湖南省国家石漠公园发展现状及空间分布特征

吴协保，刘 伟，黄俊威，郭晓妮，吴照柏，吴 梅

(1.国家林业和草原局中南调查规划设计院，长沙 410014；2.国家林业和草原局石漠化监测中心，长沙 410014)

中国的岩溶分布地域广阔，是世界三大岩溶地貌东亚片区的中心地带，其中以西南地区的岩溶面积最大，分布最集中，因岩溶土地独特的双层水文结构，以及人地矛盾突出、陡坡开垦、顺坡耕作、过度樵采等导致岩溶地区林草植被破坏，水土流失加剧，形成土地石漠化。为了保障岩溶生态系统安全，创新石漠化治理新途径，探索岩溶地区的生态文明建设与区域可持续发展，国家林业和草原局提出在岩溶地区开展国家石漠公园建设试点。国家石漠公园是指以多样化的岩溶地貌和生物景观资源为基础，以保护岩溶生态系统及其生态环境为基本出发点，以生态文化建设和科普宣教为主线，合理利用资源开展公众游憩、旅游休闲和进行科学、文化、宣传和教育活动的特定区域，属社会公益性生态公园，是国家生态建设与岩溶生态系统保护的重要内容[1-2]。2016年12月，全国第一个国家石漠公园——湖南安化云台山国家石漠公园获得国家林业局批准。截止2018年底，全国已申报的国家石漠公园有23个，遍布湖南、四川、云南、广西、广东等，其中湖南省获批15个。目前关于国家石漠公园论文较少，主要集中在石漠公园规划[3-6]、管理[7-8]、生态旅游[9]等，而森林公园、湿地公园等则有从空间格局入手的[10-11]。为探索今后湖南省国家石漠公园建设布局，对刚刚起步的我国国家石漠公园总体布局具有较好的借鉴意义。

本文系统分析湖南省国家石漠公园发展现状，利用GIS空间分析方法和地理统计模块探究现有的国家石漠公园空间分布特征，为湖南今后国家石漠公园的科学布局、规范管理和建设指导提供理论依据，完善湖南石漠公园体系建设。

1 数据与方法

1.1 数据来源

湖南省15家国家石漠公园信息主要来源于作者参与的国家石漠公园规划设计，共计4家；另外的是作者参与的申报国家石漠公园材料的国家审查和评估考察。石漠公园矢量数据来源于2020年湖南省林业局自然保护地整合优化数据库。空间行政边界矢量数据来自1∶400 万中国基础地理信息数据库。三级流域数据来源于水利部《中国水资源分区》的分区数据。岩溶土地、石漠化土地等来源于第三次石漠化监测。地市人口数来源于《湖南省2019年国民经济和社会发展统计公报》。

1.2 研究方法

以国家石漠公园的发展现状与空间分布特征为研究重点，研究方法及内容主要包括：一是统计现有国家石漠公园名称、所在市、获批时间、资源特色、公园面积、岩溶面积、石漠化面积等基本信息，并建立数据库，对不同国家石漠公园的发展现状进行描述与分析；二是通过ArcGIS建立国家石漠公园的空间数据库，并运用空间分析模块对其进行岩溶土地密度和人口密度分布分析，用制图模块进行展示；三是运用数理统计方法及地理数学方法中的地理集中指数、不平衡指数、基尼系数分别对国家石漠公园空间分布的集中程度、均衡程度进行定量分析。

1)地理集中指数：对湖南省国家石漠公园在各地市的分布集中程度进行定量分析，其计算公式为：

(1)

式中：G代表国家石漠公园分布的地理集中指数，n为地市数量，Xi为第i个地市所拥有的国家石漠公园数量，T为湖南省国家石漠公园总数，且G取值(0，100)，G值越大，说明国家石漠公园分布越集中；G值越小，说明国家石漠公园的分布越分散。

2)不平衡指数：对湖南省国家石漠公园分地市分布的均衡程度进行科学准确的数量化测定。其计算公式采用罗伦兹曲线中计算集中指数的公式：

(2)

式中：S代表不平衡指数，n为所研究的地市数量，所以此处n=9，Yi为各地市国家石漠公园的数量所占全省的比重从大到小排序后，第i位的累计百分比。不平衡指数S取值(0，1)，当S取边界点0时，表明国家石漠公园绝对均衡地分布在湖南省各地市之内，取1时表明国家石漠公园完全集中在某一个地市之内。

3)基尼系数：是意大利经济学家基尼 (Corrado Gini) 于1912年提出的，用来定量测定收入分配的差异程度，在地理学中主要用来研究地理要素的区域空间分布差异。其相应的计算公式:

