自然保護區(qū)旅游發(fā)展有效性研究

自然保護區(qū)旅游發(fā)展有效性研究

自然保護區(qū)是保護生物多樣性的基礎。對保護野生自然和文化沒有有效的支持是非常重要的。然而,我國自然保護區(qū)多數(shù)位于貧困地區(qū),建立保護區(qū)限制了當?shù)鼐用駥ΡＷo區(qū)內自然資源的使用,改變了當?shù)氐慕?jīng)濟基礎,在無其他收入來源的情況下,居民很可能會偷獵偷采,影響珍稀物種和生態(tài)環(huán)境的保護。為了發(fā)展經(jīng)濟,大多數(shù)自然保護區(qū)選擇大力發(fā)展旅游,據(jù)統(tǒng)計,我國已有58.5%的自然保護區(qū)開展了旅游項目。但大量游客到來容易對動植物生境造成干擾,旅游活動也會對生態(tài)環(huán)境帶來一些不利影響。因此,有人對保護區(qū)旅游發(fā)展的有效性提出質疑。九寨溝是以保護生物多樣性和獨特的自然景觀為目的建立起來的國家級自然保護區(qū),也是以“層湖疊瀑”等高山巖溶景觀聞名于世的國家5A級風景名勝區(qū),是世界自然風光中一顆璀璨的明珠,1992年被聯(lián)合國教科文組織列入《世界自然遺產(chǎn)名錄》,1997又被納入世界人與生物圈保護區(qū)。本文借助RS和GIS技術,從景觀尺度研究九寨溝自然保護區(qū)30多a來景觀格局的演變過程,通過分析旅游發(fā)展與九寨溝自然保護區(qū)景觀格局變化的關系來討論保護區(qū)旅游發(fā)展的有效性。1高原山地帶九寨溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣,地理坐標103°46′~104°05′E、32°55′~33°16′N,總面積約6.43×104hm2,其中核心區(qū)4.98×104hm2,緩沖區(qū)0.90×104hm2,實驗區(qū)0.55×104hm2(見圖1)。地處青藏高原向四川盆地陡跌的兩大地貌單元的過渡地帶,是長江水系嘉陵江源頭的一條支溝。地勢南高北低,為岷山山脈深切割高山峽谷區(qū),海拔高度1996~4764m,南北相對高差達2768m。受高原地形影響,氣候較復雜,以高原山地溫帶、寒溫帶季風氣候為主。保護區(qū)內物種豐富,珍稀性明顯,生長著銀杏、紅豆杉等國家I級保護植物,生活著綠尾虹雉、雉鶉、斑尾榛雞等國家Ⅰ級保護鳥類,是大熊貓、金絲猴、林麝、馬麝和牛羚等國家Ⅰ級保護動物的重要棲息地。九寨溝具有世界性獨特的美學價值,以翠湖、疊瀑、彩林、雪峰、藍冰和藏族風情“六絕”享譽國內外。30多a來,憑借其絕美的景色、富有成效的管理和不斷改善的交通方式,旅游業(yè)取得迅猛發(fā)展。旅游人次從1981年的0.2萬增至2007年的251.3萬,增長了1255倍(見圖2),門票收入也從1981年的13.5萬元增至2007年的4.5億元,增長了3333倍。2數(shù)據(jù)和方法2.1土地利用/覆蓋分類系統(tǒng)根據(jù)可獲取的遙感影像資料庫和九寨溝旅游發(fā)展的不同階段,選取美國陸地資源系列衛(wèi)星(Landsat)于1975、1986、1997、20074個時間點獲取的遙感影像數(shù)據(jù)來研究1975~2007年九寨溝的景觀變化(見表1),并對影像進行了輻射校正、幾何校正、圖像裁切等預處理。參考國內外土地利用/覆蓋分類系統(tǒng),綜合考慮遙感影像特征和九寨溝土地利用/覆蓋的實際情況,將九寨溝的土地利用/覆蓋分為7類,即耕地、林地、疏林/灌叢、草地、建設用地、水域、冰雪和裸巖。采用非監(jiān)督、監(jiān)督分類和人工目視相結合的方式對對遙感影像進行解譯并獲得不同時期的土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)。2.2景觀指數(shù)的確定通過解譯4期衛(wèi)星影像所獲得的土地利用/覆蓋信息和土地利用/覆蓋轉移矩陣(式1)來分析1975~2007年九寨溝景觀的構成和變化。Ci×j=Aki×j×10+Ak+1i×j(1)式中:Ci×j為第k期到第k+1期的土地利用/覆蓋轉化圖;Aki×j為第k期土地利用/覆蓋圖;Ak+1i×j為第k+1期土地利用/覆蓋圖。景觀指數(shù)能夠高度濃縮景觀格局信息,是定量化研究景觀格局的基本方法。本研究挑選出斑塊個數(shù)(NP)、平均斑塊大小(MPS)、邊界密度(ED)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、香濃多樣性指數(shù)(SHDI)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)等6個景觀指數(shù)來研究九寨溝的景觀在面積、形狀、多樣性、破碎化、空間構型方面的變化特性。