生态与环境

中国国家级自然保护区时空分布特征与空间网络构建

  • 李鸿飞 , 1, 2 ,
  • 常凯 , 1, 2
展开
  • 1.兰州理工大学设计艺术学院,甘肃 兰州 730050
  • 2.东南大学城市与建筑遗产保护教育部重点实验室西北中心,甘肃 兰州 730050
常凯(1997-),男,硕士,主要从事城乡历史文化遗产保护研究. E-mail:

李鸿飞(1977-),男,硕士,教授,主要从事人居空间环境与城乡历史遗产保护研究. E-mail:

收稿日期: 2024-09-22

  修回日期: 2024-11-11

  网络出版日期: 2026-03-11

基金资助

教育部人文社会科学研究规划基金项目(23YJA760047)

Spatiotemporal distribution characteristics and spatial network construction of national nature reserves in China

  • Hongfei LI , 1, 2 ,
  • Kai CHANG , 1, 2
Expand
  • 1. College of Design and Art, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China
  • 2. Northwest Center of Key Laboratory of Urban and Architectural Heritage Conservation of the Ministry of Education, Southeast University, Lanzhou 730050, Gansu, China

Received date: 2024-09-22

  Revised date: 2024-11-11

  Online published: 2026-03-11

摘要

选取474处国家级自然保护区为研究对象,运用核密度估计探究1956—2023年中国国家级自然保护区的时空分布格局,进而运用社会网络分析模型测度其网络属性特征并提出整合保护策略。结果表明:(1)中国国家级自然保护区的发展大致可划分为“初步探索、蓬勃发展、缓慢发展和巩固完善”4个阶段,并形成“西部大而散、东部小而聚”的空间格局。(2)拓扑结果表明,国家级自然保护区网络中节点凝聚性较强,具有小世界性,“核心-边缘”效应显著。(3)在网络空间格局上,保护集群空间异质明显,形成了以长江中下游、东北平原及长白山地区及青藏高原为顶点的“三角形”保护区聚集网络骨架。基于国家级自然保护区集群的自然禀赋以及地理区位条件,从聚集网络视角出发,提出相应的整合保护策略,以期对自然保护区的整合优化提供参考借鉴。

本文引用格式

李鸿飞 , 常凯 . 中国国家级自然保护区时空分布特征与空间网络构建[J]. 干旱区地理, 2025 , 48(11) : 1971 -1982 . DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2024.567

Abstract

This study examines 474 national nature reserves in China from 1956 to 2023, utilizing kernel density estimation to analyze their spatiotemporal distribution patterns. A social network analysis model is then employed to measure the attributes of these reserves and to propose integrated protection strategies. The findings reveal the following. (1) The evolution of China’s national nature reserves can be categorized into four distinct stages: Preliminary exploration, vigorous development, slow development, and consolidation and improvement. This development has resulted in a spatial pattern characterized by large and scattered reserves in the west, and small and clustered reserves in the east. (2) Topological analysis reveals that the nodes within the national nature reserve network exhibit strong cohesion, small-world characteristics, and a prominent “core-periphery” effect. (3) The network’s spatial pattern demonstrates significant heterogeneity among protection clusters, forming a “triangular” framework for reserve aggregation, with key vertices located in the middle and lower reaches of the Yangtze River, the Northeast Plain, the Changbai Mountain area, and the Qinghai-Xizang Plateau. Based on the natural endowments and geographic conditions of these reserve clusters, we propose corresponding integrated protection strategies from the perspective of the association network, aimed at providing guidance for the integration and optimization of nature reserves.

