一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法与流程

本发明涉及生态保护技术领域，具体是一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法。

背景技术：

国家公园是指国家划定的需要特殊保护、管理和利用的自然区域，用来保护一个或多个典型生态系统的完整性，为环境保护、生态旅游和科研宣教提供场所，其与自然保护区、自然公园组成为我国的自然保护地，很多国家依据国情及生态资源情况来定义、规划和建设国家公园，但在国家公园建设过程中，往往存在保护管理与开发利用之间的矛盾，因此，国家公园的功能区划成为平衡自然与社会利益的重要关键。

国家公园作为中国最重要的自然保护地类型之一，合理的功能区划有利于更好的保护和利用自然资源，实现其多目标科学管理，对保护生物多样性和促进生态文明有着重要意义，然而国内目前相关的功能分区方法多元化，但存在着方法描述模糊、没有确定的体系等问题，缺乏直观可操作性强的分区方法；因此，针对上述问题提出一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决现有的气体检测系统无法在有毒有害气体浓度超标时进行针对性的快速过滤净化的问题，本发明提出一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法，该区划方法包括以下步骤：

s1、采集调查相关数据并对数据进行处理，建立空间基础数据库；

s2、确立自然资源保护评价指标及生态保护目标权重值；

s3、分析生态保护影响因素的干扰程度和空间影响范围；

s4、综合分析自然资源类型保护协调适合度及功能分区；

s5、确定自然资源生态保护目标评价指标与权重构建结果；

s6、分析自然生态系统保护目标加权的空间影响权衡结果；

s7、总结目标对象的功能分区结果。

优选的，所述s1中包括以下步骤：

s11、通过香格里拉普达措国家公园管理局采集相关的地理空间范围基础数据，数据投影为utm，wgs84坐标系；

s12、通过香格里拉市林业和草原局提供的2016年迪庆州森林资源规划设计调查数据得到相关的自然资源调查数据；

s13、从国土部门获得乡镇和行政村人口数量、位置和国土资源现状，结合实地调研，收集主要农业生产活动点及水系、道路分布数据；

s14、通过碧塔海自然保护区科学考察报告、《香格里拉普达措国家公园总体规划(2019-2025年)》以及政府公报等图件和统计数据得到生态系统特征以及生态功能数据；

s15、将以上数据进行分类整理，确定各类地块的面积、利用类型和空间邻近关系，同时对各矢量进行几何精校正，根据研究区的矢量数据，建立空间基础数据库。

优选的，所述s2中包括以下步骤：

s21、依据前人研究和普达措国家公园建设目标，以自然资源保护、社区经济、基础设施、独特自然景观的空间分布规律为基础，根据自然资源的原真性、稀缺程度、景观完好性、保护价值等因素，通过层次分析法(analytichierarchyprocess,ahp)将普达措自然资源划分为三个层次，即重要保护资源、一般保护资源和其他类；

s22、结合德尔菲专家打分法进行权重评价，依据不同层次生态系统资源类型的保护价值进行初始权重赋值，首先将保护等级权重初始值总和设定为“1”，因“重要保护生态系统”的保护等级属于需要保护的最高层，权重赋值应大于中值，经专家打分取值为0.55，第二、三层次权重赋值之和≦0.45，其中第二层次经专家打分取值为0.35，因此“耕地”等第三层取值被赋于≦0.1。

优选的，所述s3中包括以下步骤：

s31、分析对生态保护目标权重结果产生负面影响的空间干扰因素，划分出导致降低生态保护权重的主要影响因子，根据人为活动频度和对重点保护对象的干扰程度分别设定高、中、低指标和50m～2000m等宽影响范围，确定村落、放牧点、水网、路网、现存牧区、农田等因素对保护目标的影响范围和程度；

s32、在arcgis10.4软件中对相关图件进行空间地理配准、数字化，得到研究区各图件的矢量数据，再运用栅格计算工具得到以上各影响因子的空间分布图。

优选的，所述s4中对重要生态系统保护目标层与影响因子层进行空间加权叠置分析，得到自然资源保护与利用的协调适合度图，以其保护权重适合度值的高低，区划保护目标分布区，按高权保护、集中连片、自然分界、规范分区原则划出核心保护区，其余区域划为一般保护区，进一步得出国家公园功能分区结果。

