國家公園自然資源保護分區研究
——以北京長城國家公園體制試點區為例

蘇 珊,姚愛靜,趙慶磊,田盈盈,周丁揚,*

1 北京師范大學地理科學學部自然資源學院,北京 100875 2 北京市八達嶺林場,北京 102112

自然資源作為社會經濟發展的重要物質基礎和生態系統的空間載體與構成要素,在我國生態文明建設中處于關鍵地位。2013年11月,黨的十八屆三中全會以全面深化改革這一關鍵時期為契機,首次明確提出“建立國家公園體制”[1-3]。2015年1月,國家發展改革委會同相關部門聯合印發《建立國家公園體制試點方案》,將北京、黑龍江、吉林、浙江等地區作為國家公園體制建設試點,并要求試點區探索統籌自然資源保護和利用的保護管理模式[3-5]。2017年9月,中辦、國辦正式印發《建立國家公園體制總體方案》,明確要求按照自然生態系統的整體性、系統性及其內在規律,對國家公園實行整體保護、系統修復、綜合治理。我國國家公園體制的建立是對既有自然保護地體制的一次改革創新,與既有的自然保護區、森林公園等一般自然保護地相比,國家公園體制的關鍵在于對自然資源進行統一管理,強化對自然生態系統的整體性保護,此外,國家公園還有著比既有自然保護地更加嚴格的保護要求[5]。因此,國家公園體制的建立,有利于消除原有自然保護地管理體制中普遍存在的多頭管理問題,是對碎片化的“山水林田湖草”自然資源進行統一管理的一次全新嘗試[6],對促進自然生態系統的完整性和系統性保護以及自然資源的可持續利用具有重要意義。

分區是國家公園進行自然資源保護和管理等方面最重要的手段之一?？茖W、合理的分區制度有助于增強保護措施的適宜性和區域針對性,使生態本底和各類自然資源得以保持良好的健康狀態,促進國家公園的可持續發展[7-9]。當前,國內外學者就分區做了大量研究,主要集中在以下兩個方面：一方面是基于單一自然資源要素進行區域劃分,如：為了有針對性的保護和管理特定自然資源與環境而制定的水資源、土壤資源、地表植被資源等各類單一自然資源保護分區框架[10-16]。另一方面則主要是從生態系統保護和自然保護地規劃相結合的角度出發,就如何在資源保護過程中實現保護園區內資源的合理利用而開展功能分區研究[17-23]。當前,針對國家公園這一新型保護地形式所進行的分區研究大多屬于第二種類型,例如,虞虎、付夢娣等專家學者開展的國家公園功能分區研究[8,18],而基于國家公園自然地理條件、資源特點、社會人口條件等多要素特征,且能夠有效實現資源保護與管理相協調的國家公園資源保護分區研究還非常匱乏[19]。為此,本研究以北京長城國家公園體制試點區為例,從“生態本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取要素指標構建自然資源保護分區指標體系,研究國家公園的自然地理條件、資源特征、人類活動范圍,結合各區域具體的資源問題和資源保護需求進行自然資源保護分區,以期實現對北京長城國家公園體制試點區自然資源的有效保護并形成可復制可推廣的國家公園自然資源保護分區模式。

1 研究區概況

北京長城國家公園體制試點區位于延慶和昌平交界處的居庸關和八達嶺之間,總面積59.91km2,東至八達嶺鎮邊界(不包含現狀黃土梁音樂谷演藝核心區),南至延慶區區界,北以程家窯村北邊界—吉潤高爾夫球場以西—陽光馬術俱樂部東南側山腳一線為界,西為八達嶺鎮幫水峪村東側山場及營城子南端山場長城500米保護范圍線(圖1)。該區地處暖溫帶落葉闊葉林區,地帶性植被是以櫟類為主的落葉闊葉林,植被類型多樣,是北京地區退化森林保護與恢復的典型代表地區之一。在試點區59.91km2的范圍內,有山體、森林、長城、村莊等形態多樣的生態系統和豐富的自然/人文資源,孕育有野生植物543種,昆蟲284種,陸生脊椎動物161種,大型真菌108種。該區不僅有華北地區面積最大的天然暴馬丁香林和近千畝紅葉樹(黃櫨),還有黃檗、紫椴、刺五加等珍貴的植物和斑羚、燕隼等重點保護野生動物,其中,國家I級重點保護野生動物1種,國家Ⅱ級重點保護野生動物19種。但這些自然資源的數量和質量均存在較為明顯的空間差異,在實際的資源保護工作中,易導致資源保護方向和保護重點不明確的問題。

圖1 北京長城國家公園體制試點區區位圖Fig.1 Location map of Beijing Great Wall National Park System Pilot Area

