广东省自然保护地空间分布特征研究*

樊 晶 杨志刚 郭盛才 练 丽 徐期瑚

（广东省林业调查规划院，广东 广州 510520）

自然保护地是由各级政府依法划定或确认，对重要的自然生态系统、自然遗迹、自然景观及其所承载的自然资源、生态功能和文化价值实施长期保护的陆域或海域[1]。自中办、国办印发《关于建设以国家公园为主体的自然保护地体系指导意见》（中办发〔2019〕42 号)以来，全国现已初步建立了在保护生物多样性、保存自然遗产、改善生态环境质量和维护国家生态安全方面发挥了重要作用的自然保护地体系[2-5]，但由于自然保护地的体系建设和总体规划相对滞后，各类型自然保护地存在重叠设置、多头管理、边界不清、权责不明、保护与发展矛盾突出等问题[6-8]。分析自然保护地的空间分布特征，掌握不同类型保护地之间的空间关系对省域层面自然保护地体系建设具有十分重要的实践价值和指导意义[9-10]。目前，已有很多学者对自然保护地的空间分布特征进行了研究[11-16]，但鲜有以省级行政区为研究单位的自然保护地空间分布特征分析，作为自然保护地体系建设的具体实施单元，以省级行政区为单位的保护地空间特征分析将更具体系统地推进自然保护地体系建设工作。

基于建立以国家公园为主的自然保护地体系的政策背景，广东省现已建立自然保护地1 359处，约占全国保护地数量的13%，总面积294.52万 hm2，约占全国自然保护地国面积的1.7%[7]。由于广东省自然保护地“先破坏，后保护；建设先行，管理后置”的历史遗留特点，导致当前保护地存在土地权属不清、各类型保护地空间分布不合理等问题[16]。本文以广东省1 359 个保护地位研究对象，将全省自然保护地数据抽象为点状要素，利用GIS 空间分析方法和地理统计模型，采用地理集中指数、不平衡指数、最邻近点指数和核密度分析方法，分析了广东省各类自然保护地的空间分布特征，旨在为我省构建科学合理的自然保护地体系提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

广东省位于北纬20°13′～25°31′ 和东经109°39′～117°19′之间，北依南岭，南临南海，北回归线横穿中部，珠江口东西两侧分别与香港、澳门特别行政区接壤。地势北高南低，北部多山地和高丘陵，最高峰石坑崆海拔1 902 m，南部为平原和台地。属热带和亚热带季风气候区，全省年均温21.8℃，年均降水量为1 789.3 mm，是全国光、热和水资源较丰富的地区。地带性土壤主要为赤红壤和红壤，典型植被类型为南亚热带常绿阔叶季雨林。研究区生态环境复杂多样，动植物资源极为丰富，孕育了具有较高自然保护价值的各类型自然保护地。自然保护地是全省生态系统最典型、生物多样性最丰富、野生动植物分布最集中、自然风光最优美的区域，是广东重要的生态根基，也是粤港澳大湾区重要生态屏障，其生态功能对粤港澳大湾区城市群生态安全具有重要意义。

1.2 数据来源及处理

目前广东省自然保护地正在整合优化过程中[17]，限于保护地整合优化数据的不确定性，本文研究的是广东省林业局上报国家林业和草原局的整合优化前广东省自然保护地数据的空间分布格局。将1 359 个自然保护地抽象为点状要素，建立空间数据库。借助ArcGIS 10.2 的Spatial Statistics Tools 中Average Nearest Neighbor 工具，用最邻近点指数R 判断广东省保护地的空间分布类型。采用地理集中指数G和不平衡指数S对广东省自然保护地分布的均衡程度进行分析。利用ArcGIS 10.2 的Spatial Analyst Tools 中Kernel Density 工具，得出广东省自然保护地核密度图。

1.3 研究方法

1.3.1 最邻近指数 最邻近指数(Nearest neighbor index)是测度点事物在地理空间中相互邻近程度的地理指标，是指实际最邻近距离与理论最邻近距离之比[18-20]。本文利用最邻近指数R来测算广东省自然保护地的集聚状况，并以此判别空间分布类型。公式如下：

式（2）中：G为各类型自然保护地的地理集中指数;n为广东各地市的数量，本文取值为21;ix为第i个地市所拥有的自然保护地数量;T为广东省各类型自然保护地的总数。G值区间为0～100，值越大说明越集中，值越小说明越分散。

为方便比较，计算假设各类自然保护地完全平均分布情况下的地理集中指数[16]，计算公式如下:

式（4）中：S为不平衡指数；n为广东省各地市个数，本文取值为21；Yi为各地市各类型自然保护地数量从大到小排序后第i位的累计百分比。S值区间为0～1，S值越大,表明越集中，S值越小,表明越均衡。S＝0，表示自然保护地平均分布在各地市，S＝1，表示自然保护地全部集中在一个区域中。

