地理信息技术在自然保护区管理中的应用

杨媛媛

在自然保护区管理中，地理信息系统的应用范围越来越广，相比传统的管理技术和管理方法，地理信息技术能显著提高管理效率，本文以湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区管理为例，介绍如何应用先进的地理信息技术，实现自然保护区的科学管理，推动其健康发展。

湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区简介

湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区位于罗霄山脉中段、湘赣边境万洋山北之西北坡，是湘、赣两大水系的分脊线和洣水的发源地。批复面积为23786 公顷，落图面积24059.54公顷。主要保护对象包括3大类：一是保存较完整，具有华南、华中、华东等多种区系成分的原始次森林。二是我国特有的亚热带残存寒温性针叶树种资源冷杉（大院冷杉）及其群落;特有珍稀保护植物银杉、伯乐树等。三是稀有濒危的物种。保护区内全球稀有濒危物种较多，现有国家重点保护野生动物29种，其中I级4种、Ⅱ级25种;国家重点保护野生植物20种，其中I级6种、Ⅱ级14种。经过十几年的建设与保护，此区已经构建全面的管理体系。

地理信息技术在自然保护区研究和开发中的应用

在自然保护区研究和开发中最主要的决策支持工具是地理信息技术。运用地理信息技术独特的空间分析以及空间信息管理功能，研究自然保护区地貌结构以及生物多样性和预测分析生态系统演变模型的结果，在一定程度上可以为保护和开发自然保护区提供重要的决策依据。

在地貌结构研究中应用地理信息技术。环境的重要载体是地貌，通过研究地貌结构有利于了解自然保护区生态系统的整个演变和形成过程。炎陵桃源洞国家级自然保护区地质古老、地形复杂，地理信息技术利用遥感影像数据以及数字地图能够生成数字地面模型，在配准和改正遥感影像后，与数字高程模型（简称DEM）进行复合，又能够生成地貌三维景观透视图。以数字高程模型为前提提取坡向、地表水系以及坡度网络等，可以将自然保护区的地貌结构以及形态立体可视化。

在动植物分布与动态监测中应用地理信息技术。湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区森林植被类型可分为4个植被型组、9个植被型、22个群系（丛），陆生脊椎动物共212种，分属25目70科。地理信息技术数据库可以在同一时间对其动植物资源的空间地点信息以及有关的属性信息进行管理，利用针对遥感影像数据的地面调查和数字分析相融合的方法，可以结合保护区域中的所有动植物资源分类构建数据库，然后通过地理图形的手段将每种动植物的空间分布模式都充分展示出来，全面分析动植物生长环境以及动物栖息环境。还能够以遥感影像数字分析为前提，對植物生长情况以及病虫害情况进行监测，利用统计图表以及专题地图的形式向工作人员和决策人员显示分析结果。

在生态系统中应用地理信息技术。大自然界的生态系统属于有机整体，通过对生态系统变化产生影响的各个因素进行分析和探究其变化过程，不仅有利于人与生态和谐共处，而且可以实现自然保护区生态系统的正常循环。从某个角度来看，地理信息技术为分析生态系统的功能以及变化过程提供各种各样的研究方法。生态系统不同构成部分的彼此作用和关系能够利用地理信息技术的空间显示以及分析工具来进行科学研究并展现结果。地理信息技术自身的空间统计以及空间叠加功能，可以使研究者从一些生态数据中发现对生态系统变化造成影响的关键因素，以建立完善的生态系统演变模型。在地理信息技术系统中，如果能提供充分的数据支持，可以利用矢量数据编写生态系统演变模型的程序来科学预测分析今后5年到10年的变化，而且可以通过统计图表以及地理图形的形式将分析结果制作成专题地图。事实上，不管是生态系统演变模型还是地理信息系统的集成，都能够运用地理信息技术中的宏语言将程序准确编写出来。现阶段最为常见的方法是在VB以及VC编程环境中利用地理信息技术的功能组件集成生态模型，以真正实现构建完善的生态环境管理地理信息技术信息系统。

地理信息技术在自然保护区管理和建设中的应用

当前，地理信息技术由于其具有明显的优势，比如：属性信息与空间图形一体化等等，所以在自然保护区的水环境保护规划以及森林草地防火规划等工作中普遍应用。由于在这些规划中应用地理信息技术的方法大同小异，下面仅介绍在森林防火以及编制自然保护区总体规划中如何应用地理信息技术：

在森林防火中应用地理信息技术。森林火灾是破坏自然资源以及濒危动植物的重要因素，湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区降水丰富，径流量大，土层较薄，植被一旦破坏，极易造成不可逆转的水土流失和生态系统的逆行演替，带来毁灭性的灾难。地理信息技术可以凭借自身强大的空间数据库，分析保护区中不同资源数据库、气象模式以及地形数据，分析林火的传播速度、助燃条件以及传播方向等等，将隐藏的森林火灾地点以及高危火灾地点等辨别出来，真实模拟火灾蔓延渠道，有利于科学预防以及扑灭林火。还可以将地理信息技术和专家系统技术相融合，应用地理信息技术空间分析模型以及专家知识，也能够科学评估并实时监控森林火灾及其造成的灾害损失。就以上分析方法来讲，运用可视化开发语言以及地理信息技术功能组件，也可以成功研究和开发出完善的火灾管理信息系统。

在编制总体规划中应用地理信息技术。炎陵桃源洞国家级自然保护区实行分区管控，分为核心区、缓冲区和试验区。分区的主要目的是更好地开展保护工作，特别是在核心区，不仅要进行科学研究和监测，也要尽可能降低人为影响。就保护区来讲，所有的保护管理活动都必须要结合核心区以及缓冲区的保护开展。地理信息技术能够利用遥感影像数据，以全面分析模拟为前提，将自然保护区合理划分成不同的区域，形成更加直观可视化的编制保护区的总体规划。