贾培宏， 康诺尧， 张舟遥， 徐艳睛， 黄威达

（1.海南大学 公共管理学院，海南 海口570228；2.澳大利亚昆士兰大学 地球与环境科学学院， 布里斯班 QLD4072）

一、引 言

自1956年成立第一个自然保护区以来，我国的自然保护地已达12000余处，面积超过200万km2，已接近国土面积的20%，多时序、多层次、多类型的自然保护地体系也相继形成[1][2]。现有自然保护地由于划定时间不同，导致其缺乏规划整体性和管理协同性，已划定的保护地出现空间分布不均、破碎化、孤岛化、空间交叉重叠以及多头管理、定位矛盾等问题[3-4]。据调查，我国自然保护地空间重叠比例多达18%[5]。十八届三中全会以来，中央和地方为此制定了较为详细的政策，党的十九大报告提出未来要建立以国家公园为主体的保护地体系，以不断优化、完善国土空间保护制度和主体功能配套政策。国务院于2019年发布《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》（以下简称《指导意见》），明确指出将自然保护地按照生态价值和保护强度由高到低划分为国家公园、自然保护地和自然公园三类，为我国保护地整合优化提供了指导方向[6]。海南省于2014 和2017 年相继修订发布了《海南省自然保护区条例》（以下简称为《保护区条例》）和《风景名胜区条例》，以期在遵循国家政策基础上因地制宜地开展地方自然保护地整合优化工作。

自然保护地研究从定义和类型界定，到顶层设计、生态补偿及管理体制等问题思考，再到定性、定量整合优化等多个阶段，大多关注全国范围到大江大河流域，对省域范围内保护地优化的综合分析和研究较少[7-8]。虞虎等人通过构建保护地内的评价指标对保护区进行叠加分析，初步确定了我国国家公园适宜建设的区域，对我国国家公园布局提出了完善优化建议[9]。杨喆、吴健则站在经济学的角度，从成本端入手，系统估算和分析了全国自然保护区的管理成本和机会成本，为自然保护区优化整合提出了科学的资金测算方法[10]。马童慧等人在全国范围内筛选出1432 个存在相应问题的自然保护地，分析同一省域内重叠保护地多部门交叉管理、生态空间和生态系统类型空间重叠的分布特征，并对保护地的重叠区域特点进行了系统地分析和分类[5]。靳川平、刘晓曼等人通过构建空间关系模型分析了长江经济带11 个省份中6类自然保护地的重叠关系，并依据不同重叠状况提出了对应的整合方案[11]。冯达等人对北京市自然保护地空间分布和重叠特征进行了定性和定量分析[12]。唐泓凯等人以海南热带雨林七仙岭国家森林公园为例，应用LAC理论科学评价该保护地内的旅游综合容量，为保护地的后续功能规划提供了理论支撑[13]。陈旭等人以海口市湿地公园为例探讨了生态设计理论，并将五源河湿地公园规划为湿地保育区、恢复重建区、宣教展示区、合理利用区和管理服务区五个功能分区[14]。

英国民众在19世纪初最先意识到自然保护区是一种国家公共财产，政府则在19世纪中后期对其开始了系统的保护工作：分别于1872 年和1882 年提出了《野生鸟类保护法》和《古代遗迹法》[15]。美国于1872年建立了世界上第一个国家公园——黄石国家公园（Yellowstone National Park），其模式在全球范围内广受关注。荷兰于1905 年开展第一次民间环保行动，其自然古迹保护协会买下了政府拟建城市垃圾场的湿地，使其免遭破坏。英国于1951年建立本埃山（Beinn Eighe）国家级自然保护区，是英国现存最古老的自然保护区[16]。21 世纪以来，德国于2002 年出台了《联邦自然保护法》，界定了保护地类型，包括自然保护区、生物圈保护区、景观保护区、自然公园、国家公园、国家自然历史遗迹、自然遗迹、受保护的景观要素、受特别保护的栖息地、动物栖息地保护区、鸟类保护区[17]。由于德国在不同历史时期建立自然保护地类型的侧重点和管理主体不同，导致各类保护地交叉现象普遍存在，许多地块兼顾两种或两种以上地块功能[18]。针对这种重叠情况，德国通过立法完善各保护地有关部门间的管理逻辑，通过多部门协同实现对各类保护地的有效管控[17,19]。

