中国西北地区国家湿地公园空间格局及可达性研究.pdf
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1、 年 月第 卷 第 期 湖南师范大学自然科学学报 ,引用格式:杨利,曾凡宁,汤君辉,等 中国西北地区国家湿地公园空间格局及可达性研究 湖南师范大学自然科学学报,():,():中国西北地区国家湿地公园空间格局及可达性研究杨利,曾凡宁,汤君辉,张明雪(湖南师范大学旅游学院,中国 长沙 )摘要西北地区国家湿地公园作为干旱环境下重要的自然生态系统,在区域发展过程中发挥不可替代的作用。以西北地区国家湿地公园作为研究对象,借助 空间分析法和可达性分析法研究西北地区国家湿地公园空间格局及可达性,并简要分析差异化现状的自然和社会经济方面的影响因素。研究结果表明:()西北地区国家湿地公园在结构上呈凝聚型,空间分
2、布失衡,呈东(略偏南)西(略偏北)走向。()西北地区国家湿地公园与路网空间组合程度一般,与河流的空间组合情况良好。()西北地区国家湿地公园可达性水平总体低下,在空间上表现出明显的差异化,可达性高值区占比 ,中值区占比 ,低值区占比 ,且在县级行政单元上这一趋势则更为明显。其中高值区占比仅为 ,次高值区所占比重为 ,中值区占比 ,次低值、低值区占比超过 。最后,从西北地区国家湿地公园空间格局及可达性两方面提出可行的发展策略。关键词国家湿地公园;空间格局;可达性分析;空间分析;西北地区中图分类号 文献标识码 文章编号 (),(,),(),()()(),(),收稿日期:基金项目:国家社科基金资助项目
3、()通信作者:杨利,博士,副教授,研究方向:旅游资源开发与湿地生态环境保护,:。杨利等:中国西北地区国家湿地公园空间格局及可达性研究 ,;湿地与森林、海洋并称为地球三大生态系统,在保护生物多样性、调节局部气候、改善区域环境、维持生态平衡等方面具有独特优势 。生态文明战略下湿地资源的生态保护备受重视,湿地旅游逐渐兴起,湿地的经济价值、生态价值得到发掘 。但是,随着经济快速发展,湿地生态系统因自然、人为两方面因素影响逐渐退化,具体表现为湿地面积逐渐萎缩,湿地景观破碎化程度加剧,湿地水质下降,湿地生物多样性锐减及湿地退化等诸多生态问题。在建立国家湿地公园后,湿地资源在一定程度上得到了保护、恢复与开发
4、。在学术领域,湿地研究成为国内外学术界的热点议题,国外学者基于生态学、地理学、景观生态学等学科,聚焦湿地生态系统评价 、修复 、维持生态平衡 等方面。国内关于国家湿地公园的研究聚焦于湿地退化的诸多自然 、人为因素研究 、湿地保护与恢复 、湿地生物多样性 、湿地地下水生态 、湿地景观格局演变 、湿地土地利用 、湿地生态功能及价值分析 等领域。随着交通技术的发展,诸多学者对可达性展开相关研究,主要集中在公路 、铁路 、航空 、水路 等单一运输方式作为基础展开研究,地理单元也多集中在省级和市级层面。国家湿地公园的空间布局及可达性直接影响着旅游者出行的动力,理解与认识国家湿地公园的空间布局规律意义重大
5、,有利于推动研究区域内人与自然的和谐发展。在国家大力推动生态文明发展的背景下,研究西北地区国家湿地公园的空间分布及可达性空间差异,可以为西北地区国家湿地公园的规划布局提供参考,有助于当地挖掘国家湿地公园的生态旅游发展潜力,发挥生态旅游资源优势,为旅游产业发展和湿地资源生态保护工作的开展提供理论支持。数据与方法 研究区域中国西北地区在行政区划上包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区以及新疆维吾尔族自治区 省(区),面积达 万 ,以山地、高原和盆地为主,大部分位于干旱半干旱区域,大部分地区多年降水量在 以下,属大陆性干旱半干旱气候,自然环境恶劣,是我国生态环境的脆弱区域。随着西部大开发战略的实
