基于多因素层次分析法的保护区界桩设立研究

何志红，郭如意，邓锡杰，张迪

（1.广东西江烂柯山省级自然保护区管理处，广东 肇庆 526070；2.广州市众森林业有限公司，广东 广州 510642）

《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》中指出“合理调整自然保护地范围并勘界立标，在重要地段、重要部位设立界桩和标识牌”[1]。自然保护地是各级政府通过法律或其他有效途径得到明确界定、许可、投入和管理，能够实现自然资源及相关生态系统服务、历史文化价值的长久保护的特殊地理区域[2-3]。勘界立标指对已划定的自然保护地边界和功能区划界进行内业核定与外业勘查，确定合理且准确的界线，并在自然保护地边界或功能区界的重要点位设立统一规范的界桩和标识牌。勘界立标是自然保护地实施保护和有效管理的重要基础性工作，也是自然保护地监督管理的重要凭证[4-6]。随着自然保护地整合优化工作的开展[7]，各类自然保护地范围及功能区发生了较大变化，亟需开展勘界立标工作。

自然保护地勘界立标工作流程有资料准备与处理、制作勘界工作底图、标绘边界点、预设定标点、踏勘确定定标点、定标点测量、边界标绘、定标点论证、立标等内容[7]，其中关键工作包含定标点预设与踏勘。在实际踏勘工作中，由于地理环境、交通情况等的影响，存在无法到达预设定标点的情况，以及自然保护地面积大、位置偏等特点，往往踏勘某个定标点，需要消耗大量的时间，效率比较低，无法满足当前繁重的勘界立标工作任务。本文以广东西江烂柯山省级自然保护区为例，采用多因素层次分析法对保护区界桩设立进行研究，旨在提升自然保护地勘界立标工作和节约时间、人力、材料等成本，也为自然保护地勘界立标工作提供技术参考。

1 研究区概况

广东西江烂柯山省级自然保护区位于广东省肇庆市东南部，靠近西江[8]，地理坐标为112°34′58″～ 112°45′45″ E，23 ° 03 ′30 ″～23 °09′17″ N，总面积为7 900.73 hm2（见图1）；主要保护对象为南亚热带季风常绿阔叶林及其森林生态系统、国家重点保护珍稀濒危动植物资源及其栖息地。最高峰烂柯山海拔为904 m，保护区地处北回归线南缘，属南亚热带季风气候[9]，年平均气温为21.9℃，1 月平均气温为13.0℃，极端最低气温为－1.0℃，7月平均气温为28.9℃，极端最高气温为37.9℃。年降水量为1 656.6 mm，多集中在4—10 月，占全年降水量的80%。

图1 研究区范围地理位置Figure 1 Geographic location of the study area

对研究区已开展维管植物资源状况[8]、野生观赏植物资源情况[9]、自然保护区管理现状以及改进策略[10]和自然保护区现状及发展对策[11]的研究，但对该自然保护区勘界立标的研究较少。研究区暂未开展勘界立标工作，随着自然保护地整合优化工作的开展[12]，各类自然保护地范围及功能区发生了较大变化，亟需开展勘界立标工作。

2 研究方法

2.1 评价范围确定

在勘界工作底图上，根据自然保护地范围、界线走向和功能分区边界，以能控制边界线的基本走向为基本原则，预设边界点位置。基于界桩设立的工作特点，选取研究区边界两侧各100 m 范围作为本文边界界桩设立研究的评价范围（见图2）。

图2 评价区范围示意图Figure 2 Scope of the study area

2.2 界桩设立适宜性评价

2.2.1 评价体系构建 定标点预设位置需要充分考虑地形条件、权属、通视条件、地质条件、安全性等的影响，界桩设立在充分考虑地形、地貌、活动干扰的基础上，从自然环境和人为干扰两方面选取以下指标作为影响界桩设立选择的主导因子构建适宜性评价体系：土地利用、土地权属、森林类别、海拔、坡度、道路。道路以道路干线的距离作为划分标准。根据界桩在不同因子上设立的难易及重要程度对各评价指标进行分级并赋值，见表1。

表1 界桩设立适宜性评价体系及各评价指标赋值Table 1 Indicators and values for suitability evaluation on erecting boundary markers

2.2.2 指标权重确定 指标权重确定方法有层次分析法、主成分分析法、熵值法、因子分析等。基于各评价因子对界桩设立的重要性不同，相比客观的熵值法等基于数据确定的结果未必可靠，在研究界桩设立中更需要专业人员的主观经验判断，本文选取在构建评价体系中运用广泛的层次分析法（AHP）。层次分析法通过对各评价指标两两比较确定指标的相对重要性，建立判断矩阵（见表2），得到各个指标的相对权重，一致性系数（CR）为0.018 5＜0.10，通过一致性检验。

