本文的研究数据来源于研究区域土地利用图(1∶10000)、区域地形图(1∶10000) 和卫星影像图(2015年),以及中外文献数据库( 包括中国知网、万方数据、Springer、Wiley、ScienceDirect等)(图2)。
拟建地生态原真性的主要影响因素大致分为生态因素与人文因素两大类。
(1) 地形地貌。
根据不同海拔高度,研究区域对应的生态功能区分为禁止开发区、限制开发区和适度开发区。根据《陕西秦岭生态环境保护纲要》,海拔高度在2600m以上的区域为秦岭中高山针叶林灌丛草甸生物多样性生态功能区,为禁止开发区;海拔高度为1500~2600m的区域为秦岭中山针阔叶混交林水源涵养与生物多样性生态功能区,为限制开发区;海拔高度在1500m 以下的区域为秦岭低山丘陵水源涵养与水土保持功能区,为适度开发区(图3)。根据此类划分可知,海拔高度在2600m以上的区域,生态敏感性最强;海拔高度在1500m以下的区域,人类活动较多,生态敏感性最弱。
(2) 水文条件。
研究区域水系发达,主要由分属长江流域的汉江、嘉陵江和分属黄河流域的渭河、南洛河等河流水系组成,河流以短、直为主要特征,多瀑布、急流和险滩。根据不完全统计,研究区域内长度在40km 以上的河流共有86 条,流域面积在10000hm2以上的河流共有195条,不同的水系支流级别会产生不同的区域生态影响。
(3) 植被类型。
山地地貌造成的植被垂直分布与水平分布分异,使得植物具有多样性。从低山常绿阔叶林、中( 低) 山落叶阔叶林到中山针阔混交林、亚高山针叶林,再到亚高山灌丛草甸、高山荒漠,不同植被类型的生态价值不同(图4)。
(4) 动物分布。
秦岭珍稀动物种类繁多,如旗舰物种大熊猫、金丝猴、羚牛和朱鹮等,动物活动的频繁程度从另一角度反映着生态价值的高低。
(1) 道路交通。
按照铁路、国道、省道、乡道等不同级别划分缓冲区域。目前穿越研究区域的铁路有宝成铁路、西康铁路、西合铁路及西成高铁等,高速公路有G5 京昆高速公路、G65 包茂高速公路、G70 福银高速公路、G40 沪陕高速公路、G7011 十天高速公路和G85 银昆高速公路( 在建) 等,国道有G108、G310、G316、G210、G312 等,省道有S101、S102、S202、S210、S212、S307、S309 等。车辆穿行既会对动物活动产生影响,也会对周围的生态环境造成破坏。
(2) 人口密度。
研究区域内人口分布极不均匀,城镇的人口密度较大,山区的人口密度则较小。人口密度越大,自然度越低。
(3) 开发现状。
秦岭是陕西省内自然资源空间分布最为集中、基本类型最为丰富、地域组合最为完善的分布区域,包括森林公园、风景名胜区、水利风景区等自然资源及古镇、度假区等人文资源。目前已建成6个风景名胜区( 国家级2个、省级4个),22个森林公园(国家级15个、省级7个),4个国家级湿地公园,以及3个地质公园。
(4) 土地利用。
土地利用结构可以反映土地利用程度。按照土地利用程度指数的分级标准,建设用地和其他用地受人类活动作用及影响强度最大,耕地、园地、林地、草地和水域最接近自然状态,因此在划定边界时应对各市、县、村、镇的土地利用结构、布局与主要用地规模进行统计分析(图5)。
层次分析法(Analytical Hierarchy Process,简称“AHP”) 最早于20世纪70年代由美国学者Saaty T L提出,是定性与定量相结合的系统分析方法。该方法可以将各因素层次化、条理化,尤其适用于具有复杂结构和大量不确定因素的系统。采用层次分析法,由北京林业大学的多名教授、专家根据评价指标对生态原真性的影响程度、主观及客观影响因素进行综合考量,对各个因子的重要性标度进行赋分( 分别为1分、3分、5分),建立判断矩阵后计算矩阵中各指标层要素相对于目标层的权重值;利用YAAHP 软件进行一致性检验后,得出该矩阵一致性可靠(CR=0.039<0.10) 的结论,最终建立关于秦岭地区的生态原真性层次指标体系(图6,表1,表2)。其中,原真性级别分数的计算公式如下:
利用GIS 中的数据叠加分析处理功能,输入层次分析法获得的权重系数,对研究区域生态原真性各指标层进行叠加运算,得出直观的生态原真性等级图,识别秦岭国家公园潜在区域生态原真性和自然度较高的斑块即是生态源地(图7,图8)。
根据生态原真性等级图基本可以得出拟建地高原始性生态斑块分布区域。在边界确定过程中还需考虑现状生态系统服务功能重要区域的划定,遵循《陕西省生态保护红线划定方案》中划定的生态保护红线管控区,并结合行政边界,以及现有的山脊、河流和道路等边界线,最终确定国家公园边界。
研究区域潜在边界附近河流支流众多,河网结构复杂,水系相互交织。在边界确定的过程中,应以保护秦岭主体段生态原真性和完整性为目的,充分考虑现状山脊山谷、河流植被生态廊道与潜在边界的位置关系,尽可能使其相互连通,形成网络体系,以保护动物栖息地和植物群落的完整性、连续性,以及保持国家公园的相对独立性。在此基础上,根据生态原真性差异,将人为干扰弱、维持原始自然状态的高自然度区域划为核心保护区和生态修复区,自然度低、人为活动频繁的区域则划为传统利用区和游憩科普区。
需要注意的是,不应将研究区域内部的各类型生态保护地与国家公园人为地割裂开来,而应基于现有保护地对生态系统原真性和完整性的显著作用,将其纳入国家公园范围内部重点保护区域,进行统一管理和监测,以确保其生态系统服务功能的有效发挥。在边界确立后可以根据不同类型保护地的保护程度而划入不同的功能分区,便于进一步的管理保护。在优化规划方案后应进行多方案比选,在满足合理性和可行性的基础上选出生态系统保护效益最佳的边界划定方案(图9)。