景觀指數(shù)的計算通過Fragstats3.3實現(xiàn)。3結果分析3.1覆蓋類型動態(tài)分析在自然驅動力和人類活動的共同作用下,1975~2007年九寨溝7種土地利用/覆蓋類型均發(fā)生了不同程度的變化,各類型在4個時期的面積變化如圖3所示。其中冰雪/裸巖面積最大,4個時期均達30%以上,其次是林地,所占面積在30%上下波動,特色景觀類型水域面積在0.52~0.54%波動。從總體看,有4種變化趨勢:(1)草地生長和下降這一類型包括耕地、草地、建設用地。其中,耕地從1975年的182.00hm2增長到1986年的292.57hm2并達到最高峰(見圖4),此后開始下降,到2007年,保護區(qū)已沒有耕地;而草地從1975年的16310.23hm2飛速增長到1986年的21323.61hm2,爾后迅速下降并在1997年之后下降變緩;建設用地則從1975年的30.87hm2持續(xù)增到1997年的峰值,此后又下降到2007年的71.64hm2。(2)林地生長843年這一類型包括林地、疏林和灌叢。其中,林地從1975年的20044.81hm2下降到1986年的17460.35hm2達到低谷,此后逐年上升,到2007年林地為20941.80hm2;而疏林和灌叢則從1975年的8014.31hm2下降到1986年的4880.68hm2達到低谷,此后逐年上升,到2007年達到7585.81hm2。(3)2mm水域屬于這一類,其面積從1975年的337.86hm2上升到1986年的350.11hm2,1997年又下降到337.78hm2,2007年又上升到344.86hm2。(4)面積凈減少的3種景觀類型及其減少比例冰雪和裸巖在1975年到1986年之間有較為明顯的面積增加,即從1975年的20372.02hm2上升到1986年的20910.24hm2,此后較為穩(wěn)定,略有增加,到2007年達到21026.52hm2。就九寨溝33a的總體情況而言,面積凈減少的3種景觀類型及其減少比例大小比較有:耕地(100%)﹥草地(6.06%)﹥疏林/灌叢(5.35%);面積凈增加的4種景觀類型及其增加比例大小比較有:建設用地(132.07%)﹥林地(4.47%)﹥冰雪/裸巖(3.21%)﹥水域(2.07%)。3.2景觀格局的破碎化程度從九寨溝整體景觀格局變化看(見表2),1975~1986年斑塊個數(shù)(NP)緩慢下降,此后顯著增長,到1997年達到峰值4573,而后又迅速下降到2007年的最低值2553。平均斑塊大小(MPS)變化過程與NP相反。兩個指數(shù)反映了整體景觀的破碎化程度在1997年達到最大,在2007年最小。邊界密度(ED)與景觀形狀指數(shù)(LSI)在1975到1997年呈增長趨勢,特別在1986~1997年增長最為迅速,此后又顯著地下降。這兩個指數(shù)反映景觀內斑塊形狀趨于不規(guī)則,斑塊邊界加長。蔓延度指數(shù)(CONTAG)基本上呈減小趨勢,同類景觀斑塊分布越來越分散,即破碎化程度加劇。由香濃多樣性指數(shù)(SHDI)所反映的景觀復雜性程度呈波動下降。由于SHDI取決于景觀類型的豐富度和各斑塊類型在面積上分布的均勻程度,2007年的多樣性指數(shù)(1.3551)低于1975年(1.3774),說明景觀類型的豐富度有所下降。綜合6個指數(shù)的變化情況可以看出,九寨溝整體景觀格局在1975到1997年出現(xiàn)了破碎化過程,特別是1986年到1997年變化迅速;而在1997年到2007年破碎化程度減小。3.3保護區(qū)景觀變化不同時段的土地利用/覆蓋轉移矩陣能反映該時段內各地類相互轉移變化的基本情況。為詳細分析各地類相互轉移的情況,我們分4個階段來討論保護區(qū)30多a來的景觀變化:1975年之前、1975~1986年、1986~1997年、1997~2007年。7種景觀類型的相互轉化情況分述如下。(1)半農半牧,過著半農半牧的生活九寨溝還沒有發(fā)展旅游,當?shù)鼐用裰饕ㄟ^伐木、耕種、放牧、打獵、挖藥等維持生計,過著半農半牧的生活。1966年原白龍江林業(yè)局開始在九寨溝開辟施業(yè)區(qū)采伐木材,多年的砍伐使大片森林變成了荒地,溝內海子也有三分之一出現(xiàn)了干旱,生物多樣性也面臨嚴重威脅。(2)疏林/草原產(chǎn)業(yè)結構2.1978年九寨溝建立自然保護區(qū),但出于部門經(jīng)濟利益,森林采伐直到1992年被列為自然遺產(chǎn)地后才全面禁止。1984年風景名勝區(qū)成立。