H=-∑Pilnpi;Hm=lnN;

Gini=H/Hm；G=1-Gini。

(3)

式中：Pi为第i个三级流域内国家石漠公园数量占全省总数的比重；N为三级流域数，在此处N=7；C为分布均衡度。此处主要用来定量分析湖南省国家石漠公园在三级流域中的分布均衡程度，基尼系数最大为“1”，最小等于“0”，前者表示国家石漠公园在各三级流域中的分布绝对不均衡，即全部的湿地公园都集中在某一个三级流域之内；后者则表示湿地公园的分布绝对均衡，即各三级流域所拥有的湿地公园相等，没有任何差异。

2 湖南省国家石漠公园发展现状

2015年，国家林业局提出在岩溶地区设立国家石漠公园，湖南省林业厅积极谋划，专门成立湖南省国家石漠公园专家咨询组，并发文鼓励各地申报石漠公园，经过省级专家论证，初步确立50家石漠公园省级项目库；同时强化申报国家石漠公园的业务指导与协调，协调落实规划设计单位，为全省国家石漠公园申报与建设奠定了坚实基础。2016年12月，湖南安化云台山国家石漠公园获得国家林业局批准，成为全国第一家国家石漠公园；2017年、2018年湖南省相继有8家和6家国家石漠公园获批。截止2018年底湖南省已有15家国家石漠公园(表1)，占全国国家石漠公园总数的65.2%，在国家石漠公园建设中走在全国前列。湖南省石漠公园总规划面积22286.69hm2，占全省国土面积0.11%，而每家国家石漠公园面积仅1485.78hm2，体量总体偏小，所占全省国土面积比重仍很低。湖南省国家石漠公园中岩溶土地面积18068.8hm2，占全省国家石漠公园国土面积的81.07%；湖南省国家石漠公园中石漠化土地面积8032.37hm2，占全省国家石漠公园国土面积的36.04%，占全省石漠化土地面积的0.64%，表明湖南省石漠公园下阶段布局空间仍很大。

表1 湖南省国家石漠公园基本概况序号公园名称地市申报时间/年份资源特色总面积/hm2岩溶面积/hm2石漠化面积/hm21安化云台山益阳2016石林、茶园、云海3 731.02 698.4231.42临澧刻木山常德2017溶洞、品果、忠孝文化1 670.51 618.1724.93宜章赤石郴州2017溶丘洼地、赤石大桥1 532.51 527.1967.54新宁邵阳2017石林、天坑、溶洞、树抱石911.6908.2287.75耒阳五公仙衡阳2017溶洞、祈福、品果、康养366.6366.6165.46溆浦雷峰山怀化2017石林、溶洞群、屈原文化2 367.92 022.61 626.77石门长梯隘常德2017红石林、溶洞、天坑、峡谷1 594.81 536.2306.08张家界红石林张家界2017生态红石林、土家文化1 123.2418.7107.810涟源伏口娄底2017石林、观花、康养避暑2 983.72 640.91 374.211邵阳鸡公岩邵阳2018低山峰丛、溶洞、地域文化368.2365.9306.09鹤城黄岩怀化2018峡谷、石林、观花、避暑2 537.11 569.4838.412桃源老祖岩常德2018林茂水秀、老祖岩祈福373.3345.41.513桂阳泗洲山郴州2018天坑、奇石、古木、古亭1 886.521 211.7757.714东安独秀峰永州2018残丘平原、石林、康养381.1381.1163.515新田大观堡永州2018岩溶地貌、大观堡、古村458.7458.5338.3合计22 286.718 068.88 032.4

安化云台山、鹤城黄岩、张家界红石林、新宁等国家石漠公园自批复后，积极筹措资金，落实机构人员，陆续按总体规划开展石漠公园的生态修复与保护、基础设施与旅游接待设施建设，积极开展宣传与推介，国家石漠公园已得到社会各界的广泛认可，已成为了湖南省自然保护地的重要组成部分，亦是乡村振兴、生态文明建设和乡村旅游的重要载体，为我国石漠化综合治理探索出一条可持续发展之路。

3 国家石漠公园空间分布特征

3.1 空间分布总体情况

从图1可以看出，湖南省国家石漠公园总体分布呈现相对均衡，局部相对集中的格局。从湘北武陵山山脉腹地沿雪峰山至湘南南岭山脉均有分布，15家国家石漠公园涉及9个市，而湖南省东部偏北以及西部基本没有分布；在武陵山呈“口”字型分布有4家，雪峰山呈带状分布有4家，南岭山地北侧呈带状分布有5家，这3个区域分布相对集中。