2 研究方法

2.1 分區思路

因地制宜是有效指導資源保護工作的一項重要原則。進行國家公園自然資源保護分區,分區域開展國家公園體制試點區自然資源保護工作,有助于根據國家公園各區域實際的自然地理條件和資源特征確定區域保護重點和措施,實現國家公園自然資源的精準化保護,保證國家公園的大部分生境和自然資源得以保持健康狀態,同時,分區還可以為國家公園后續開展自然資源監測、評價、保護成效對比等工作奠定基礎。

從明確國家公園自然資源保護對象,識別自然資源保護問題,確定自然資源保護需求,制定自然資源保護措施的角度出發,提出以下分區思路：

(1)研究以林小班為分區單元。首先從“生態本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取要素指標構建北京長城國家公園體制試點區自然資源保護分區指標體系,綜合分析國家公園的自然地理條件、資源特征以及人類活動干擾對自然資源保護產生的負面影響。

(2)根據北京長城國家公園體制試點區的生態本底特征將其劃分為若干單元,將劃分結果確定為自然資源保護第一層分區,并將其作為在國家公園開展資源調查統計和保護管理活動及資源開發經營的基本區劃單位,以避免國家公園空間管控破碎等問題。

(3)在上述第一層分區的基礎上,依據資源保護目標和自然基底保護、物種資源保護以及游客觀賞體驗、社區發展等不同區域實際的資源保護需求,以各區域資源特征和人類活動干擾特征為指導,根據不同區域具體的資源保護問題對自然資源保護單元做進一步劃分,明確各個資源保護區的重點保護對象,以保證國家公園管理部門在后期能夠因地制宜地制定資源保護措施。

2.2 自然資源保護分區指標體系

作為國家公園自然資源保護分區工作的一項重要構成內容,分區要素的選取至關重要[18]?？茖W的分區指標能夠識別國家公園不同區域自然資源的問題和特征,并基于資源問題制定相應的保護措施。在構建北京長城國家公園體制試點區資源保護分區指標體系時,本研究綜合考慮園區的生態本底特征、資源保護對象特征以及人類活動干擾因素,在數據可獲得的前提下,從“生態本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三方面選取指標,構建了涵蓋地質地貌、水土條件、動植物物種資源特征以及游客觀賞體驗、社區發展等人類活動的多要素評價指標體系[20-23](見表1)。

(1)生態本底：生態本底是構建自然資源保護框架的基石。氣候(溫度和降水)和地貌作為自然地理環境的兩個基本構成要素[20],被確定為主要的生態本底分區指標。由于北京長城國家公園體制試點區占地面積較小,降水、氣溫以及光照等氣候特征在試點區內沒有明顯的空間差異,因此,在選取分區指標時,僅選取了對自然資源發育具有基礎性控制作用的高程、坡度、坡向等地形地貌特征。

表1 自然資源保護分區指標體系Table 1 Indicator system on natural resources protection zones

(2)資源特征：資源是國家公園內部的直接保護對象,其特征是指導資源保護分區工作的重要依據,基于此,文章選取了水土資源、物種資源豐度以及景觀品相各指標對北京長城國家公園體制試點區的資源特征進行描述。集水能力可用來判斷各區域水資源條件的優劣,本研究借助ArcGIS提供的Hydrology工具集提取水文特征要素,進行河網分類和試點區小流域劃分,得到試點區的小流域劃分圖,確定各區域的集水能力大小。土壤是植物生長發育的基礎,基于數據的可獲得性,文章選取了能影響植物生長發育的土壤硬度和厚度指標,土壤硬度可用于判斷養分在土壤中移動能力的好壞以及是否有利于植物根系的生長,而厚度指標則可以間接表征土壤肥力。物種資源豐度特征主要包括森林覆蓋度、植被郁閉度、林分結構以及重點保護動植物物種的生境空間分布特征；景觀品相則包括植被色彩豐富度和群落結構復雜度兩個指標。眾所周知,植被既是反映自然地理環境的“鏡子”,也是生物棲息環境的構成主體,有必要了解森林植被的長勢、豐度和視覺特征,為制定森林景觀經營方案奠定基礎[24-25]。此外,林分結構不同的森林具有不同的生態系統服務價值,林分結構在影響野生動植物資源類型、數量和質量的基礎上,還會進一步影響生態系統的運轉,因此,需要在分區過程中對其進行分析。

(3)人類干擾：北京長城國家公園體制試點區景觀資源豐富,村莊居民點用地集中,受游客和社區發展等人類活動干擾程度大。景點地帶受游客觀賞活動的影響,易帶入危險性病蟲害；此外,春季和秋冬季節天氣干燥,景區人口流量大導致試點區存在較大的森林火災隱患,因此,本研究選擇人文景觀、自然景觀等空間分布指標和距居民點的距離來表示生態系統受人類干擾所導致的生態壓力[26-27]。

