算人类活动指数来进
行区划。
不同的区划方法适用于不同的保护区类型。 物
种分布模型法与景观适宜性评价法适于野生生物类
保护区,最小费用距离计算法适于野生生物类中的
野生动物类保护区,聚类分析法与不可替代性计算
法适于野生生物及生态系统类型的保护区。
在实际规划过程中,不同的方法并不一定截然
分开。 通过物种分布模型得到的物种生境分布,往
往是最小费用距离计算法与不可替代性计算法运行
的数据基础;物种分布模型得到生境利用与环境因
子的关系,亦可为景观适宜性评价法、最小费用距离
计算法与聚类分析法中不同因子权重的确定提供
依据。
2.3摇 主要相关软件
近些年来,随着计算机技术的快速发展,以及遥
感及其它空间数据可获得性的提高,大大加强了物
种分布模型、系统保护规划模型及相关软件的应用,
为科学合理的功能区划分奠定了良好的基础,为功
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能区划的实现提供了可操作的工具。 主要的相关软
件介绍如下。
(1)物种分布模型软件
物种分布是功能区规划的基础。 目前主要应用
的物种分布模型多数为生态位模型,从统计学上探
求物种出现点与所在的生物地理环境因子之间的关
系,从而预测物种出现的概率。 这类模拟对数据来
源有 严 格 的 要 求, 有 的 既 需 要 “物 种 出 现 冶
(presence)数据又需要“物种不出现冶(absence)数据
的,如 GRASP、 GARP;有的只需要 “物种出现冶
( presence鄄only ) 数 据, 如 MAXENT、 BIOCLIM 与
Biomapper等,其中,MAXENT 是预测能力最高的模
型之一。 有关物种分布模型与软件的详述参见 Elith
等[23]、李国庆等[24]的有关综述。
(2)系统保护规划软件
保护区功能区划的目的是为了协调生物多样性
保护与资源利用的矛盾。 因此,有关的系统保护规
划软件基本可以应用于保护区功能区划分。 系统保
护规划的基本原理是,在兼顾保护成本与保护目标
的前提下,通过选址优化算法来实现有限保护资源
的配置。 目前应用较广的系统保护规划软件有 C鄄
Plan、 MARXAN、 ZONATION, 还 有 SITES、
WORLDMAP 、PANDA 等。 有关系统保护规划的模
型与软件的详细描述参见 Matthew 等[25]、张路等[26]
的有关文献。
3摇 目前自然保护区功能区规划面临的主要问题与
对策
3.1摇 主要问题
(1) 功能区划缺乏统一的方法
我国有关法规与规程为保护区功能分区提供了
重要参考依据。 然而,在具体的功能规划实践中,往
往由于各保护区的自然地理和社会经济状况千差万
别,难以依据相关法规条例的简单规定对功能区进
行明确的分区。
(2) 保护区本底资料不足
自然保护区主要保护对象的空间分布是功能区
划分的基础,但目前我国自然保护区本底不清的情
况仍很严重,极大影响到功能区划的效果与保护对
象的有效保护。 据调查,四川省的 166 个自然保护
区中,60%左右的自然保护区没有本底考察成果。
在本底不清的基础上完成的功能区划存在一定的盲
目性,导致核心区内分布有农耕区和居民点,而主要
保护对象的重点分布区却分布在核心区之外,致使
主要保护对象难以得到有效保护,同时在保护管理
的过程中不得不频繁调整和优化功能分区[27]。
(3)静态的功能分区模式所带来的问题
受国际“人与生物圈冶计划的生物圈保护区区划
模式的影响,我国自然保护区的功能区划多采用三
区划分的静态区划思想。 这对于森林生态系统等比
较稳定的保护区来说较为合适。 但对于湿地类型的
保护区,由于受潮汐、鸟类迁徙等因素的影响[2,28],
保护区主要保护对象的空间分布季节性差异较大,
目前静态的自然保护区分区管理模式难以满足保护
的需求。
(4)自然保护区之间的衔接性与整体性不够
自然保护区的设计与研究应从整个区域的生态
系统及保护对象来考虑。 但在规划实践中,因不同
自然保护区建立的年代不一,或者过分强调“核心
区鄄缓冲区鄄实验区冶的同心圆三区模式,相邻自然保
护区之间协调性往往考虑不周。 例如,秦岭山系以
大熊猫保护为主要保护对象的 16 个边界相邻的自
然保护区,其核心区并未互相连接,被分隔为相对独
立的 20个区块,大大降低了保护区的保护效果[12]。
3.2摇 主要对策
(1)根据不同类型保护区建立相应方法
我国目前的自然保护区分区,基本都是采用国
际“人与生物圈冶计划的“三区冶区划模式。 然而,我
国的自然保护区类型多样,有森林、草原、湿地、荒漠
等,其地形地貌也多种多样,有湖泊、平原、丘陵、高
原、高山峡谷等,各种不同类型的保护区有不同的保
护对象,其对功能区划的要求亦各不相同,如大中型
兽类比小型兽类要求更大的活动范围。 因此,在进
行保护区功能区划时,应根据不同保护对象、保护区
的功能及管理目标,制定因地制宜的区划方法。
(2)加大保护区内本底调查与监测力度
对于自然保护区功能区划而言,最基本和最首
要的就是要对保护区内的物种和生态系统状况进行
全面详尽的调查。 保护区的本底调查报告在一定程
度上反映了保护区的主要保护对象的种类、数量、分
布以及受威胁状况等信息,是保护区功能区划的重
要依据。 建议对尚未进行本底调查的保护区开展补
查,对本底清楚的保护区定期进行监测,动态掌握保
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护对象的状态,完善保护区功能区划。
(3)改变单一静态的功能区划模式
保护区功能区划应根据保护对象的特点,采取
静态与动态相结合的功能区划模式。 例如,对于以
候鸟为主要保护对象的保护区,可以采取季节性核
心区的思路,在不同的季节采取相应的管理对策。
(4)整体考虑保护区的规划与建设
进行保护区规划与建设时,既要认识到保护区
内生物之间和生物与环境之间的关系,又要认识到
保护区内生物和环境与社会经济之间的关系。 对于
保护对象相同或类似的保护区,应尽量边界相连,核
心区尽可能相通,以提升自然保护区对生态系统与
物种的整体保护效果。
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