普洱“茶马古道”生物与文化多样性保护格局构建研究

2020-01-14谭雯文

中国园林 2019年12期

李晖谭雯文李滔

“茶马古道”是指唐宋以来至民国时期汉、藏之间以茶马互市为主要商业行为，以马帮为主要运输方式向中国内地、南亚、东南亚延伸的文明古道。随着现代交通运输的快速发展，历史悠久的“茶马古道”逐渐被废弃，沿线生态环境遭到破坏，民族传统文化自然流失加速[1]。国内学者进行了一系列关于茶马古道内涵及其历史发展的研究，主要包括内涵、性质、年代、路线、范围、历史发展、文化、历史意义及现实意义等方面[2-3]。以世界文化线路遗产理论为指导对“茶马古道”旅游开发策略、保护利用和遗产申报模式进行了探索[4-6]，并进行了廊道保护体系构建及其优化、叙事空间格局及廊道网络连接性等多方面的研究[7-8]。但很少有学者从生物多样性和文化多样性相结合保护的角度出发进行遗产廊道的研究，忽视了民族生态文化在生物多样性保护与持续利用上的重要作用[9]。

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。从文化遗产的角度出发，《世界文化多样性宣言》将“文化多样性”定义为人类社会与物质世界的客观属性[10]。文化和生态环境是同一个时空下密不可分的整体，因而文化多样性和生物多样性也有着紧密相连的关系。《生物文化多样性:全球资料集》一书中首先提出生物文化多样性(biocutural diversity)的概念，指出生物文化多样性包括在复杂的社会生态适应系统中，相互关联(并可能共同演化)的所有生活多样性的表现形式——生物多样性、文化多样性和语言多样性[11]。本研究中的生物文化多样性是指生物多样性和文化多样性的统一整体。

目前的生物多样性与文化多样性保护研究分属不同的学科，生物多样性保护规划的理论研究主要在于对保护途径的探讨，可以分为景观格局优化途径和自然保护区途径[12-13]，包括热点地区分析[14]、保护空缺GAP分析[15-16]、生态廊道规划[17]、系统保护规划[18-20]等内容，而与社会、经济等因素相结合的研究较少[21]；而文化多样性保护的理论研究多于实践研究，多是从人类学的角度出发，探讨文化多样性保护的重要性以及定性的保护途径研究[22-23]，但在生物文化多样性方面的研究极少，急需填补空白[9，24]。所以，利用准确高效的技术支撑，从自然、社会、经济等多个方面进行生物与文化多样性保护研究具有重要的意义，而近几年逐渐得到运用的系统保护规划方法能够弥补上述研究的不足。

本研究把生物多样性保护的量化方法引入到遗产地生物文化多样性保护格局的研究体系中，从遗产地生物多样性和文化多样性综合保护的视角，分析普洱“茶马古道”生物与文化多样性的构成，识别其优先保护区域，建立生物与文化多样性综合保护格局，以促进该地区文化、生态、经济环境协调发展。

1 研究方法

1.1 研究步骤

首先，对“茶马古道”的线路、文化价值等研究进行梳理，结合田野调查总结出普洱地区“茶马古道”生物、文化多样性体系。其次，按照系统保护规划的原理并在GIS技术的支持下，通过选取代表性的生物和文化多样性保护对象，在特定保护目标驱动下，基于保护规划单元，利用空间优化模型Marxan计算各规划单元的不可替代性，根据不可替代性大小识别生物和文化多样性保护优先区，分别构建生物多样性和文化多样性保护格局。并通过GIS地图叠加最终构建出普洱“茶马古道”生物文化多样性保护的空间格局。

