山西省自然保护地空间分布特征及影响因素研究.pdf

收稿日期：基金项目：山西省哲学社会项目（）作者简介：韩丽荣（），女，山西大同人，山西师范大学地理科学学院硕士研究生，主要从事旅游规划与开发方面的研究 ：通讯作者：胡炜霞（），女，山西临汾人，山西师范大学历史与旅游文化学院教授，博士，硕士生导师，主要从事旅游规划与开发方面的研究。山西师范大学学报（自然科学版）第 卷第 期 年 月 文章编号：（）山西省自然保护地空间分布特征及影响因素研究韩丽荣，胡炜霞，山西师范大学地理科学学院，山西 太原 ；山西师范大学历史与旅游文化学院，山西 太原 摘要：自然保护地不仅是发展生态旅游活动的载体，也是实现自然科学和文化教育的重要窗 口 为山西省整合自然保护地的空间利用和优化自然保护地品质提供借鉴，提升山西省对自 然保护地旅游利用的重视程度 以山西省地质公园、森林公园、湿地公园、沙漠公园、风景 名胜区、自然保护区 类自然保护地为研究对象，运用最邻近点指数、地理集中指数和核密 度估计法分析其空间分布特征，借助地理探测器探测其影响因子，揭示山西省自然保护地的 空间分布特征和影响因素 结果表明：各市级以及不同类型的自然保护地数量分布不均；自然保护地空间呈集聚分布，形成了以大同中部、吕梁山中段、晋中、临汾和长治三 市交界区、阳泉和晋中交界区、长治东部为主的五个高密度区域；农作物播种面积、乡 村人口、第一产业占总产比值等社会经济因素成为影响山西省自然保护地空间分布的主导因素关键词：山西省；自然保护地；空间特征；地理探测器；影响因素中图分类号：；文献标识码：我国自然保护地系统以国家公园为主体、自然保护区为基础、各类自然公园 为补充 其中国家公园和自然保护区保护具有国家代表性的生态系统，而囊括森 林公园、地质公园、湿地公园、海洋公园、沙漠公园、风景名胜区等多种类型在 内的自然公园不仅保护生态系统和自然遗迹景观，而且还具备生态、文化和观赏 等旅游价值国外的自然保护地研究较早，由于各国国情不同，各国自然保护地体系建设 存在较大差异 国内学者对自然保护地的研究主要体现在三方面：（）研究视 角涉及生态、旅游、林业等领域；（）研究内容相对广泛，涉及数量特征分析 、空间分布特征及影响因素 、空间重叠及优化整合路径 、体系研究等方面；（）研究方法注重定性方法与定量分析结合以及空间数据的可视化表达自然保护地的空间特征研究主要体现在以下三方面：（）不同类型的自然保 护地空间特征在整体空间分布上较相似，集中且省际分布不均 ；（）不同尺 度的自然保护地空间特征多呈集中分布且不均衡，有学者发现保护地分布格局与 人口分布格局几乎一致 ；（）影响因素主要表现为自然资源和社会经济两方 面共同作用的结果，其中选取主导因素的定量方法有相关分析、不均衡指数和地 理联系率 、可达性和缓冲区分析 、主成分分析法 、地理探测器方法 等学者们对山西省单类型保护地的研究较多 ，而针对山西省综合自然保护地的 空间研究内容鲜有 自然保护地作为山西自然旅游资源的载体，是山西省全域旅 游发展战略实施的重要一环 本文研究为山西省优化自然保护地的空间布局及推动旅游开发的合理利用提供导向 研究区概况山西省位于华北地区西侧的黄土高原上，北倚长城，东靠太行，西临黄河行政区包含 个地级市 山西省地形复杂多样，大体分为东部山区、中部盆地 和西部山区 东部山区以太行山为主；中部分布一系列狭长盆地；西部山区以吕 梁山为主 山西省属于温带大陆性季风气候，各地降水量时空分布不均 在此自 然环境背景下，山西省孕育了丰富的自然旅游资源 其中以地质公园、森林公园、湿地公园、沙漠公园、风景名胜区、自然保护区为主的自然保护地（图 ），因 其设立目的和保护对象不同，旅游活动具有鲜明的差异性 数据与研究方法 数据来源山西省自然保护地数据来源于山西省自然资源厅官网和山西省林业和草原 局官网 以山西省行政区矢量图为底图，利用百度地图和高图 山西省自然保护地分布 德地图拾取山西省自 然保护地的空间位置坐标，借助 将其数据转为点要素 影响因素数据来源于 年山西省统计年鉴及各地级市统计年鉴、中国城市统计年鉴、各市国 