6、施,依托丰富的矿产资源,通过“一带一路”倡议积极发展对外贸易。在“十三五”期间,西北地区旅游业发展势头旺盛,先后接待国内外旅游者达 亿人次,占全国旅游总人数的 。数据来源本研究选取西北 省(区)范围内国家湿地公园作为研究对象,数据来源于 年国家林业局公布的国家湿地公园名录(含试点)。截至 年西北地区共有国家湿地公园数量 处,并借助百度地图坐标拾取系统,逐个确定国家湿地公园的经纬度坐标,文中涉及到的行政区划空间数据来自于国家自然资源部,研究所需要的交通网络空间数据来源于地理空间数据云(:)。研究方法 标准差椭圆法标准差椭圆法主要用于分析点状要素的方向和分布情况。本文运用 软件对西北地区国家湿地公
7、园进行分析,整体上度量国家湿地公园在空间尺度上的方向以及分布范围,展示区域内国家湿地公园的延展性以及中心性。最邻近指数最邻近指数表达的是在区域范围内点状要素的分布以及相互间的接近程度。根据指数的大小可以分为均匀型、随机型及集聚型 种情况,主要用于反映国家湿地公园在西北地区的空间分布情况。最邻近点指数的计算公式为 ,()槡,()第 期式中:珋为西北地区国家湿地公园与最邻近点之间距离的实际平均值,表示理论上最邻近距离,为国家湿地公园数量,为研究区域面积。核密度分析核密度分析用于计算点、线要素测量值在指定邻域范围内的单位密度。根据输入的点状数据要素直观地反映出离散测量值在连续区域内的分布情况。其公式
8、为 ()()。()式中:()表示西北地区国家湿地公园的核密度数值,为搜索半径内的国家湿地公园数量,为搜索半径,代表权重值,()是国家湿地公园 到样本国家湿地公园 的距离 。时间成本分析可达性与交通线路的状况、目标空间分布格局以及区域发展水平等因素密切相关,且测度方法多样。本文借助时间成本分析法,探究区域内任意一点到达国家湿地公园所耗费的时间成本。其公式为 ()。()式中:即为目标区域内点 的时间成本;代表区域内任意一点,为国家湿地公园 的权重值,赋值常数;为目标区域内点 前往西北地区任意某一国家湿地公园 的最短路线所耗费的路途时间,。本文依据 中华人民共和国公路工程技术标准()以及西北地区交通
9、实际情况,将不同等级道路平均通过 所花费的时间()作为可达性测度的栅格设定时间成本值(表 )。在此基础上,将西北地区道路矢量图以 的规格进行栅格化并赋值,针对重复的交通方式线路需要根据实际出行情况进行取舍,路网以外的区域按照游客步行的速度设计时间成本为 。表 道路类型的速度与时间成本值 道路类型普通铁路高速公路国道省道县道乡道其他速度()时间成本 为更加直观地明晰国家湿地公园在西北地区的可达性,探究国家湿地公园在行政单元层面的整体空间分布格局,特此引入县域整体可达性。基于县级单元行政区划矢量图,利用时间成本栅格图进行统计分析,得出县域可达性的平均值,进一步得出国家湿地公园的在县域单元上的可达性
10、水平。计算公式如下:。()图 西北地区国家湿地公园核密度分布以及标准差椭圆分布 式中:是第 个县级单元到达国家湿地公园的可达性,为县级单元 范围内所包含的网格数量;为第 个栅格的国家湿地公园的可达性。结果分析 西北地区国家湿地公园空间格局 空间结构特征依据标准差椭圆刻画出西北地区国家湿地公园的空间分布的结构特征(图 ),得出相关结论:标准差椭圆涵盖了西北大部分地区,主要集中在新疆中东部、甘肃和宁夏全部、青海东部和北部、陕西中南部,椭圆长半轴与短半轴差距明显,空间分布具有显著指向性,总体布局呈东(略偏南)西(略偏湖南师范大学自然科学学报第 卷杨利等:中国西北地区国家湿地公园空间格局及可达性研究北
11、)走向,与秦岭 祁连山 天山一线基本吻合。从自然方面分析,该走向多高大山脉,是西北干旱半干旱地区淡水补给的重要来源,发育众多的河流,为湿地的出现提供了基本条件。除此之外,关中平原、河西走廊、柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地等地形区的分布方向与国家湿地公园的走向大致重合,导致这一现象的原因是地形相对平坦,为发育大型湿地提供了有利的条件。在社会经济方面,西北地区国家湿地公园分布走向与人口、聚落、交通等方面的空间分布走向基本一致,符合国家湿地公园充分发挥多种功能效益、开展湿地合理利用的原则。为更加直观表述其空间分布的结构类型,通过 软件测算西北地区 处国家湿地公园的最邻近距离,其中分别测算各省国家