在完整性、綜合性、區域共軛性原則的指導下,文章基于前文選取的分區指標,以林小班為分區單元進行自然資源保護分區。首先,借助ArcGIS空間分析平臺對北京長城國家公園體制試點區的生態本底特征進行分析,對國家公園進行第一層次的自然資源保護分區；在第一層自然資源保護分區結果的基礎上,將水土資源、物種資源特征指標以及游客觀賞體驗、社區發展等人類活動干擾指標分別落到圖上并進行空間疊加,進而根據要素重疊情況對自然資源保護單元做進一步劃分。

2.3 數據來源

研究所用的數據主要包括：(1)30m×30m分辨率的數字高程模型(DEM)數據和Landsat OLI遙感影像數據,均來源于中國科學院地理數據共享平臺——地理空間數據云。(2)行政村空間分布點數據。以北京長城國家公園體制試點區的遙感影像為數據源,采用目視解譯的方法提取行政村信息,經過精度驗證和成果修訂而獲得。(3)重點保護動物、重點保護植物空間分布點數據,以北京長城國家公園體制試點區資源調查報告中的柵格數據為基礎,借助ArcGIS進行矢量化操作而得到。(4)現狀景點資源的空間分布點數據,以延慶區八達嶺特區辦事處提供的柵格數據為基礎,借助ArcGIS進行矢量化操作而得到。(5)北京長城國家公園體制試點區土壤屬性數據、植被屬性數據,由北京市林業勘察設計院提供。

3 試點區自然資源保護分區結果

3.1 自然資源保護分區方案

生態本底特征是北京長城國家公園體制試點區劃定第一層自然資源保護區的依據。研究借助ArcGIS空間分析平臺對北京長城國家公園體制試點區的生態本底特征進行分析,按照綜合性、完整性、區域共軛性原則,將國家公園試點區劃分為7個自然資源保護區,并根據其各自的地理位置進行命名(圖2)：場部自然資源保護區、長城北部自然資源保護區、幫水峪自然資源保護區、長城南部自然資源保護區、八達嶺自然資源保護區、石峽自然資源保護區以及三堡自然資源保護區。場部自然資源保護區面積為0.55km2,占試點區面積的0.92%,該區地勢低平,地質條件較好；長城北部自然資源保護區面積為11.30km2,占試點區面積的18.86%,該地區整體坡度較低,屬于緩坡地帶,該地區地形條件適中,適合植物生長；幫水峪自然資源保護區面積為4.75km2,占試點區面積的7.93%；長城南部自然資源保護區面積為9.52km2,占試點區面積的15.89%,坡度適中,排水良好,生態本底條件優良,非常有利于植物生長；八達嶺自然資源保護區面積為10.36km2,占試點區面積的17.29%,該區域地勢較陡,后期應根據該地區的地形地勢改善該地區的水土條件,為合理配置地表植被奠定基礎；石峽自然資源保護區面積為12.63km2,占試點區面積的21.08%；三堡自然資源保護區面積為10.80km2,占試點區面積的18.03%；石峽及三堡保護區坡地分布集中,特殊的地形條件使該區擁有較好的集水能力。

在上述7個資源保護區的基礎上,研究選取水土資源、物種資源特征、人類活動干擾等多個因素指標對區域的自然基底條件、資源特征及人類活動干擾強度進行了分析,將國家公園進一步細分為包括自然基底、物種資源和景觀資源不同重點保護對象的17種自然資源保護區(圖2),以便后期能夠因地制宜地開展各種資源保護活動。其中,自然基底類保護區擁有相對較差的地質和水土資源條件,是重點生態保護區,如場部物種資源保護區,該地區土壤條件較好,但水資源較為缺乏,是植被生長的主要限制因素,應著力解決該地區的植被撫育用水問題。物種資源類保護區是重點保護動植物資源的分布地帶,但存在分布密度較小和空間分布不清等問題,應在該類資源保護地區做進一步的科學調查并安裝資源動態監測設施。景觀資源類保護區存在兩種突出的問題：一是自然景觀質量不佳,主要表現為森林景觀豐度不足、植被色彩豐富度較差、品相不佳,如南園、岔道等村莊聚集的長城北部自然資源保護區,八達嶺隧道、青龍橋隧道等道路沿線地區,這些區域應加強觀賞性植被的撫育；二是地質地貌、水資源景觀等自然或人文景觀因人類活動干擾而遭受破壞,喪失了原有風貌,應加強修繕維護,如三堡、石峽景觀資源保護區。在保證該類型保護區自然資源和生態環境得到良好保護的前提下,可開展適度的休閑游憩活動。