民经济和社会发展统计公报 高程数据来源于全国地理信息资源目录服务系统中 的 分辨率原始高程数据 研究方法 最邻近点指数最邻近点指数衡量保护地空间分布类型的指标 其计算公式 为：珋 （）珋 （）槡 槡 （）其中，为最邻近点指数；珋 为实际最邻近距离；为理论最邻近距离；为每个点与其最邻近点之间的距离；为区域点数；为区域面积；为点密度 当 时，保护地空间分布类型为随机分布；当 时，呈均匀分布；当 时，呈凝聚分布 地理集中指数地理集中指数是衡量保护地空间集中程度的指标，其计算公式 为：()槡（）珔 （）槡（）其中，指地理集中指数，珔为完全平均分布值，为市域数，为第 个市域的保护地数量，为保护地总数 值在 之间，值越大表明保护 地分布越集中，越小分布越分散 在各地市所得出的地理集中指数中，当 珔时，表明保护地在地域内分布较集中；珔时，分布较分散 核密度估计法核密度估计法是衡量保护地空间分布密度大小的指标，其计算公式 为：（）()（）其中，（）为某一空间位置的核密度估计值；为保护地数量；为距离阈 值；()为核密度方程；山西师范大学学报（自然科学版）年为两点间的距离 （）值越高代表保护地 空间分布密度越大 地理探测器运用地理探测器模型中的因子探测和交互探测工具对影响山西省自然保护 地空间分布的自然资源和社会经济因素进行探测，来分析各因素对自然保护地分 布格局形成的解释力大小 另外，通过探测各因素间的交互作用，对自然保护地分布格局的影响因素进行深入分析地理探测器（）模型包括因子探测、交互探测、风险探测和生态探测 ，其中因子探测能识别不同影响因子，是探测复杂地理环境下驱动因子的重要方法，公式为：（）（）式中，为自然保护地数量；为次一级区域（层）样本数；为次级区域分类个数；为全区 值的离散方差；为次一级区域离散方差 和 分别为层内方差之和以及全区总方差 的取值范围为 ，值越接近于 时，表明影响因子对自然保护地空间分布特征的解释力越强交互探测能解释因子间交互作用时对自然保护地空间分布的解释力是增强 还是减弱，其交互作用的结果分为 种类型：（）（），（），表明非线性减弱；（），（）（）（），（），表明单因子非线性减弱；（）（），（），表明双因子增强；（）（）（），表明独立；（）（）（），表明非线性增强 影响因素的选取 自然保护地的空间分布主要受到自然资源和社会经济两方面因素的影响，以山西省 个行政区的自然资源和社会经济因素为自变量，自然保护地数量为因 变量，分析两大因素对山西省自然保护地空间分布的影响 其中自然资源因素是 自然保护地形成的基础，包括高程（）、水资源总量（）、土地总面积（）、森林覆盖率（）、自然保护区面积（）个指标；社会经济因素影响自然保 护地的发展，包括农作物播种面积（）、乡村人口（）、公路通车里程（）、第一产业占总产比值（）、第三产业占总产比值（）个指标 结果与分析 数量特征截至 年 月，山西省已建立自然保护区 处，其中国家级自然保护 地 处 从各市自然保护地分布的种类来看（图 ），太原的自然保护地种类最 少，而包括大同、朔州和忻州在内的晋北地区种类丰富 从市域分布情况看（图 ），自然保护地分布不均，其中数量最多的是长治和晋中，最少的是太原和阳泉在 类自然保护地中（图 ），森林公园和湿地公园数量较多，两类占总数的 ，沙漠公园和地质公园数量较少，两类占总数的 自然保护地类型的数量差异大图 山西省各市自然保护地类型数量统计 图 山西省各市自然保护地的数量结构图 第 期韩丽荣，等：山西省自然保护地空间分布特征及影响因素研究 空间分布特征 空间分布类型利用 的空间统计工具中的平均最近邻工具计算山西省 类自然保护 地的最邻近指数（表 ）山西省内自然保护地总体的最邻近指数 ，表明山西省自然保护地总体呈现集聚分布 在 类保护地中，只有森林公园的最 邻近点指数 ，呈集聚分布，其余类型的自然保护地呈均匀分布图 山西省各类自然保护地的数量结构图 表 山西省自然保护地最邻近指数 保护地类型实际最邻近距离 理论最邻近距离 最邻近点指数 分布类型自然保护区 