1.2 系统保护规划理念

生物多样性保护规划的方法包括计分与分级法[25]、迭代法[26]、整数规划法[27]、最小费用距离法[28]、景观生态网络法[29]和系统保护规划方法[18]。通过对上述方法进行比较可以发现，系统保护规划方法[18]是一种较系统的结构化步进式保护区网络设计方法，代表性、不可替代性、互补性、连接性和聚集性等概念是系统保护规划方法理论的核心思想[30-31]，综合考虑区域所有相关信息，得出一个全面反映区域生物文化多样性的表征，倾向于将优先保护区连接成一个高效的生态保护网络[32]。可以将生物多样性、文化多样性和遗产保护有机结合在一起，方法更具有科学性和系统性，同时更适合本研究。基于系统保护规划的多样性保护格局构建的步骤是：基础数据的搜集—规划单元的确定—保护对象的确定—保护目标的设定—保护成本的分析—不可替代性分析。在以上基本步骤、程序的基础上，将根据生物多样性保护领域和文化多样性保护领域的不同保护内容进行步骤和方法上的调整。

图1 普洱“茶马古道”路线图

1.3 Marxan模型

随着系统保护规划方法的运用及计算机软件的发展，出现了Sites、Worldmap、CLUZ(Conservation Land Use Zoning)、C-Plan、InVEST[33]、Marxan、Zonation等专门用于生物多样性保护规划的模型[34]。其中，Marxan模型的优势是处于不断开发和完善中，操作简单，并且考虑了边界成本；其缺点是没有不可替代性值的运算板块，但是可用被选择次数进行替代。根据本研究内容、研究尺度并考虑到边界因子对保护格局聚集性的影响，而保护格局的聚集性是本研究重要考察的因素之一，所以最终选择Marxan模型进行保护规划的研究。Marxan模型最初由昆士兰州立大学的Watts Matt开发设计[35]，目的是为了以最小的成本帮助选择新的保护区，促进保护和社会经济目标之间的均衡；它可以帮助决策者确定优先保护行动的事项，也可以作为评估现有自然保护区网络如何实现有代表性和全面性目标的工具[36]。该模型基于互补性的原则和模拟退火算法的原理，通过迭代运算选出最优的规划单元[37]。

评价公式：

式中，Cost为总规划单元成本值；Boundary是规划区边界长度；系数BLM(Boundary Length Modifier)为边界长度修改因子，用于调节边界长度对规划区成本的影响；惩罚值Penalty表示没有达到某个特定保护目标的惩罚；系数CFPF(Conservation Feature Penalty Factor)是保护对象惩罚值修改因子，反映特定保护目标的重要性。

2 研究区概况

普洱市原名思茅市，位于云南省西南部，地理坐标范围为22°02′～24°50′ N，99°09′～102°19′E，总面积约45 000km2，行政区域包括一区九县。

2.1 普洱“茶马古道”概况

根据历史资料研究绘制出普洱“茶马古道”路线图(图1)，可以看出，“茶马古道”路网以思茅地区为中心，向四周发散，其骨干线路贯穿普洱市域的9个区县。现存的遗址及文化严重濒危，因此对其进行保护显得尤为重要。

2.2 普洱“茶马古道”沿线生物多样性概况

普洱“茶马古道”分布的海拔范围大致为500～2 500m，海拔高差近2 000m，跨越5种气候类型。因而，“茶马古道”沿线拥有丰富的动植物资源，是云南省生物资源多样性最为丰富的地区之一。全市有440km2自然生态保护完好的原始森林，有高等植物5 600余种、兽类178种、鸟类292种[7]。但是也存在着保护区域面积不足，保护网络覆盖范围小、连接性差、不成体系等问题，且存在明显的保护空缺，远远没有达到保护生物多样性的目的。

2.3 普洱“茶马古道”沿线文化多样性概况

普洱市丰富多样的民族、宗教和民俗文化对“茶马古道”文化有着深远的影响。普洱市生活着哈尼族等26个民族，在长期对茶叶的种植、驯化和加工过程中，形成了丰富多彩的种茶、饮茶以及各类茶祭祀习俗等，成为“茶马古道”文化的重要组成部分。而“茶马古道”不仅是经济贸易交往的通道，同时也是西南边缘区域文化交流、民族迁徙、经贸往来和现代宗教传播的通道；茶叶的传输既带动了“茶马古道”的发展，也促进了马帮文化的形成和发展，保留了众多物质与非物质文化遗产。然而，伴随着经济社会的发展，这一区域的文化多样性正面临着威胁[8]。