生物多样性的减少和生态系统的退化已经成为人类社会所面临的重大威胁之一。为缓解此类威胁所带来的多重影响,中国历经70多年的生态环境保护工作,建立起了规模不一、数量众多的自然保护区[1]。跨入存量发展阶段后,自然保护区交叉重叠、权责不清等历史遗留问题亟需解决[2-4]。为此,在2018年自然资源部组建后,国务院办公厅联合国家发展改革委、国家林业和草原局等多部门进一步颁发众多政策文件来指导国家公园的建设和各类自然保护地的整合优化。在此背景下,梳理中国国家级自然保护区的发展历程,分析其空间布局特征,研究保护区域之间是否存在网络联系并识别集群组团,对于解决自然保护区现有矛盾,优化自然保护地体系具有重要的借鉴价值和现实意义。
中国自然保护区的研究开始于20世纪末,其研究范式呈现出一个动态的探索过程。1987年,在国务院颁发《中国自然保护纲要》后,学界开始关注自然保护区的建设发展方向、保护管理体制、类型划分标准等保护区建设初期所面临的一些基础性问题[5-6]。1994年《中华人民共和国自然保护区条例》推出,大量学者开始针对特定区域中的自然保护区发展进行探讨,例如行政区域、流域片区等,研究内容主要涉及自然保护区的发展与挑战、生物多样性的评估以及生物保护调查等。“十二五”时期《全国主体功能区规划》的颁布,开启了中国自然保护区更综合、宏观、系统的探索研究,其中国家尺度的生态保护研究成为主流,研究方法以经验总结、文献梳理等定性分析为主。2017年国务院办公厅颁布《建立国家公园体制总体方案》,标志着中国自然保护地体系开始进入整合优化的发展阶段。相关领域的学者针对自然保护地的空间分布格局,范围交叉重叠、空间整合优化等问题展开了积极探讨,其中研究范围多集中在省域、区域等中观尺度,从全国视角来统筹自然保护区的定量整合保护研究还需要进一步探索;研究对象涉及自然保护地体系、风景名胜区、自然保护区[7]等多级主体,而对于保护范围更全面、生态功能更重要的国家级自然保护地的专项研究存在明显的成果空缺;在研究内容上,已有成果大多基于分布密度[8]、保护范围、管理运营等方面考虑自然保护地的整合优化,尚未从保护区域自身特征出发,综合考量自然保护地之间的关联性,进而提出更合理的自然保护地体系的优化策略。
随着中国社会趋于多元发展,生态系统之间的联系由简单的“空间阻隔”向“时空联系”,关联状态由单一的“区域分布”向多核心的“流空间”发展,从而带来生态系统联系的“网络化发展”[9],自然保护地的研究重心也应该从基于禀赋的静态数据向联系数据所导向的动态网络发展。鉴于此,本文选取474处国家级自然保护区作为研究对象,梳理分析其历史发展演变下的空间格局变化,并基于保护区地理、生态、规模、时代等属性数据,运用社会网络分析模型构建中国国家级自然保护区聚集网络,研究其网络属性特征并提出聚集组团的整合保护策略。

1 数据与方法

1.1 数据来源

以生态环境部发布的《国家级自然保护区名录》和自然保护区网络名录(http://www.zrbhq.com.cn/)为主要数据来源。截至2023年11月共筛选出国家级自然保护区474处(图1)。此外考虑到港澳台自然保护区相关资料难以获得,因此本次研究不包括上述地区。
图1 中国国家级自然保护区的空间分布

Fig. 1 Spatial distribution of national nature reserves in China

借鉴已有研究成果的自然保护区分类标准[10],将研究对象划分为3大类、9小类,其中森林生态类、湿地生态类以及野生动物类的数量比重最多,占总体数量的85.86%(表1)。
表1 中国国家级自然保护区类型划分

Tab. 1 Classification of national nature reserve types in China

一级分类 二级分类 数量/处 百分比/%
自然生态系统类 草原草甸 4 0.84
海洋海岸 17 3.59
荒漠生态 11 2.32
森林生态 221 46.62
湿地生态 65 13.71
野生生物类 野生动物 121 25.53
野生植物 17 3.59
自然遗迹类 地质遗迹 12 2.53
古生物遗迹 6 1.27

1.2 研究方法

1.2.1 核密度分析

核密度分析是根据已有的点要素来计算研究区域内要素的空间分布特征。为了减少模拟误差以及展示最优的数据可视化效果,将核密度的搜索半径统一设置为3×105 m。

1.2.2 社会网络分析

社会网络分析被广泛应用于复杂网络的分析研究,不仅能够反映社会个体在网络中所扮演的角色和地位,还能够揭示整体网络的形态、结构和特征[11]。本文首先根据已有的基础资料数据库进行指标量化以及数据归一化;其次借助Ucinet和Gephi软件将量化后的属性数据转换为474×474的无向关系矩阵,构建国家级自然保护区聚集网络,梳理分析网络属性特征;最后基于组团节点和联系强度分析,对聚集组团进行空间聚类划分并构建网络骨架(图2)。
图2 国家级自然保护区整合优化的技术路线