综上，本文以海口市域范围内自然保护地为研究对象，采用ArcGIS 时空分析工具，对海口市自然保护地时空格局和不同类型保护地之间的关系进行定性、定量分析，在掌握现有保护地现状和矛盾问题基础上依据《指导意见》和海南省出台的保护政策，参照海口市本轮国土空间规划相关专题研究成果，对其自然保护地重叠区域进行整合优化，以期为我国省市级和海口市自然保护地优化策略和科学管理精准施策提供决策支持。

二、研究设计

（一）研究区及数据来源

海口市位于海南岛北端，下辖秀英区、龙华区、琼山区和美兰区四个区（图1），属热带季风气候，水热条件良好，自然资源丰富，现有自然保护地60个，保护地级别和类型多样，涵盖5个国家级、8个省级和47个市县级；有自然保护区2处、自然公园10处（森林公园2处、地质公园1处、湿地公园7处）、风景名胜区2处和湿地保护小区46处。

本文自然保护地数据，国家级自然公园名称、地理位置收集参照湿地中国网（http://www.shidicn.com）；省级自然公园、自然保护区名称、地理位置参照海口市林业局官网（http://lyj.haikou.gov.cn）；各类湿地保护小区位置信息均来源于海口市林业局勘查数据。海南省和海口市行政区划矢量数据来源于中国基础地理信息数据库（http://www.ngcc.cn/ngcc/）；其他数据来源于海口市本轮国土空间规划中“三区（生态空间、农业空间、城镇空间）三线（生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界）”划定方案以及本课题组 “海口市国土空间规划”项目资源环境承载力评价与国土空间适宜性评价专题研究成果资料。

（二）技术方法

为实现自然保护地时空分布的定量评价，本文运用ArcGIS10.7 软件，选用地理集中指数、最邻近点指数和核密度为主要方法展开空间集成分析方法，以判断海口市自然保护地重叠现象的科学性和合理性。

图 1 海口市自然保护地分布图

图 2 海口市重叠自然保护地空间分布密度图

图 3 自然保护地整合优化流程图

1.地理集中指数

地理集中指数（geographic concentration index）指地理要素在一定地域内的集中程度。本文以海口市域4个辖区为管理主体划分地理单元，通过地理集中指数来计算衡量研究区内自然保护地的集中程度。计算公式如下[20]：

式中：G为海口市现有自然保护地的地理集中指数；n为辖区数量，本文取值为4；xi为第i个区所拥有的自然保护地数量；T 为海口市各类自然保护地总量，本文取值为60。G 值越大表明各保护地的集中趋势越明显，值越小则表明分散趋势更突出。

在各类自然保护地完全平均分布的情况下的地理集中指数计算公式为[21]：

2.最邻近点指数

最邻近点指数（nearest neighbor index）指实际最邻近距离和理论最邻近距离之比，该指标可用来衡量各类自然保护地的空间分布均匀程度。

3.核密度分析

核密度分析（kernel density estimation）能更加直观地反映出离散测量值在连续区域内的分布状况。本文采用ArcGIS将绘制所得的面要素转化为质心点要素，并得到自然保护地相对分布位置及延展性，核密度分析中栅格单元点越密集，核密度值越大，区域内保护地重叠概率也越高[22]。

三、研究结果

（一）自然保护地重叠分析

1.海口市自然保护地空间分布特征

海口市60个自然保护地主要分布在秀英区、龙华区北部、琼山区中南部和美兰区东部。琼山区有自然保护地23个，美兰区和秀英区16个，龙华区5个，存在大量交叉重叠和矛盾冲突地块，其中，自然保护区数量占全部自然保护地数量的3.3%，远低于全国70%的占比[23]。