圖2 北京長城國家公園體制試點區自然資源保護分區方案Fig.2 Natural resources protection zone of the Beijing Great Wall National Park System Pilot Area

3.2 資源保護措施

結合上述分區結果,本研究根據不同區域具體的資源問題和保護需求,提出了以下保護措施：

(1)自然基底類保護區

良好的地質和水土條件是自然生態系統健康運轉的基礎,也是野生動植物資源生長繁衍的棲息地。自然基底遭到破壞的保護區,必須加強該地區的生態環境修復,如：實施生態治理工程項目,加強對保護區原有生境或被破壞生境的保護,禁止修建有污染性和破壞性的設施等。其中,三堡和石峽自然基底保護區保存有大面積人工林生態系統和天然次生林生態系統,是自然資源保護和生態系統建設的核心區域,應嚴格采取封禁保育措施,此外,還可根據國家公園的自然地理特征修建集水設施,以達到為森林動物和森林防火提供水源的目的。

(2)物種資源類保護區

物種資源類保護區是野生動植物資源的集中分布地帶,包括大鵟、燕隼、刺五加、胡桃楸等重點保護動植物物種,但空間分布狀況不清影響了對動植物資源的有效保護,后期應在該類型區建立生物物種監測點并逐步完善重點保護動植物資源數據庫,開展持續的、長期的動植物資源調查和監測工作,并將結果應用到動植物資源的保護和管理行動之中。

(3)景觀資源類保護區

景觀資源類保護區存在兩種突出問題：一是自然景觀質量不佳,主要表現為森林景觀豐度不足,植被色彩豐富度較差；二是地質地貌、水資源景觀等自然或人文景觀遭受破壞,喪失了原有風貌。針對第一種問題區,如八達嶺景觀資源保護區和長城南部景觀資源保護區,可在區域內撫育彩葉樹種,打造觀賞性較強、自然景觀特色突出的生物景觀,或通過人工措施促進林分發育,調整林分結構,提高森林生態景觀水平。針對第二類問題區,應根據景觀受損的原因制定專項保護規劃,加強對景觀資源的保護,對于已經遭受破壞的地景和水景資源,如：三堡、石佛寺景觀資源保護區等地,可以恢復原貌的應盡可能使其恢復到自然景觀未受破壞之前的狀態,對于無法恢復原貌的自然景觀和人文景觀,建議對其進行長期不間斷的科學維護和妥當修繕,以盡量維持其原狀。

4 結論與討論

4.1 結論

國家公園自然資源保護分區是進行國家公園資源保護工作的重要手段之一,合理的資源保護空間格局劃分有助于識別區域的資源問題,并基于此確定保護目標和保護措施,以實現自然資源的精準化保護。因此,研究從“生態本底”、“資源特征”以及“人類干擾”三個方面選取指標,對國家公園的自然地理條件、自然資源特征進行分析,作為識別資源保護對象的基礎。進而根據北京長城國家公園體制試點區的生態本底特征將其劃分為7個自然資源保護區,作為開展資源保護管理活動及資源開發經營的基本區劃單元；再依據國家公園的資源保護目標和不同區域實際的資源保護需求,以各區域自然基底條件、資源特征和人類活動干擾特征為指導,根據具體的資源保護問題對自然資源保護單元做進一步劃分,將國家公園分為17種資源保護區。最后,基于各區的資源問題和保護需求明確各區域的保護重點,并提出了相應的保護措施,形成了一套較為完備的國家公園自然資源保護方案。

4.2 討論

(1)現有國家公園分區大多是從生態系統保護和土地利用規劃相結合的角度進行的功能分區,較少考慮國家公園現實的資源保護問題和保護需求。為此,本文在借鑒前人分區研究經驗的基礎上,按照明確國家公園自然資源保護對象,識別自然資源保護問題,確定自然資源保護需求,制定自然資源保護措施的思路,對北京長城國家公園體制試點區進行了資源保護分區研究,并形成了包括兩個層次的系統性資源保護分區方案。該分區方案解決了國家公園各類用地交叉重疊、管理不到位、資源保護措施針對性不強等問題。

(2)目前,本研究所制定的國家公園自然資源保護分區方案僅提出了資源保護措施方向,并未制定具體的資源保護措施和工程類型,后期,國家公園管理部門可以在綜合考慮資源保護目標及區域發展方向的基礎上,結合各個資源保護區域現存的資源保護問題制定資源保護專項規劃,以系統指導國家公園的自然資源保護工作。此外,資源保護分區以及如何在各個資源保護區實施差異化的社區管理模式,同樣是北京長城國家公園體制試點區自然資源保護分區規劃和管理中亟需深入研究的課題。