Fig. 2 Technical routes for integration and optimization of national nature reserves

(1)网络节点特征
点度中心度,用于衡量某个节点在网络中与其直接相连的节点的个数[12],是表征节点中心性最直接的指标之一。节点的度中心度数越大,表示其在网络中的连接数越多,影响力也就越大。
C D i = j = 1 G x i j , i j
式中:CD(i)为节点i的点度中心度;G为网络中节点总数; x i j为节点ij之间的直接连接数。
中介中心度,用于以经过某个节点的最短路径数目来刻画节点的重要性指标[12]。节点的中介中心性越大,表示其在网络中的媒介能力越显著。
C B i = s t m d s t i d s t
式中:CB(i)为节点i的中介中心度; d s t为节点s到节点t的最短路径数量; d s t i为从节点s到节点t的最短路径中经过节点i的数量。
(2)网络结构特征
聚类系数,用于衡量一个节点的邻居节点之间相互连接的程度[13]。聚类系数越高,表示其网络中越倾向于存在紧密结合的群体。
C i = 2 × E i k i × k i - 1
式中: C i为节点i的聚类系数; k i为节点i与其直接相连的节点的个数; E i为节点i与其直接相连的节点的边数。
平均路径长度,用于度量网络中所有节点对之间最短路径长度的平均值。平均路径长度越短,可以认为节点对之间信息的交流越频繁。
L = 1 1 2 G G - 1 i j d i j
式中:L为网络的平均路径长度; d i j为节点i到节点j的最短路径边数。
(3)网络聚类特征
块模型指的是同一子群的行动者之间具有相对较强、直接、紧密、经常的或者积极的关系。其计算步骤为:首先计算矩阵各行(或各列)之间的相关系数,得到一个相关系数矩阵,进而将各个元素进行分类,具有一定的结构对等性[14]

2 结果与分析

2.1 中国国家级自然保护区时空分布特征

2.1.1 时空分布特征

借鉴已有学术成果[15],本文将中国国家级自然保护区的发展划分为4个阶段,即初步探索阶段(1956—1978年)、蓬勃发展阶段(1979—1996年)、缓慢发展阶段(1997—2009年)和巩固完善阶段(2010—2023年)。
初步探索阶段(1956—1978年):1956年广东鼎湖山保护区的成立标志着中国自然保护地体系的建立进入了初步探索阶段。这一阶段的中国国家级自然保护区数量变化相对平缓,共计28处,类型以森林生态为主(图3)。在地理空间分布上,本阶段的国家级自然保护区大多集中于水汽充沛、土地肥沃的西南松潘高原、长江中下游以及两广丘陵地带(图4a)。
图3 1956—2023年国家级自然保护区的数量变化与类型构成

Fig. 3 Changes in the number and type composition of national nature reserves from 1956 to 2023

图4 不同发展阶段的国家级自然保护区空间分布

Fig. 4 Spatial distributions of national nature reserves at different stages of development

蓬勃发展阶段(1979—1996年):1979年中国开始进入改革开放阶段,自然保护区的数量、面积和类型也得到明显的增加和丰富。这一阶段新建国家级自然保护区共计294处,占国家级自然保护区总数的62.0%,而自然保护区的面积规模也快速扩张。在保护类型方面,海洋、荒漠、草原等特色生态系统受到重视,其中草原草甸类以及古生物遗迹类自然保护区受到气候、地形等多重因素影响,整体数量较少,两者仅占同时期新建国家级自然保护区数量的2.3%。在地理空间分布上,本阶段新建的国家级自然保护区主要聚集在长江中下游、黄土高原、两广丘陵以及东北平原等地区,这一阶段基本奠定了中国国家级自然保护区的空间分布格局(图4b)。
缓慢发展阶段(1997—2009年):1997年“可持续发展战略”正式提出,自然保护区建设也得到持续的发展动力。这一阶段国家级自然保护区的增长速度相较上一阶段已经逐渐放缓,共新建135处国家级自然保护区,占总体数量的28.5%,其中以森林生态为代表的自然生态系统类国家级自然保护区为本阶段主要新建保护区类型;自然遗迹类、野生生物类国家级自然保护区得到迅速发展,共新建7处自然遗迹类、34处野生生物类国家级自然保护区。在地理空间分布上,本阶段新建国家级自然保护区的建设重心已经从长江中下游地区为代表的东部平原,进一步向北偏移(图4c)。
巩固完善阶段(2010—2023年):2013年十八届三中全会提出通过建立国家公园体系促进对自然资源更高效的保护利用[16],自然保护区的建设速度进一步放缓。这一阶段新建国家级自然保护区仅29处,占总体数量的6.1%,其类型也仅限于森林生态、湿地生态以及野生动物3种保护类型。在地理空间分布上,本阶段新建的国家级自然保护区主要集中在长白山、小兴安岭以及辽河平原等东北地区(图4d)。至此,中国国家级自然保护区空间分布格局已经完成构建。