优选的，所述s5中通过对普达措国家公园进行野外调查，确定自然生态系统类型的重要性，根据公园内自然资源保护目标权重总和“1”进行分层赋值。

优选的，所述s6通过空间加权叠置分析可以得到生态系统保护协调适合度图，从图中可以看出自然资源与人类活动之间的空间相关关系，适合度高则反映了生态环境与社区发展关系和谐，自然生态系统的保护权重高，需要加以重点保护。

优选的，所述s7按照普达措国家公园的资源分布、环境特征和发展需求，依据协调适合度图分析结果，利用高权保护、集中连片、自然分界、规范分区等原则区划功能分区。

本发明的有益之处在于：

1.本发明提供的一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法，采用基于重要生态系统保护目标权重的空间叠置法对普达措国家公园进行功能分区，生态保护权重值的设定突出了自然生态系统的重要保护性质，人类活动与保护目标之间的保护协调适合度运算能权衡公园相关利益主体的目标权益，该方法操作性强，优化了功能分区过程；

2.本发明提供的一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法，普达措国家公园划分为2个功能区，其中，核心保护区占总面积的53.35％，一般控制区占46.65％；核心区内重要生态系统占比高、分布集中，得到了有效保护。依据协调适合度划分的结果有效避免了分区范围的破碎化，一定程度上提高了功能分区的精准度和规划生态单元的合理性；

3.本发明提供的一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法，普达措的功能分区结果既保护重要的生态系统类型，也兼顾了社区发展，增强了功能区区划的科学性；研究结果为国家公园功能分区提供新的理论方法，为自然保护地建设规划和保护利用提供参考与借鉴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明中一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法流程示意图；

图2为本发明实施例中普达措国家公园各影响因子的空间分布图；

图3为本发明实施例中普达措国家公园功能分区技术路线图；

图4为本发明实施例中普达措国家公园各重要保护生态系统类型及一般保护目标确定图；

图5为本发明实施例中普达措国家公园的生态系统保护协调适合度图；

图6为本发明实施例中普达措国家公园功能分区结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，本发明所述的一种基于生态保护加权的国家公园功能分区区划方法，包括：

s1、采集调查相关数据并对数据进行处理，建立空间基础数据库；

s2、确立自然资源保护评价指标及生态保护目标权重值；

s3、分析生态保护影响因素的干扰程度和空间影响范围；

s4、综合分析自然资源类型保护协调适合度及功能分区；

s5、确定自然资源生态保护目标评价指标与权重构建结果；

s6、分析自然生态系统保护目标加权的空间影响权衡结果；

s7、总结目标对象的功能分区结果。

所述s1中包括以下步骤：

s11、通过香格里拉普达措国家公园管理局采集相关的地理空间范围基础数据，数据投影为utm，wgs84坐标系；

s12、通过香格里拉市林业和草原局提供的2016年迪庆州森林资源规划设计调查数据得到相关的自然资源调查数据；

s13、从国土部门获得乡镇和行政村人口数量、位置和国土资源现状，结合实地调研，收集主要农业生产活动点及水系、道路分布数据；

s14、通过碧塔海自然保护区科学考察报告、《香格里拉普达措国家公园总体规划(2019-2025年)》以及政府公报等图件和统计数据得到生态系统特征以及生态功能数据；

s15、将以上数据进行分类整理，确定各类地块的面积、利用类型和空间邻近关系，同时对各矢量进行几何精校正，根据研究区的矢量数据，建立空间基础数据库。

所述s2中包括以下步骤：

s21、依据前人研究和普达措国家公园建设目标，以自然资源保护、社区经济、基础设施、独特自然景观的空间分布规律为基础，根据自然资源的原真性、稀缺程度、景观完好性、保护价值等因素，通过层次分析法(analytichierarchyprocess,ahp)将普达措自然资源划分为三个层次，即重要保护资源、一般保护资源和其他类；

s22、结合德尔菲专家打分法进行权重评价，依据不同层次生态系统资源类型的保护价值进行初始权重赋值，首先将保护等级权重初始值总和设定为“1”，因“重要保护生态系统”的保护等级属于需要保护的最高层，权重赋值应大于中值，经专家打分取值为0.55，第二、三层次权重赋值之和≦0.45，其中第二层次经专家打分取值为0.35，因此“耕地”等第三层取值被赋于≦0.1。