1.3.4 核密度分析 核密度分析( kernel density estimation)方法认为区域内任意位置都有一个可测度的事件密度（也称强度），该位置的事件密度可以通过其周围单位面积区域内的事件点数量来估计[21-22]。本文利用ArcGIS 10.2 对广东省自然保护地进行核密度分析，能直观地反映出离散测量值在连续区域内的分布情况，点越密集表明区域内地理事件发生的概率越高，自然保护地分布密度越大。

2 结果与分析

2.1 广东省自然保护地空间分布数量特征

广东省自然保护地分为6 类，共1 359 处，全省21 地级市均有自然保护地分布，其中自然保护区377 处，风景名胜区28 处，森林公园710 处，湿地公园217 处，地质公园20 处，海洋公园（海洋特别保护区）7 处（图1）。现有广东省自然保护地基本形成了保护类型齐全、布局合理、生态效益和社会效益较显著的自然保护体系，且85%保护地落在《广东省生态保护红线划定技术报告》中提出的“两屏一带”生态保护红线区，是广东省内重要生态系统，在维护国土安全方面发挥了重要作用。

图1 广东省自然保护地空间分布Fig.1 Spatial distribution of Guangdong protected natural areas

珠三角地区的自然保护地数量最多，共计522 处，占全省自然保护地总数的38.41%，其次是粤东地区379 处、粤西地区285 处和粤北地区173 处，分别占全省自然保护地总数的27.74%、20.97%、12.73%（表1）。自然保护区是全省自然保护地面积最大的保护地类型，为166.51 万 hm2，占全省自然保护地总面积的56.6%，构成自然保护地主体。森林公园为数量最多的保护地类型，占全省自然保护地数量的53.4%，其次是自然保护区和湿地公园，分别占全省自然保护地数量的27.7%和10.9%。全省平均每处自然保护地面积为2 167.18 hm2，其中，地质公园的平均面积最大，为5650.00 hm2；其次是自然保护区4 422.81 hm2，风景名胜区4 132.14 hm2；海洋公园和森林公园平均面积较小，分别为2 885.71 和1 320.85 hm2；湿地公园平均面积最小，仅为419.82 hm2。

表1 广东省各区域保护地数量统计Table 1 Amount of protected areas in each district of Guangdong

2.2 广东省自然保护地空间分布类型

借助ArcGIS10.2，并基于式（1），分别对广东省各类型自然保护地的理论最邻近距离和实际平均最邻近距离进行计算，结果显示，广东省自然保护地总体最邻近点指数R= 0.912 ＜1，且Z检验值和P检验值均显著，即广东省1 359 处自然保护地的空间分布类型总体上属于集聚分布(表2)。但不同类型自然保护地的最邻近指数R存在较大差异，主要表现在：自然保护区最邻近点指数R的计算结果显示，R=1.043 ≈1，即广东省自然保护区的空间分布类型属于随机分布；森林公园最邻近点指数R= 0.896 ＜1，湿地公园最邻近点指数R= 0.887 ＜1，即广东省森林公园和湿地公园的空间分布类型均属于为集聚分布；风景名胜区最邻近点指数R= 1.119＞1，地质公园最邻近点指数R= 1.416＞1，海洋公园最邻近点指数R=1.305＞1，即广东省风景名胜区、地质公园和海洋公园的空间分布类型均属于为集聚分布。这可能是因为各类型自然保护地数量和分布条件的不同，从而表现出自然保护区随机分布，森林公园和湿地公园为小聚集，风景名胜区小分散，地质公园和海洋公园大分散的格局。

表2 广东省自然保护地空间集聚性结果Table 2 Results of spatial lustering analysis of Guangdong protected natural areas

2.3 广东省自然保护地分布均衡性分析

利用地理集中指数、不平衡指数对广东省各类型自然保护地空间分布均衡性进行研究，可揭示广东省自然保护地个数在地级市的空间分布均衡程度。广东省自然保护地总体地理集中指数G为24.76(表3)，假设 1 359 个自然保护地平均分布在各地级市，即各地级市自然保护地平均地理集中指数G为21.82，大于实际地理集中指数，说明广东省自然保护地的总体呈现分布集中的格局，自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜区、地质公园和海洋公园的实际地理集中指数分别为27.98、26.30、24.02、30.72、31.94、47.38, 该结果显示广东各类自然保护地的地理集中指数均大于平均地理集中指数，说明这6 类自然保护地均呈现集中分布的格局,其中海洋公园分布最为集中，地质公园和风景名胜区较为集中。广东省自然保护地总体不平衡指数S为0.31，表明广东省自然保护地在广东省各地市分布不均衡。其中，自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜区、地质公园和海洋公园的不平衡指数S分别为0.46、0.37、0.26、0.54、0.49、0.84，表明湿地公园在21 个地级市分布均衡，森林公园、自然保护区、地质公园、风景名胜区分布较均衡，海洋公园集中分布在沿海地区。综上，广东省自然保护地地理集中指数和不平衡指数结果共同表明广东省自然保护地总体呈现集中不均衡分布的特征。