均匀分布风景名胜区 均匀分布森林公园 凝聚分布湿地公园 均匀分布沙漠公园 均匀分布地质公园 均匀分布所有保护地 凝聚分布 空间分布均衡度通过计算得到山西省 个市自然保护地的地理集中指数 当山西省 处自然保护地完全平均分布在 个地级市时，珔 当 珔时，表明山西省自然保护地在 个市域分布较集中 根据地理集中指数统计表（表 和表 ）可见，从市域分布看，最集中的是阳泉（），其次是太原（）从保护地类型看，类保护地集中程度差异大，分布不均衡，其中最集中的是沙漠公园（），其次是地质公园（）表 山西省各市自然保护地地理集中指数统计 地级市大同朔州忻州太原吕梁阳泉晋中长治晋城临汾运城 表 山西省各类自然保护地地理集中指数统计 保护地类型自然保护区风景名胜区森林公园湿地公园沙漠公园地质公园 空间分布密度分析利用 软件的核密度分析工具，对山西省 个自然保护地进行密 度分析，得到山西省自然保护地核密度分布图（图 ）由图可知，山西省 种 自然保护地分布形成 个高密度区域，分别是大同中部区域、吕梁山中段区域、晋中、临汾和长治三市交界区域、阳泉和晋中交界区域、长治东部区域山西师范大学学报（自然科学版）年 影响因素分析因子探测分析结果表明不同影响因子对自然保护地空间分异的解释程度不同，值越大解释力越强 各影响因子解释力 值分别为：农作物播种面积（）乡村人口（）第一产业占总产比值（）土地总面积（）自然保护区面积（）第三产业占总产比值（）公路通车里程（）水资源总量（）森林覆盖率（）高程（），且 因此影响山西省自然保护地空间分布的主要是农作物播种面积、乡村人口、第一产业占总产比值等社会经济因素和土地总面积、自然保护区面积等自然资源因素地理探测器中的交互探测分析可以评估多因子共同作用的解释力 表 结果表明，任意 个影响因子交互后其对山西省自然保护地空间分异的解释力明显加强 其中高程（）与土地总面积（）的交互解释力为 ；水资源总量（）与自然保护区面积（）的交互解释力为 ；森林覆盖率（）与自然保护区面积（）的交互解释力为 ；自然保护区面积（）与公路通车里程（）的交互解释力为 ；森林覆盖率（）与自然保护区面积（）的交互解释力为 两因子的交互解释力高于两个单因子解释力之和 这表明山西省自然保护地的空间分布格局是多因子共同作用的结果图 山西省自然保护地核密度分布 表 山西省自然保护地影响因子交互探测结果 因子 注：（高程）、（水资源总量）、（土地总面积）、（森林覆盖率）、（自然保护区 面积）、（农作物播种面积）、（乡村人口）、（公路通车里程）、（第一产业占总产 比值）、（第三产业占总产比值）第 期韩丽荣，等：山西省自然保护地空间分布特征及影响因素研究 讨论与结论山西省自然保护地的数量特征主要体现在三方面：（）各市级的自然保护地数量分布不均，晋北和晋南两区域的数量均优于晋中；（）不同类型的自然保护地数量差异悬殊，其中森林公园数量占 类自然保护地总数的 ，而沙漠公园仅占总数的 ；（）除沙漠公园全部分布在大同外，数量最多的其余类型自然保护地多集中在晋中和晋南，其中长治市拥有全省最多的风景名胜区和森林公园山西省自然保护地的空间分布特征主要体现在以下方面：（）空间分布类型总体呈集聚分布；（）在山西省 个地级市中，阳泉市的地理集中指数最高；在各类自然保护地中，沙漠公园的地理集中指数最高；（）自然保护地的空间分布形成了以大同中部、吕梁山中段、晋中、临汾和长治三市交界区、阳泉和晋中交界区、长治东部为主的五个高密度区域根据地理探测器的分析结果可知山西省自然保护地的分布受多种因素共同作用的结果，主要分为自然资源因素和社会环境因素：（）自然资源因素：自然环境是自然保护地资源形成的基础，是影响自然保护地分布的内在因素 土地总面积表现为忻州市最大，吕梁市和临汾市次之，太原市和阳泉市最小 土地总面积的大小受到行政区划范围的制约 自然保护区面积表现为大同市和晋中市最大，其次是运城市和晋城市，阳泉市最小 水资源总量集中在忻州市、吕梁市、晋中市和运城市，整体表现为晋南地区的水资源量较为丰富 森林覆盖率表现为运城市和晋城市最高，其次是吕梁市、临汾市、长治市和阳泉市 