2.1.2 面积分布特征

借鉴已有学术成果[17],将国家级自然保护区的面积划分为:小型(1000 m2以下)、中小型(1001~10000 m2)、中型(10001~10×104 m2)、大型(10×104~100×104 m2)和超大型(100×104 m2以上)5类,数量分别为10处、70处、314处、72处和8处,各类型的面积之和呈现出“倒金字塔”的结构特征。小型和中小型国家级自然保护区面积分别为0.6×104 km2和3.3×104 km2,占国家级自然保护区总面积的0.01%和0.33%;中型国家级自然保护区数量占比最大,但面积仅有9.7×104 km2,不足总面积的10.0%;大型国家级自然保护区面积约占总面积的19.6%;西藏羌塘自然保护区、青海三江源自然保护区等8处超大型国家级自然保护区的面积总和达到68.6×104 km2,占总面积的70.1%。

2.1.3 类型分布特征

中国领土幅员辽阔,资源禀赋的差异塑造了不同的生态系统,也使得国家级自然保护区在类型上呈现出多样化的聚集特征[18]图5)。其中,自然生态系统类保护区占国家级自然保护区总数的比例最高,而面积占比高达78.0%;野生生物类国家级自然保护区共有138处,面积占比为21.7%;自然遗迹类国家级自然保护区仅有19处,面积占比为2.8%。
图5 各类型国家级自然保护区分布特征

Fig. 5 Distribution characteristics of various types of national nature reserves

创立自然保护区的初衷是对森林生态系统进行有效的保护。通过多年建设和发展,国家级森林生态类保护区的数量已经达到221处,其保护面积占国家级自然保护区总面积的14.6%,在空间布局上,该保护区类型也遍及中国各个地区,主要聚集在东北平原、长江中下游、川滇地区以及两广平原[19],并向外辐射延伸。海洋海岸、荒漠生态、草原草甸这3类国家级自然保护区由于受到独特的禀赋影响,数量、面积以及空间分布均有显著的集聚效应;受到资源禀赋影响的还有自然遗迹类国家级自然保护区,地理空间主要分布在长江沿线以北的黑龙江、吉林等省份;野生生物类国家级自然保护区主要分布在温度适宜、水汽充沛的川滇、长江中下游等地,部分分布在黄土高原和东北平原,形成了“一核(川滇地区)两带(长江带、黄河带)多点(东北平原、黄土高原等)”的空间分布格局。

2.1.4 整体空间格局

从核密度分析结果来看,中国国家级自然保护区的整体空间分布格局经过多年的发展和完善后,呈现出“多核心、连片式”“西部大而散、东部小而聚”的基本空间格局[20],“核心-边缘”特征显著(图6),形成了东北平原、黄土高原、云贵高原以及长江中下游为核心的4大生态保护区。从“核心-边缘”的角度来看,上述4个核心保护区中均形成圈层式空间结构,而这种圈层式空间结构的形成一方面受到自然禀赋的限制,另一方面快速的城市建设活动造成了生境的进一步压缩。
图6 国家级自然保护区的核密度分布

Fig. 6 Kernel density distribution of national nature reserves

2.2 国家级自然保护区空间整合保护

针对国家级自然保护区所表征出孤岛化、破碎化的现实问题,中国需要构建合理的国家级自然保护区体系骨架,为生态安全提供有效保障。因此,在构建中国自然保护地网络体系的基础上,本文针对国家级自然保护区的时空聚集性、地理关联性以及类型相似性,基于网络视角探索其空间整合保护策略。