表3 广东省自然保护地分布特征参数Table 3 Distribution characteristic parameters of Guangdong natural protected areas

2.4 广东省自然保护地核密度分析

为了更加直观地测度广东省自然保护地在地级市范围内的分布密度，我们对广东省1 359 处保护地数据进行核密度分析，得到了广东省自然保护地空间分布密度图（图2）。结果表明：广东省自然保护地空间分布总体上呈现“集聚”特征，且存在多中心集聚、组团分布格局。其中：核密度值集中在 0.041 6～0.104 0 之间。按照核密度值的高低排序，基本可以将不同地市的自然保护地划分为3 个梯队：第1 梯队的核密度最高，包括佛山、东莞、广州、惠州、深圳、中山6 市，这一梯队的自然保护地具有得天独厚的发展环境优势；第2 梯队的核密度中等，包括肇庆、梅州、河源、江门、茂名、阳江、珠海7 市；第3 梯队的核密度较低，包括韶关、云浮、清远、湛江、汕尾、潮州、汕头、揭阳8 市，形成了多点扩散的格局，各地依据自身保护地资源赋存、科学合理建设自然保护地体系。具体而言，广东省自然保护地存在3 个高密度区，都集中在珠三角地区，分别位于佛山市、东莞市西部（包含与惠州市和深圳市交界处）、广州市北部。而粤东地区只有梅州市有一个相对较高区，粤北、粤西地区基本没有出现核密度较高区。总体上，广东省自然保护地分布呈现珠三角地区集聚程度明显高于粤北、粤东和粤西地区。主要原因有2 个：一是自然保护地的发展受社会经济条件影响，现阶段我省自然保护地的发展更多的是取决于各级地方申报的积极性和对自然保护地发展的重视程度。二是自然保护地的发展受自然地理条件影响较大，区域水文条件和森林资源、湿地资源、海洋资源和地质资源等本底条件的影响。

图2 广东省自然保护地核密度Fig.2 Kernel density estimation of Guangdong natural protected areas

3 结论与建议

自然保护地的空间分布格局是探究其体系建设的重要基础，本文以广东省6 类1 359 处自然保护地为研究对象，采用地理集中指数、不平衡指数、最邻近点指数和核密度估计的方法，综合分析了广东省自然保护地空间分布特征，研究结果显示：（1）从地区看珠三角地区自然保护地数量最多，从类型看自然保护区的面积最大，森林公园的数量最多。（2）从分布类型看，广东省自然保护地在省域范围内空间分布类型为集聚型，其中，自然保护区的空间分布类型属于随机分布；森林公园和湿地公园的空间分布类型均属于为集聚分布；风景名胜区、地质公园和海洋公园的空间分布类型均属于为分散分布。（3）从空间分布均衡性来看，广东省各类型自然保护地在地市范围内呈现明显的不均衡特性，具体表现为均衡性较低，多中心集聚以及组团分布的格局。（4）广东省自然保护地按照核密度值可划分为3 个梯队。3 个高密度区集中在珠三角地区，分别位于佛山市、东莞市西部、广州市北部，粤东地区只有梅州市有一个相对较高区，粤北、粤西地区基本没有出现核密度较高区。

根据上述研究结果，提出建议：（1）地级市层面应遵循《指导意见》的精神，利用此次整合优化的契机，进一步优化广东省自然保护地的空间布局。一是森林公园和湿地公园应在控制数量的基础上，充分利用森林和湿地资源，着重考虑优化空间分布，适度开展旅游活动。二是风景名胜区、地质公园和海洋公园应着重提升其空间分布的集聚程度，同时考虑与周边其他类型自然保护地进行有效联合，提升整体竞争力。三是自然保护区空间分布较合理，构成了广东省自然保护地面积的主体，应着重保障其面积不减少，保护强度不降低。（2）充分考虑珠三角地区对全省自然保护地的辐射效应，尝试围绕核密度较高的珠三角地区进行跨行政区域布局国家公园。珠三角地区是广东经济发展的核心区，具有人口规模大、经济水平高、旅游需求强等优势，是自然保护地体系建设的源动力。（3）通过生态产业推动地区发展，是广东省自然保护地体系重新建立的契机，是解决现有保护地矛盾的重要转折点。自然保护地核密度低但资源禀赋较好的粤北地区，保护与发展的矛盾问题较突出，建议借助珠三角地区经济实力，逐步完善其基础设施，特别是交通网络，在提高不同保护地可达性基础上，科学建设粤北地区自然保护地体系。