通过计算，海口市自然保护地地理集中指数（G1）为54.42。湿地公园（G2）、湿地保护小区（G3）的地理集中指数分别为55.33 和56.61。结果显示，海口市自然保护地除少量自然保护区、森林公园、地质公园和风景名胜区等较为分散，其他各类自然保护地总体呈集中分布，其中湿地公园和湿地保护小区尤为集中。

2.海口市重叠自然保护地空间分布特征

GIS空间叠加分析结果显示，海口市60个自然保护地中有13处交叉重叠，约占海口市自然保护地总数的21.67%。与自然保护地时空分布相对应，重叠自然保护地主要集中在秀英区中北部和美兰区中部。根据自然保护地核密度的分析结果，发现秀英区各级自然保护地交叉重叠问题最为复杂，其交叉重叠地的空间分布密度与海口市现有自然保护地空间分布密度具有一致性，存在2个高密度区，分别分布在秀英区和美兰区（图2）。

3.海口市自然保护地交叉重叠特征

通过矢量数据空间叠加分析，发现海口市自然保护地13 处交叉重叠保护区，涵盖10 种交叉重叠类型（表1）。交叉重叠表显示：保护区之间、湿地保护小区之间不存在交叉重叠；自然保护区、自然公园、风景名胜区、湿地保护小区四大类之间均有不同程度的组合交叉现象，且交叉重叠类型规律性不强，重叠原因多样。

表 1 保护地交叉重叠状况

表 2 海口市自然保护地分布特征参数

不同类型的交叉重叠保护地可根据相互关系提炼成交叉关系和覆盖关系。统计表显示：美兰区保护地重叠类型均为覆盖重叠，秀英区则以交叉重叠为主。其中，湿地保护小区的重叠类型均为覆盖关系，自然保护区、各类自然公园与风景名胜区之间多为交叉关系。

（二）保护地整合优化

1.交叉重叠的自然保护地整合

国家和地方都出台有保护地重叠整合意见和整合体系。国家层面的《指导意见》提出了与整合对象、整合原则和整合结果相关的意见和条例，提出应将生态保护极重要区域优先划入保护地范围内，其次在保证保护地面积不减少、保护强度不降低、性质不改变的前提下对不同级别重叠保护地按低级别服从高级别的原则进行调整规划。最后在遵循该整合原则前提下，按照保护区自然属性、生态价值和管理目标等指标进行综合评价。最终将保护地整合成以国家公园、自然保护区和自然公园三级自然保护地体系。

海南省出台的《保护区条例》将现有湿地公园、湿地保护小区、地质公园、森林公园均认定为“自然保护区”，且海南省出台的《风景名胜区条例》将自然保护区和风景名胜区认定为两种体系，这与《指导意见》中将风景名胜区归属为自然保护地不同。实际上，《保护区条例》认定的“自然保护区”即为《指导意见》中除风景名胜区外的自然保护地的统称。此外，《保护区条例》中将自然保护区按主体功能保护强度依次划分为核心区、缓冲区和实验区，并规定仅实验区内可酌情保留原有种植业、养殖业。此外，海口市对各级各类保护地自然属性、生态价值和管理目标尚未进行系统评价，完全按照国家《指导意见》进行整合存在困难。

本文参考《指导意见》和海南省《保护区条例》，将重叠区域按照“自然保护区-自然保护区”和“自然保护区-风景名胜区”标准进行整合，制定出合理的整合优化流程（图3）。在“自然保护区-自然保护区”交叉重叠时，将重叠区按照保护级别整合边界，参照海口市最新三区三线划定方案，通过空间叠加分析，将保护区与生态保护红线重叠区定为核心区，将保护区与基本农田和建设用地重叠区域定为实验区，不重叠区域定为缓冲区；在“自然保护区-风景名胜区”的交叉重叠时，由于两者分属不同体系，直接将重叠部分与最新三区三线空间叠加，以整合两者边界。