2.2.1 网络关联度计算

首先,根据自然保护区的属性特征,将关联性强度定义为各保护区基于自身属性对周边保护区的吸引力和与之能够形成保护区集群的可能性。考虑到数据的获取以及量化,本文所定义的关联性强度包括地理联系、生态联系、面积联系和时代联系4类指标(表2)。首先运用层次分析法(AHP)确定4类指标权重,一致性检验值为0.0651(<0.1),该判断矩阵满足一致性检验。随后邀请5名专家对指标层之间的重要性进行判断,保证5名专家的判断矩阵均通过一致性检验后,将判断结果相加并取均值计算得到基于德尔菲法的指标权重。最后将2种方法对指标权重取均值,以此来综合考量自然保护区之间关联强度指标的权重(表3)。
表2 国家级自然保护区关联性指标选择

Tab. 2 Selection of relevance indicators for national nature reserves

准则层 指标层 指标解释与测度
地理联系 空间距离 衡量自然保护区的地理联系强度。通过全国公路数据集构建目的地(OD)成本矩阵,计算保护区之间的交通距离并求倒数,最后将数据归一化处理后得到保护区的地理联系强度
生态联系 保护物种 计算自然保护区所保护物种类型的关联强度。结合保护区的类型划分以及所保护对象的一级分类,赋值同属一级分类,有相同或相似保护对象的自然保护区为1,不同分类为0
面积联系 生态规模 衡量自然保护区生态保护规模之间的联系。根据前文所划分的5类国家级自然保护区规模,赋值同一规模的国家级自然保护区为1,不同规模为0
时代联系 创建时期 衡量自然保护区成立的时间联系强度。基于前文划分的自然保护区发展阶段,赋值同一时间阶段的国家级自然保护区为1,不同时间阶段为0
表3 国家级自然保护区关联性指标权重计算

Tab. 3 Calculation of the weights of relevance indicators for national nature reserves

准则层 指标层 层次分析法权重 德尔菲法权重 综合权重
地理联系 空间距离 0.3822 0.48 0.4311
生态联系 保护物种 0.3102 0.34 0.3251
面积联系 生态规模 0.2411 0.17 0.2055
时代联系 创建时期 0.0667 0.01 0.0383
其次,借鉴已有研究[21],将关联强度前92%、94%、96%、98%的联系度作为构建保护区网络的临界值,使用Ucinet和Gephi软件综合测度图密度、聚类系数、平均最短路径等特征量。对比后发现,当关联强度临界值处于96%时,网络聚类系数最高、平均路径长度最短,表示在该临界值下网络的孤立点最少、信息流通效率最高。因此,将自然保护区关联强度前96%联系度的视为有效联系,以此来构建国家级自然保护区聚集网络。

2.2.2 网络特征解析

借助Gephi计算后发现,国家级自然保护区网络中的聚类系数为0.645,大于相同规模的随机网络(聚类系数=0.350),表征出较强的凝聚性,平均路径长度为4.493,小于相同规模的随机网络(平均路径长度=5.006),表征出保护区之间关联性较强,具有一定的小世界性。在网络结构稳定性方面,按照节点的度中心度将保护区划分为17个层级(图7)。度数为0的节点称之为“孤立保护区”,共有19处。度数>13的节点共有4处,这些保护区作为一级核心节点,与网络中其他节点的关联性最强。度数>11的节点共有32处,这些保护区区位优势较为显著,构成网络系统中的二级节点。总的来说,中国国家级自然保护区网络结构的度数呈现出纺锤型的特点:中间度数占比大且两端极值占比较小,尽管存在一定量的“孤立点”,但该网络的整体稳定性处于较高的层级中。
图7 国家级自然保护区拓扑结构空间格局

Fig. 7 Spatial pattern of topology of national nature reserves

借助Ucinet中的块模型算法和Gephi计算,将保护区网络划分为17个板块,涉及保护区数量455处,模块化系数为0.811,属于高准确度的组团结构划分。在拓扑结构上,形成了长江中下游及浙闽沿海山地、东北平原及长白山地区、辽河平原及黄渤海地区、秦岭大巴山脉、青藏高原地区以及云贵高原地区6大保护区核心集群(图7)。由于保护区面积大小不一,且极差值较大,为便于更好地表征自然保护区的聚集程度和网络联系度的计算结果,将自然保护区面要素取重心,以矢量点要素的形式进行可视化表达(图8)。将自然保护区转换为点要素后,在网络空间格局上共有12个组团板块完全位于胡焕庸线以东,而另外5处保护区集群受制于管理权属、面积规模以及地理区位的影响,分布在西部内陆腹地。
图8 国家级自然保护区的凝聚子群空间分布格局