12、湿地公园最邻近指数以及西北地区整体的最邻近指数水平。根据式()和式(),最终得出各区域的最邻近指数,确定西北 省中只有宁夏的国家湿地公园空间分布类型为均匀型,其余陕西、甘肃、青海及新疆 省最邻近指数 ,属于凝聚型分布,西北五省在整体分布上也呈现凝聚型(表 )。表 西北地区国家湿地公园最邻近指数 省份理论平均距离 实际平均距离 最邻近指数 分布类型陕西 凝聚型宁夏 均匀型甘肃 凝聚型青海 凝聚型新疆 凝聚型西北地区 凝聚型图 西北 省国家湿地公园洛伦兹曲线 空间分布均衡程度西北 省区国家湿地公园洛伦兹曲线(图 )显示:西北 省区国家湿地公园分布不均,在空间上呈现集聚型分布。为了更直接表达其空间分
13、布均衡情况,通过计算得出基尼系数为 ,较为接近于 ,表明西北地区国家湿地公园在空间分布上呈现为不均衡状态。根据式()对西北地区国家湿地公园核密度进行测算,其结果(图 )进一步印证了空间分布的均衡程度,西北地区国家湿地公园整体趋势是东多西少,围绕陕西中部、南部形成核心区域,边缘区域为次核心地区的局势。国家湿地公园分布从东至西密度呈 级依次递减,层次分明。在西部边缘形成了核密度中值区,呈现出“两头密集,中间稀疏”的特征。国家湿地公园的形成与区域环境密切相关,核密度分布与气候、地形、河流分布、山脉走向等因素有千丝万缕的联系。从气候方面,可以发现核密度自东向西递减,与我国降水量变化趋势相吻合,气候干旱
14、地区也是国家湿地公园分布的真空地带。从地形区划上,国家湿地公园在东部黄土高原分布最为密集、中部祁连山脉、西部天山山脉以及准噶尔盆地等区域是国家湿地公园分布的热点区域。从河流分布上,国家湿地公园主要分布于永久河流、季节性河流沿岸,其中黄河沿岸,黄河一级支流沿岸发育众多国家湿地公园。单从数量而言,新疆地区国家湿地公园数量最多(处),甘肃地区数量最少(处)。具体而言,国家湿地公园主要分布在西北地区的陕西南部、宁夏及甘肃中部、青海东部、新疆北部和西部等地区,而新疆南部、甘肃北部以及青海西部集中连片地区是国家湿地公园分布的低值区,国家湿地公园的数量寥寥无几。空间分布组合程度利用 软件进行缓冲区分析,分别
15、建立以道路(铁路、高速、国道、省道)为轴心的 ,三级空间缓冲区(图 ),进一步探究西北地区国家湿地公园空间分布特征。结果表明(表 ),在国道 以内国家湿地公园数量为 个(占比 ),在高速 范围内国家湿地公园第 期数量为 个(占比 ),在铁路 范围内国家湿地公园数量为 个(),在省道 以内国家湿地公园数量 个()。总体来看,国家湿地公园与各类型道路在空间上的组合程度一般,省道在 范围内所占比重较大。在 近距离范围内的国家湿地公园数量上,省道大于国道,大于铁路,大于高速,因此,相较于其他道路类型,省道与国家湿地公园组合程度最好。在空间分布上,陕西、宁夏、甘南等地区的道路与国家湿地公园具有良好的空间
16、组合性,新疆地区省道与国家湿地公园的空间组合程度较高,其他道路类型组合情况不佳。值得注意的是,新疆南部、青海西部、甘肃北部国家湿地公园分布较少的区域,国家湿地公园却与道路在空间上具有密切的联系,具有较好的空间组合性。选取河流作为缓冲区轴心,探究国家湿地公园与河流的空间组合程度,结果显示(图 ):在 的范围内有 处国家湿地公园(占比 ),在 的阶段,国家湿地公园数量 处(占比 ),在 范围内国家湿地公园数量 处(占比 ),超过河流 范围的国家湿地公园数量为 处()。结果表明,国家湿地公园主要依托水体进行建设,河流是其主要的发源地,西北地区国家湿地公园与河流的空间组合程度良好。表 以道路为轴心的西
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