一方面,前期的砍伐使大面積的林地向疏林/灌叢(2199.47hm2)和草地(4236.76hm2)轉變(見表3)。另一方面,由于自然的自我恢復能力,原來的疏林/灌叢和草地分別有1893.48hm2、2179.37hm2的面積向林地轉化。保護區(qū)建立初期,以及旅游發(fā)展的開始階段,管理局引導居民從“半農半牧”的二元產(chǎn)業(yè)結構向“以農為主”的產(chǎn)業(yè)結構轉變,使耕地面積凈增加,建設用地面積擴大。水域與林地、疏林/灌叢、草地存在雙向轉化,這與九寨溝“樹在水中生,水在林間流”的淺灘植被生境有關。該階段景觀破碎化加強,其中斑塊個數(shù)(NP)的減少可能與森林砍伐導致草地相連成片有關,但由于自然保護區(qū)的建立結束了大規(guī)模的采伐,為后續(xù)的生態(tài)恢復奠定了基礎。(3)增加了草地轉化和植被轉化該階段九寨溝旅游業(yè)發(fā)展迅速,1997年游客人數(shù)已增加到18.3148萬人次。在保護前提下,自然恢復明顯,林地和疏林\灌叢開始增加,分別增加了2887.59hm2,2693.43hm2,兩者面積的增加主要是由大面積的草地轉化而來。耕地分別向草地、林地和疏林/灌叢轉化。冰雪/裸巖向林地和疏林/灌叢的正向轉化超過了逆向轉化?？焖侔l(fā)展的旅游業(yè)推動了保護區(qū)的保護進程,也帶動了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展;與此同時,保護區(qū)居民從山上搬遷到山下地勢較平坦的村落,并依托村寨建設了大量賓館、飯店、療養(yǎng)院,景區(qū)管理部門也在諾日朗和日則修建了賓館,這使得建筑用地迅速增長47.10hm2。水域面積相對1986年減少了12.33hm2,減少部分主要向林地轉化。由于旅游管理粗放,景區(qū)內逐漸出現(xiàn)城市化和過度商業(yè)化現(xiàn)象,對生態(tài)環(huán)境造成了一定破壞。該階段草地向林地和疏林\灌叢的自然恢復,以及區(qū)內人為活動的加強,造成了整體景觀的迅速破碎化。(4)景區(qū)建設用地大幅下降,景區(qū)環(huán)1997年以后九寨溝游客接待量迅速增加(見圖2),1999年景區(qū)內共有旅館134家,約7000個床位。1998年起溝內居民開始使用液化氣燒飯,民用采伐活動結束①。為保護生態(tài)環(huán)境,遏制“景區(qū)城市化”的蔓延,2001年起景區(qū)實施“溝內游溝外住”政策,拆除溝內全部賓館飯店,嚴格限制景區(qū)新建基礎設施和居民建筑,有效保護了景區(qū)環(huán)境,使建設用地大幅下降到2007年的71.64hm2,其中道路和木棧道共占地61.4hm2。保護區(qū)內1999年啟動退耕還林工程,2001年全部退耕完畢,并全面禁止牧業(yè)活動,到2004年共完成退耕還林60hm2,與影像分析結果一致。該時期植被進一步恢復。水域面積則恢復到344.86hm2。冰雪/裸巖面積有所變大。根據(jù)景觀指數(shù)綜合變化判斷,到2007年整體景觀破碎化程度減小。3.4氣候變化的影響九寨溝水體的補給源為大氣降水,6~9月為豐水期,10~11月為平水期,而4期影像成像時間主要在豐水期,季節(jié)導致的水域面積差異不大,故主要受氣候變化的影響。根據(jù)2000~2005年景區(qū)與九寨溝縣月均降水量的相關關系(y=1.0136x+9.3955,R2=0.8430)推算得到2000年之前景區(qū)月均降水量,然后比較4個成像時間點前12個月內的總降水量,發(fā)現(xiàn)水域面積的變化與降水量變化具有較好的相關性,兩者變化趨勢一致(如圖5所示)。4旅游發(fā)展對江陰自然保護區(qū)景觀格局的影響作用分析近33a來,九寨溝自然保護區(qū)各類景觀都發(fā)生了不同程度的變化,具有如下特點:(1)林地與疏林/灌叢減少的趨勢得到有效控制和扭轉,特別是林地恢復并超過了最初面積,這主要是自然恢復的結果,但其與建立自然保護區(qū),采伐業(yè)向旅游業(yè)轉變,森林得到有效保護是分不開的。另一方面“退耕還林”和社區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展也促進了林地的恢復。(2)1997年以前,粗放的旅游發(fā)展使建設用地增加,植被類型改變,造成了景觀的破碎化;而1997年以后,旅游管理方式發(fā)生轉變,減少建設用地和耕地,進行植被恢復,有效減少了人為活動對景觀格局的負面影響。(3)作為九寨溝旅游主要特色的水域景觀,其面積大小在一定程度上受年降水量的影響,但由于諸多因素(如植被)的影響,降水量變化尚不能完全解釋水域的變化