3 研究结果

3.1 普洱“茶马古道”生物多样性保护格局构建

3.1.1 普洱“茶马古道”生物多样性构成

本文主要从基因多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性4个方面对普洱“茶马古道”生物多样性的概况进行分析，在此基础上遴选出25种重要植物群系和29个古茶园作为保护对象，并通过保护重要性的评价分为5个保护等级，分别设定保护目标。

通过对2015年普洱市Landsat TM卫星影像数据(分辨率为30m×30m)进行解译和判读，得到普洱市景观类型构成，进而采用景观多样性指数(Di)[38]测定：

Di=(i-1)/(m-1)×100%

式中，Di为景观多样性指数，数值从0到1分布，0表示最简单的景观，1表示最复杂(多样性)的景观；i是以某一栅格为中心的周围邻域中景观类型的数目；m是制图区域内景观类型的总数。

图2 普洱“茶马古道”生物多样性保护优先区分布图

3.1.2 普洱“茶马古道”生物多样性保护格局构建

利用系统保护规划的方法，以QGIS 1.8和Marxan 2.4.3软件为技术支持手段，对普洱市生物多样性进行保护格局构建的研究。

1)生物多样性不可替代性分析。

不可替代性反映规划单元的重要程度，被选择的频率越高，不可替代性越高，则保护优先级越高。首先通过边界长度修改因子的调整进行保护格局聚集性敏感性分析，根据不同BLM值情景实验，采用Marxan模型运行100次运算结果进行统计。当BLM值为0.012 5时，出现了明显的拐点，该点即为保护代价和保护边界长度都相对较小的点，而保护格局的聚集性越大，越有利于保护体系的管理，从该角度出发，选择以BLM=0.012 5进行不可替代性分析研究。

2)生物多样性保护优先区识别。

采用Marxan模型识别最优解进而识别保护优先区，同时与现有的保护体系进行对比，识别保护空缺。最优解一共选出79个规划单元，占总规划单元数量的9.8%，占总面积的14.4%，是现有自然保护总面积的5倍。根据现有保护体系和识别出来的保护优先单元，划分出10个保护优先区(图2)。将这10个保护优先区与原来建立的国家和省级自然保护区进行叠加分析，可见保护优先区几乎完整覆盖了原有自然保护区且面积有所扩大，说明原有自然保护区保护效率较高，但是其保护面积明显不足，存在明显的保护空缺。

3)生物多样性保护格局构建。

以保护优先区为重要节点，综合考虑研究区域内的河流、山脉、茶马古道等线状生态要素，从点线面的角度出发构建生物多样性保护格局(图3)。从分布上看，整体呈现出5个面状聚集区，以此构建普洱北部无量山-哀牢山中山湿性常绿阔叶林区等5个面状保护格局；线状廊道依托现有的河流、山脉、茶马古道等线状生态要素建立，一共建立包括澜沧江廊道等4条南北走向的河流廊道在内的主要生态廊道；点状格局指具体每个面状空间和线状空间下的单个保护优先区。一个面状格局下可能包括多个保护区，每个保护区即点状保护要素。

3.2 普洱“茶马古道”文化多样性保护格局构建

3.2.1 普洱“茶马古道”文化多样性构成及保护对象分析

“茶马古道”文化是指由“茶马古道”所衍生出来的特殊文化要素，其文化核心内容包括古道文化、茶文化和马帮文化3个部分。在此基础上遴选出107个物质文化遗产点和52种非物质文化遗产作为保护对象，对物质文化遗产点进行GIS核密度分析，从而确定物质文化遗产的分布情况(图4)，并以少数民族人口所占比例为基础进行保护价值的确定。另外，通过设定一系列保护目标值进行保护目标阈值的确定，以此为依据设定各个保护对象的保护目标。

3.2.2 普洱“茶马古道”文化多样性保护格局的构建

1)文化多样性不可替代性分析。

在保护目标设定的情况下，进行保护格局聚集性敏感性分析，根据不同BLM值实验显示不可替代性运算结果。2种情景下，选出的具有不可替代性的规划单元总数及所占面积和边界因子的影响相差不大；但是对于文化保护而言，将单个具有高保护价值的区域识别出来分别进行保护和管理，是更常用的高效保护方式。所以，在不考虑边界因子的情况下，识别出整个区域内的高保护价值区域，对于文化多样性的保护更为有效，研究选择BLM=0构建保护格局。