所述s3中包括以下步骤：

s31、分析对生态保护目标权重结果产生负面影响的空间干扰因素，划分出导致降低生态保护权重的主要影响因子，根据人为活动频度和对重点保护对象的干扰程度分别设定高、中、低指标和50m～2000m等宽影响范围，确定村落、放牧点、水网、路网、现存牧区、农田等因素对保护目标的影响范围和程度；

s32、在arcgis10.4软件中对相关图件进行空间地理配准、数字化，得到研究区各图件的矢量数据，再运用栅格计算工具得到以上各影响因子的空间分布图，如图2所示。

所述s4中对重要生态系统保护目标层与影响因子层进行空间加权叠置分析，得到自然资源保护与利用的协调适合度图，以其保护权重适合度值的高低，区划保护目标分布区，按高权保护、集中连片、自然分界、规范分区原则划出核心保护区，其余区域划为一般保护区，进一步得出国家公园功能分区结果；具体加权叠置分析方法如下：通过数学关系建立不同数据层面进行叠加运算，以揭示保护目标与影响因子关系的空间现象或空间过程；功能区划过程是经过多次生态保护目标图层(ecosystemcoverage，ec)与影响因子图层(disturbingfactorscoverage，dc)叠加运算，生成生态系统保护协调适合度图(ecosystemprotectionfitness，ep)，栅格数据层的叠加逻辑法则为epab＝ecab∪dcmn，式中，epab：生态系统保护权衡结果；ecab:生态系统保护类型图层；(a：生态系统资源类型；b：保护权重初始值)；dcmn：影响因子图层(m：影响因子；n：影响程度)；其中，各自然生态系统保护的协调适合度值运算方法为：t(i)＝∑w(i)·e(j)，式中t(i)：第i类保护对象的最终权重值，即协调适合度值；w(i)：自然资源的权重初始值，i：生态系统资源类型(重要保护资源、一般保护资源和其他类)；e(j)：对保护对象的干扰程度，j：干扰因素(农田；牧场、畜牧点；村落；水网；路网等)；综上，本研究基于重要生态系统保护目标权重的空间叠置方法如图3所示。

所述s5中通过对普达措国家公园进行野外调查，确定自然生态系统类型的重要性，根据公园内自然资源保护目标权重总和“1”进行分层赋值；首先，寒温带针叶林群落、亚高山暗针叶林群落等9类重要保护生态系统在没有干扰的情况下应优先划入核心保护区域，其保护等级权重赋值最高；其次，将有一定保护价值的自然资源，如次生生态群落、灌木林、牧草地、水体等，该类资源处于既可保护也可利用之间，如果有特殊保护物种或对象分布，可通过正向权重影响纳入核心保护范围，其保护权重赋值中等偏上；其余资源如经济林、村庄、道路、耕地等赋值最小，是因为此类资源存在着保护管理与开发利用的矛盾，所以权重最低，正常情况下纳入一般控制区，用以平衡公园发展方的利益；重点保护生态目标评价指标体系与权重构建详见图4。

所述s6通过空间加权叠置分析可以得到生态系统保护协调适合度图，如图5所示；从图可以看出自然资源与人类活动之间的空间相关关系，适合度高则反映了生态环境与社区发展关系和谐，自然生态系统的保护权重高，需要加以重点保护；其中，普达措生态系统保护适合度最高的有两个片区，尼汝东北部扎诺一带保存有原始的寒温带针叶林群落，植被覆盖度高；碧塔海片区包括湖泊及森林、草甸，云冷杉林保存较完好，为水源涵养的重要区域；其次，在保护适合度中等的生态地带范围，包括普拉-神嘎等带状片区涉及的水网、路网及农田周边，对生态保护保护目标存在一定影响；最后，在属都湖等湖泊周边分布着众多的牧区、村落及畜牧点，呈现出较低的生态保护适合度，一般保护目标集中分布于此区域；总之，普达措国家公园生态系统保护整体上呈现出较高的适合度。

所述s7按照普达措国家公园的资源分布、环境特征和发展需求，依据协调适合度图5分析结果，利用高权保护、集中连片、自然分界、规范分区等原则区划功能分区，此外，为了与公园外界干扰留出足够间隔空间，在公园边界与核心区外围重叠处设立生态缓冲单元，普达措国家公园核心保护区、一般控制区如图6所示，公园总面积60210平方百米，其中核心保护区包括扎诺和碧塔海两个片区，面积32124.66平方百米，占公园总面积53.35％。一般控制区为28085.35平方百米，占总面积的46.65％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。