高程表现为两侧地势高，中部地势低，山地丘陵集中于两侧且超过全省总面积的一半，盆地集中于中部狭长地带 东侧的太行山和西侧的吕梁山为山西省提供了天然的屏障；（）社会经济因素：社会环境是促进自然保护地发展的动力，是影响自然保护地分布的外在因素 在地理探测因子分析中，社会经济因素成为影响山西省自然保护地空间分布的主导因素，表明自然保护地的发展越来越来受到人为因素的影响 农作物播种面积表现为临汾市和运城市最大，其次是忻州市和吕梁市 乡村人口集中于山西省西南侧的吕梁市、临汾市和运城市 第一产业占总产比重表现在晋中市和运城市较高 第三产业占总产比重表现为大同市、朔州市、太原市和阳泉市较高 公路通车里程集中于忻州市、吕梁市、晋中市和临汾市；（）共同作用：地球表面本身是一个多要素相互作用的综合体，这也决定了地理学综合性的学科特性 两因子的交互作用可以增强山西省自然保护地空间分异的解释力，尤其是自然资源因素间的共同作用使得解释力明显增强，表明自然保护地是在复杂自然环境下多因素共同影响过程中形成的山西省国家级自然保护地的数量占全省自然保护地总数的 ，且多数国家级自然保护地的有效价值未能充分的实现 主要原因：（）政府的重视程度：自然保护地除了保护自然生态系统，还有开展生态旅游活动的价值，但实际上旅游开发意识薄弱 政府层面对其重视程度不及国家 级旅游景区，大众游客对其关注度也较低；（）空间重叠：地质公园、森林公园、风景名胜区之间普遍存在交叉情况 一般旅游资源级别较高的景区背负众多头衔，如五台山不仅作为国家地质公园，还是国家级风景名胜区、国家森林公园、国家 级旅游景区，这无疑造成旅游区域空间重叠的局面；（）经济发展水平与管理水平：自然保护地的优化建设不仅投资大、周期长、见效慢，而且还需要持续的科学管理 雄厚的经济实力为自然保护地的长远发展提供保障 管理水平与增长速度不协调，虽然山西省乃至全国自然保护地的增长速度有所减缓，但管理水平滞后，缺乏科学性和系统性因此提升山西省自然保护地旅游品质势在必行 自然保护地的发展需要借助山西省文旅融合的发展机遇，提升重视程度，为其发展注入新鲜活力，深入挖掘生态旅游开发潜力 构建完善的自然保护地体系有助于提高资源利用率以及管理水平，推动体系朝着规范化和科学化方向发展 低层次的同质化产品势必无法满足游客的美好旅游生活需求，优质旅游产品始终是游客的最佳选择参考文献：，：，（）：张芳玲，蒲真，梁晓玉，等 中国东北地区自然保护地数量特征分析 北京林业大学学报，（）：山西师范大学学报（自然科学版）年 樊涵，王晓娟，杨朝辉，等 遵义市 种主要自然保护地空间分布特征及其影响因素研究 生态与农村环境学报，（）：马童慧，吕，雷光春 中国自然保护地空间重叠分析与保护地体系优化整合对策 生物多样性，（）：何小芊，刘策 中国国家地质公园空间可达性分析 山地学报，（）：潘竟虎，徐柏翠 中国国家级自然保护地的空间分布特征与可达性 长江流域资源与环境，（）：姜超，马社刚，王琦淞，等 中国 种主要保护地类型的空间分布格局 野生动物学报，（）：冯达，胡理乐，陈建成 北京市自然保护地空间分布格局与交叉重叠特征 生态学杂志，（）：周婷，冼丽君，徐颂军 珠江三角洲湿地公园的空间分布特征及其影响因素分析 湿地科学，（）：徐美，李达立，刘春腊，等 湖南省森林公园空间分布特征及其影响因素分析 资源开发与市场，（）：张卓然，唐晓岚，贾艳艳 保护地空间分布特征与影响因素分析 以长江中下游为例 安徽农业大学学报，（）：刘敏，郝炜，张芙蓉 山西省 级景区空间分布与影响因素 经济地理，（）：王晖，谢盟月 山西历史文化名城名镇名村时空分布及影响因素 山西农业大学学报（社会科学版），（）：，（）：申怀飞，郑敬刚，唐风沛，等 河南省 级旅游景区空间分布特征分析 经济地理，（）：佟玉权 基于 的中国传统村落空间分异研究 人文地理，（）：王劲峰，徐成东 地理探测器：原理与展望 地理学报，（）：，（，；，）：，：（）；（），；（），：；第 期韩丽荣，等：山西省自然保护地空间分布特征及影响因素研究