表2 界桩设立适宜性评价因子权重Table 2 Indicator weight of suitability evaluation on erecting boundary markers

2.2.3 界桩预设适宜性评价结果计算 首先，分别对各评价因子分级进行赋值，利用ArcMap 中的Conversion tools 将各评价因子进行矢量数据转栅格，设定栅格单元大小为5 m × 5 m，并在Raster calculator 进一步将各个因子按权重叠加，从而确定评价区内的界桩适宜性的空间分布格局。

3 结果与分析

3.1 界桩设立适宜性空间分布格局

根据界桩设立适宜性综合分析结果（见图3），评价区内界桩设立适合区域或应设立区域的面积为89.37 hm2，占比4.80%，较适合区域或可适合区域的面积为870.91 hm2，占比46.87%，不适合区域或不应设立区域的面积为898.90 hm2，占比48.32%；评价区内界桩设立适宜性在空间分布上不均匀，表现为适合区域或应设立区域集中分布在评价区的中部和东部，不适合区域或不应设立区域集中分布在评价区的西部。

图3 不同等级的界桩设立区域Figure 3 Evaluation result of suitability evaluation on erecting boundary markers and distribution

界桩设立适合区域或应设立区域零散分布在评价区北部和南部，该区域极易受到人为活动干扰，靠近道路、农用地、基本农田，山体不高，地势平缓，原则上应设立界桩，界桩的设立也容易；界桩设立较适合区域或者可设立区域主要分布在评价区的中部和东部，该区域易受到人为活动干扰，距离村庄、道路、裸地等较近，山体较为平缓，主要为集体林地，可根据要求设立界桩，界桩的设立也相对容易；界桩设立不适合区域或不应设立区域主要分布在评价区西部和保护区东北部，该区域受人为活动干扰的概率较小，远离村庄、道路等，海拔较高，可不设立界桩，界桩的设立也较困难。

3.2 界桩设立区域分级

因研究区矢量边界可能跟实际情况存在一定的偏差，根据界桩设立的实际需求，将研究区边界不同尺度下的界桩设立适宜性划分为适合、较适合、不适合3 种适宜程度的界桩设立区域，见表3。在距边界5 m 范围内，适合区域占比4.48%，较适合区域占比52.16%，不适合区域占比43.35%，在各尺度下不同适宜程度的界桩设立区域占比变化不大，说明研究区适宜设立界桩的范围较少，同时设立界桩的难度相对较大。

表3 不同尺度下界桩设立区域分级Table 3 Grading of suitability for erecting boundary markers

4 结论与讨论

基于界桩设立在实际工作存在预设点位置难找，部分界桩的设立作用不大，存在浪费人力、物力和效率不高的现象。本文通过选取反映人类活动干扰强弱的环境因子构建评价体系，对保护区边界界桩设立进行适宜性分析，得到不同尺度下不同适宜程度的界桩设立区域，可在预设点预设工作中优先筛选出应设立界桩区域、易设立界桩区域和不适合设立界桩区域，降低外业踏勘的难度。结果表明，在距离研究区边界5 m 范围，适合界桩设立的区域占比4.48%，较适合界桩设立区域占比52.16%，不适合界桩设立占比43.35%，在其他尺度下，不同适宜程度的界桩设立区域占比变化不大，研究区需要界桩设立的边界区域较少，界桩设立难度大的区域较大，说明研究区受活动干扰的影响较小。通过对广东西江烂柯山省级自然保护区界桩设立研究，确定界桩设立区域，能够为今后保护区功能区桩、界桩增补、总体规划等提供参考。

本文通过选取反映人类活动干扰强弱的环境因子构建评价体系，减弱预设定标点工作的主观性，以期提升外业勘查的工作效率，与惠伟[13]、杨军元[14]在自然保护区立标方案、确界研究中采用内业落界、现场勘测的常规方法相比具有一定的优越性。本文界桩设立研究的评价范围为研究区边界两侧各100 m 范围，可能存在合适区域在100 m 外没有道路进入预设点、合适区域周边坡度较大等情况，无法提取更为详细的步道或防火林带，存在一定的局限性和不足之处；另外，界桩设立适宜性分析适用于陆地森林生态系统等类型的自然保护地。本研究结果可以为自然保护地勘界立标、自然保护地体系建设提供技术参考。