Fig. 8 Spatial distribution patterns of cohesive subgroups in national nature reserves

2.2.3 网络化空间保护格局构建与整合策略

基于时空分布特征和聚集网络特征的分析,本文认为中国国家级自然保护区的网络构建应该形成节点引领、轴线发展、渐进扩散的系统化发展格局。通过将网络核心集群作为发展引领,以大江大河等线性生态系统廊道作为联系纽带,串联起分散在各地的保护区集群,以点带线、以线促面,形成“两纵三横多点”空间网络结构(图9)。该网络结构与国家“四屏四带”生态安全战略格局和“三区四带”生态保护修补布局具有趋同性,也侧面印证此网络结构的科学性与合理性。在“两纵三横多点”空间网络结构中,“两纵”指的是东北森林带、秦巴-南岭保护带;“三横”指的是北方防沙固沙-长白山保护带、长江-川滇保护带以及东南丘陵保护带;“多点”指的是国家级自然保护区集群。通过建立聚集网络结构,在宏观层面上引导国家级自然保护区体系的整合优化方向,缓解其空间分布不均、缺乏整体规划的发展矛盾。
图9 中国国家级自然保护区整合保护的网络结构

Fig. 9 Network structure of integrated conservation of national nature reserves in China

考虑到自然禀赋、地理区位、当地社会经济发展进程等影响因素,未来一段时间内,应该采用多层级保护、整合数量庞大、类型丰富的国家级自然保护区。17处国家级自然保护区集群的保护策略如表4所示。
表4 国家级自然保护区集群的主要特征以及整合策略

Tab. 4 Main characteristics of national nature reserves clusters and strategies for their integration

集群编号 主要类型 整合保护策略
1 湿地生态 依托大兴安岭和呼伦湖等自然资源,进一步完善中国东北段防沙带的构建
2 湿地生态 强化森林、湿地2大类型的联动保护,形成以长白山脉为发展轴线、中心节点引领的保护区整合形态
3 森林生态 作为保护区集群的中介中心,应借助长江干、支流等已有线性生态廊道,强化集群内、外的关联性,并整合集群内具有相似保护内容的保护区,强化生境连续性的同时保障全国保护区集群之间的网络关联安全
4 野生动物 结合区位优势与资源禀赋,形成以热带气候为特色的海洋、森林为主导类型的自然保护区集群,是中国沿海生态屏障中最重要的一环
5 森林生态 该地区为保护区零碎化最严重的集群之一,应在坚守生态保护红线和城镇开发边界的前提下,以相似类型合并、保护范围调整的措施构建生态廊道,强化生境连续性
6 野生动物 系统整合该集群内部荒漠、草甸等特色资源,以黄河干、支流为线性生态廊道,形成以自然生态为主导类型,自然遗迹为特色的保护区集群
7 森林生态 将宜荒则荒、量水而行作为整合原则,与5号保护区集群共同强化黄河流域生态系统的稳定性
8 湿地生态 以松花江干、支流为发展轴线,串联并整合集群内湿地、草原等自然保护区
9 森林生态 利用金沙江、乌蒙山等线性生态廊道为发展轴线,采用相似类型合并,重叠交叉优化等措施,形成以森林生态为主导类型的自然保护区集群
10 荒漠生态 将宜荒则荒、量水而行作为整合原则,围绕祁连山脉构建中国北部防沙带
11 森林生态 基于中心性测度所表征出的特点,应先将集群内保护区按照自然生态和自然遗迹进行类型整合,依靠区域内努鲁儿虎山等山脉、河流作为轴线,优化保护区边界,构建多层次的生态片区
12 森林生态 通过调整保护区范围、合并相似保护区,以此强化集群内保护区之间关联性,围绕南岭山脉形成森林生态为主的保护区集群
13 野生动物 以可可西里、羌塘等自然保护区为重点生态功能区,强化“两江四河”水源涵养林、护岸林的综合整治,扩大野生动物生存空间
14 森林生态 重点围绕大小兴安岭构建以森林生态为主、湿地生态为辅的东北森林带片区
15 野生动物 将宜荒则荒、量水而行作为整合原则,围绕祁连山脉构建中国北部防沙带
16 森林生态 以吕梁山、黄河为发展轴线,合并同类、吸收相似保护地为措施,保障黄河中下游湿地安全和生物多样性
17 荒漠生态 以宜荒则荒、量水而行为整合原则,围绕天山山脉进一步完善北部防沙带建设