图1 湖南省国家石漠公园空间分布图

3.2 空间分布的均衡性分析

湖南省岩溶土地分布广泛，涉及83个县市区，是全国石漠化监测中县级单位最多的省份，且湖南岩溶地貌类型多样，石漠化分布各异，而社会经济发展与人文环境各有千秋，各地申报与建设石漠公园积极性与目的各异，形成如今的国家石漠公园空间布局格局。

1)地市分布相对集中。涉及国家石漠公园地市数量n=9，国家石漠公园总数T=15，根据表1统计，计算得出G≈35.9。如果将国家石漠公园理想的平均分布于各地市，则地理集中指数G∧≈21.4，从而得到G>G∧，即从地市的空间尺度来看，湖南省国家石漠公园的分布总体较为集中，只涉及到9个地市，且没有分布的长沙、岳阳、株洲与湘潭彼此相邻，位于湖南东部偏北，与该区域的岩溶土地面积分布少呈正相关。

2) 地市分布不均衡。根据表1统计，可计算得出不平衡指数S≈0.23，表明湖南省国家石漠公园在各地市分布不均衡，处于前五位的地市占据了全省国家石漠公园总数的73.3%，其中常德市3家；邵阳、永州、郴州、怀化各2家；其余的为1家，而湘西州、长沙、株洲、湘潭市、岳阳没有分布。

3)三级流域分布具有不均衡性。石漠化的形成实质是水土流失的终极化，与降水密切相关。为了在宏观层面，更大地理单元对湖南省国家石漠公园分布的均衡性进行探讨，因湖南省基本属长江流域洞庭湖水系，因此本文从三级流域尺度进行分析。所采用的三级流域为水利部《中国水资源分区》的分区数据，湖南省属于 13 个三级流域，但岩溶土地主要分布在7 个三级流域，故本次分析仅针对7个三级流域分析，具体见表2。

表2 湖南省国家石漠公园在三级流域分布状况序号流域国家石河漠公园数量/个比重/%1湘江衡阳以上533.32澧水320.03沅江浦市镇以上213.34资水冷水江以上213.35沅江浦市镇以下16.76资水冷水江以下16.77湘江衡阳以下16.7合计15100.0

把表2数据代入(3)式， 得出：H=1.767，Hm=1.946，Gini=0.908，C=0.092；由此可以看出湖南省国家石漠公园在三级流域中呈集中分布，且分布的均衡度极低。分布前三的湘江衡阳以上、澧水、沅江浦市镇以上、资水冷水江以上4个三级流域的国家石漠公园数量为12个，占到全省总数的80.0%。

4)与岩溶土地和人口分布差异明显，关联性不强。国家石漠公园是针对岩溶地区而设立，按岩溶土地面积分布密度来看，单位岩溶土地面积拥有国家石漠公园数量较多的地市为常德，其密度为11.83个/万km2，益阳、衡阳、怀化、郴州超过全省平均水平(2.72个/万km2)，而其它地市低于全省平均水平。石漠化是人地矛盾的集中体现，人口是公园设立的驱动力。湖南石漠公园按人口分布密度来看，每百万人拥有国家石漠公园数量最多的地市是张家界，达0.65个/百万人，高于全省平均水平(0.32个/百万人)的地市有张家界、常德、郴州、怀化、永州；低于全省平均水平的地市包括邵阳、娄底、益阳、衡阳、长沙、株洲、湘潭、岳阳、湘西土家族苗族自治州(见图2)。同时，各地市石漠公园数量与岩溶土地面积、人口总数的相关分析表明，国家石漠公园与岩溶土地面积、人口总数相关性均不高，r分别为0.418和0.275，表明，湖南国家石漠公园的布局主要来源于各级地方政府的重视程度，没有全面兼顾区域岩溶土地面积及人口总量等相关性因素，下阶段湖南省及全国石漠公园的布局应以此为戒。

图2 按国土面积和人口分布密度图

4 结论

通过湖南省国家石漠公园发展现状及空间分布特征分析，得出如下结论：

1)湖南省国家石漠公园发展快，仅用3年达到15家，占全国的2/3，主要得力于湖南省谋划早、举措强，为全国国家石漠公园的全面推进树立了典范。

2)湖南省国家石漠公园按地市分布较为集中，按地市及三级流域分布具有不均衡性，按地市岩溶土地、人口分布密度看，地市之间差异明显。

3)石漠公园数量与与地市岩溶土地面积、人口数量相关性不高。

4)从湖南省国家石漠公园空间分布特征看，今后湖南国家石漠公园重点布局在岩溶土地面积广布、人口相对集中，且目前国家石漠公园分布少的湘西州、衡邵盆地等区域，同时完成湖南省石漠公园体系建设。