2)文化多样性保护优先区识别。

通过Marxan模型运算，识别最优解进而识别保护优先区，一共选出92个规划单元，占总规划单元数量的11.41%，占总面积的14.6%。将该结果与乡镇行政范围进行叠加，识别出40个优先保护的乡镇单位。最终识别出23个保护优先区，整体保护优先区分为三大板块，分别位于普洱市北部、东部和西南区域(图5)，反映了整个普洱市“茶马古道”文化分布面积大，整体文化影响程度较高。

3)文化多样性保护格局构建。

在对保护优先区进行进一步整合的基础上，构建了北部彝族文化古道文化区、东北部哈尼文化拉祜族文化区等7个保护片区，遗产廊道沿“茶马古道”线路构建，形成全市范围内的廊道保护网络(图6)。

3.3 普洱“茶马古道”生物文化多样性叠加分析与保护格局构建

3.3.1 普洱“茶马古道”生物文化多样性叠加分析

以生物多样性不可替代性指数分布图和文化多样性不可替代性指数分布图为基础进行叠加，分析叠加后的不可替代性，进行生物文化多样性保护区域的划定(图7)。

图3 普洱“茶马古道”生物多样性保护格局

图4 物质文化遗产点核密度分析图

根据划分结果，一级保护区域的生物文化多样性保护的不可替代性指数为0.6～1，反映了该区域内生态保护价值和文化保护价值都很高。二级保护区域的生物文化多样性保护不可替代性指数大小为0.4～0.6，可能存在3种情况：1)生态保护价值高但是文化保护价值低；2)文化保护价值高但生态保护价值低；3)生态保护价值和文化保护价值都处于中等水平。在进行保护格局划分时，将具体分析每个区域的生态文化情况，以区别对待。非保护区域的生物文化多样性保护不可替代性指数为0～0.4，反映了该区域保护价值较低。

3.3.2 普洱“茶马古道”生物文化多样性保护格局构建

本研究根据生物文化多样性保护不可替代性指数和分级的保护区域结果进行生物文化多样性保护区的判别，识别出普洱“茶马古道”一级和二级保护区域，以此为基础构建普洱“茶马古道”生物文化多样性保护格局，包括15个面状保护节点区域，并构建了从种植区到生产区和销售区的连接廊道与保护节点(图8)。其中，廊道网络的设立以保护沿线生物文化多样性为原则，包括遗产廊道、河流廊道和道路廊道3种类型。遗产廊道依托“茶马古道”建立，廊道的宽度为4～10km，此时能保护80%～90%的遗产[7]；河流廊道宽度为2～6km[39]；道路廊道宽度为2km。并在此基础上提出针对性的保护策略及建议。

4 结语

生物多样性和文化多样性是遗产廊道文化价值与生态价值的重要体现，研究表明，系统保护规划的理论与方法能够通过构建生物文化多样性保护格局，进而综合保护遗产地的物质与非物质文化遗产、生物多样性和文化多样性。而Marxan模型采用模拟退火算法，有较好的自我完善和学习能力，适用于较大研究范畴和研究尺度的由多种景观构成的相嵌复合生态系统，可进行不可替代性分析以识别保护优先区，作为生物文化多样性保护格局构建的科学基础。研究成果可作为该地区发展战略规划和政策制定时的重要参考，使规划和决策更科学、实际而有效；为促进遗产地和民族地区生态文化的可持续发展提供新的思路；为中国类似遗产廊道的综合保护提供理论和方法支持，同时为相关学科的建设和发展提供新的视角。

由于研究区域面积较大，生物多样性保护是以景观多样性和生态系统多样性为主，在以后的研究中可深入到物种多样性层面，以确定出更为精准的保护优先区和保护边界。此外，中国土地属于国有，不存在购买土地的问题，因而在保护成本上还需要进行更深入的探讨，这是目前系统保护规划在国内应用中普遍尚未解决的问题。今后系统保护规划研究的重点应该是管理机会成本、运营成本等。