3 讨论

本文以国家级自然保护区的生态类型、空间距离、面积规模等作为联系维度,构建了国家级自然保护区聚集网络,而已有研究成果中鲜有从构建聚集网络的角度探索国家级自然保护区整合优化。李晓肃等[22]提出在自然保护地的整合工作中,需要厘清自然禀赋,类型整合归并以及合理调整保护范围等5项技术路线;李永进等[23]认为自然保护地的整合需要打破行政区划壁垒,将类型相似、生态过程紧密的自然保护地进行整合;唐小平等[24]认为以部门设置、以资源分类的原有制度造成政出多门的发展矛盾,在自然保护地管理体制的改革应强化分类保护、分级管理以及分区管控。总的来说,已有成果在自然保护地的整合建议上与本文所提出的保护区关联组团构建路径大致类似:相关类型与同一地理单元整合、跨区域统筹合并等[8],但本文在此基础上,以国家级自然保护区聚集组团为网络节点,从宏观层面出发构建自然保护区的核心保护轴线,在顶层设计上缓解由于晋升制度所带来的不同级别自然保护区不成体系、分布无序等发展问题,推动和完善自然保护区更系统、合理地整合优化。
本文仍存在众多不足:其一,探索国家级自然保护区聚集网络指标的差异性。虽然保护物种、保护区规模在一定程度上可以反映某一保护区域的生态系统服务价值的功能差异,但是对于物种之间独特的生态环境与保护需求来说,仍需进一步探寻可以明确表征保护区域特征性的评价指标。例如用于识别自然保护区生态系统结构的物种丰富度、景观连通性[25]以及用于评价自然保护区生态系统质量的土壤类型、植被覆盖度等评价指标,并梳理不同指标之间对国家级自然保护区聚集网络的影响程度;其二,自然保护地数量众多,仅将国家级自然保护区作为研究对象并不能准确概括中国生态系统的发展格局,具有一定局限性。但是从保护等级最高、生态服务功能最有价值的国家级自然保护区入手,可以促进未来自然保护地整合工作主题鲜明、分层分级的系统化深入,因此从高等级保护类型入手是十分必要的。后续工作首先应该强调自然保护地整合的多学科、多方法交叉研究,提高整合工作的科学性和合理性;最后,梳理自然保护地中其他类型的空间发展结构,探索不同类型之间空间结构是否存在的网络联系,进一步完善自然保护地的整合内容以及优化规则,更合理地推动中国特色自然保护地体系向健康、可持续的方向发展。

4 结论

(1)中国国家级自然保护区的发展历程大致可划分为“初步探索、蓬勃发展、缓慢发展和巩固完善”4个发展阶段,并于2010年后进一步完善形成“多核心、连片式”“西部大而散、东部小而聚”的空间格局。在数量规模的发展上,形成了以中型国家级自然保护区为极核,中小型、大型为二级核心,小型以及超大型国家级自然保护区为节点的数量特征。在面积规模的发展上,呈现“倒金字塔”结构特征,超大型国家级自然保护区为绝对主导,其次为中、中小型国家级自然保护区。在类型数量以及空间分布的发展上,森林生态类、野生动物类以及湿地生态类保护区所占比例最大。
(2)拓扑结果表明,中国国家级自然保护区网络中平均聚类系数高且平均最短路径小,凝聚性较强,具有小世界性。按点度中心度计算结果可以将节点划分为17个层级,表征出显著的“核心-边缘”结构特征:中心度评价结果符合帕累托法则,结构异质性显著。
(3)在网络空间格局上,保护区集群分布不均匀,形成了长江中下游、东北平原及长白山地区以及青藏高原地区为顶点的“三角形”网络骨架。中介中心度评价表征出保护区“大分散小聚集”的双重特性,低中介中心度节点主要分布在青藏高原、河西走廊、大兴安岭等地,分布较为均匀,中、高中介中心度节点主要聚集在长江中下游、云贵高原等地。
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