本文遵循上述流程，对优化整合对象进行操作。以秀英区为例，针对“自然保护区-自然保护区”重叠，首先依据低级别服从高级别的整合原则重新划定保护地内边界，即将本文涉及的秀英区内的3个市（县）级、1个省级、4个国家级自然保护区中相互重叠的部分依据此原则进行整合。

其次在确定各保护区边界权属后，运用ArcGIS将各保护区与最新三区三线划定边界进行空间叠加分析并整合，得到海口石山火山群国家地质公园、海口火山国家森林公园、永兴鸟类自然保护区的明确功能分区。

在“自然保护区-风景名胜区”重叠时，由于两者在海南省管理条例中分属不同体系，故结合三区三线划定边界。叠加结果显示石山风景名胜区内存在大量生态红线区域，为避免风景名胜区内的人为扰动，应将重叠生态红线区归并到人类活动较少的高级别保护区，即将石山风景名胜区所覆盖的生态保护红线区域归入海口石山火山群国家地质公园，不相交部分予以保留。由此，在秀英区形成以各级自然保护区和单一风景名胜区为主的新保护地格局。并在此基础上，细化各级自然保护区核心区、缓冲区、实验区的三级功能分区，适当减少石山风景名胜区的面积。

在美兰区，依据上述整合原则和思路，最终拟规划成以主体功能相互补充的国家级自然保护区和风景名胜区为主的保护地新体系，风景名胜区面积会有适量减少。

2.归并优化相邻自然保护地

如各类自然保护地分布图（图1）所示，湿地保护小区分散，根据最邻近指数（表2），湿地保护小区R值为1.01接近1，表明该类型保护地分布随机。因此，湿地保护小区是归并优化的主要整合对象，建议将琼山区湿地保护小区统一整合成高保护级别的湿地公园。

3.新旧自然保护地体系转化

在秀英区和美兰区自然保护地整合后，将形成各级自然保护区和风景名胜区互为补充的自然保护地新体系，新体系将兼顾保护地面积不减少且与主体功能相协调的原则。在保护地随机分布的琼山区，可合并现有湿地保护小区重构自然保护地新格局，形成以湿地公园为主的保护地新体系。

四、结 论

我国自然保护地管理模式自1956 年启动以来，对保护我国生态空间发挥了巨大的作用。但随着时间的推移，各历史时期划定的自然保护空间出现了分布破碎化、孤岛化、交叉重叠和多头管理、治理不协同等一系列问题。海南省海口市作为国家生态文明试验区建设的重要区域，涵盖自然保护区、风景名胜区、森林公园、地质公园、湿地公园和湿地保护小区6个类别，各级各类保护地类型较为齐全，可作为重叠自然保护地整合优化的典型案例研究区。

本文应用数学模型对海口市60个自然保护地空间分布和重叠保护地进行定性和定量分析。研究结果表明：海口市自然保护地除湿地保护小区分布随机，总体呈集中分布特点；核密度分析结果显示，海口市自然保护地分布密集区域，交叉重叠现象明显，集中在秀英区中北部和美兰区中部，均是热带植被资源丰富、生物多样性强的区域；研究区内包含13 处重叠区，10 种重叠类型，且重叠类型复杂，缺少规律性。本文依据国家、省级自然保护地管理条例中整合优化办法，参照海口市最新三区三线数据，通过GIS空间叠加分析，分区域提出了优化方案建议：在秀英区，构建以国家公园为主体、自然保护区为基础、各类自然公园为补充的自然保护地管理新体系；在美兰区，以国家级保护区为主，适当缩小风景名胜区面积以减少人为扰动；整合琼山区随机分布的湿地保护小区，可构建高保护级别湿地公园，以实现统一协同的管理体制机制。