九寨沟旅游区生态敏感性空间分布研究

钟静，杨国良，杜杰，蒋建强，周权锁，杨超光

九寨沟旅游区生态敏感性空间分布研究

钟静1，杨国良2，杜杰3，蒋建强4，周权锁5，杨超光5

(1.南京财经大学工商管理学院，江苏南京210023;2.四川师范大学地理与资源科学学院，四川成都610066; 3.九寨沟国家级风景名胜区管理局，四川阿坝623402;4.九寨沟县气象局，四川阿坝623400; 5.南京农业大学资源与环境科学学院，江苏南京210095)

选取Pléiades卫星数据、数字地形图、珍稀植物分布图等主要数据，在RS和GIS技术的支持下，从土壤侵蚀和生境两方面评价九寨沟旅游区生态敏感性.研究过程中，以海拔200 m作为分区标准，将旅游区划为6个分区，然后对6个分区的生态敏感性分别开展评价.研究结果表明:各分区均为土壤侵蚀中度敏感区;I、II和III区为生境高度敏感区，其他分区为生境极敏感区，生境敏感性等级随海拔增加表现出一定的变化.

九寨沟;旅游区;生态敏感性;空间分布

生态敏感性指生态系统或环境对各种自然和人类干扰的变异程度，用来反映区域生态环境遇到干扰时偏离平衡态的概率，以及产生生态退化征兆的难易程度或可能性.生态敏感性研究对于区域生态环境问题预防和合理的生态功能区划具有重要意义.目前的生态敏感性研究内容主要包括3个方面.第一方面是生态系统某要素相对于自然或人类干扰的实际或可能变异程度.I.Muzik［1］探讨了水文系统对气候变化的敏感性.R.Horne等［2］讨论了雨林对选择采伐的生态敏感性.孙才志等［3］从水量和水质两方面对下辽河平原地下水生态敏感性进行评价.张强等［4］探讨了我国北方植被指数对土壤湿度的敏感性.第二方面是生态环境产生某类环境问题的可能性.此类研究［5～8］探讨的环境问题主要包括土壤侵蚀、沙漠化、土壤盐渍化、石漠化、酸雨和生境敏感性等方面.评价过程中所选取的评价指标主要依据《生态功能区划技术暂行规程》(以下简称《暂行规程》)，同时结合研究区域实际情况，对部分指标进行调整.第三方面是生态环境相对于自然或人类干扰产生总体退化的可能性.M.W.Zhang等［9］运用生态单元法评价了喀斯特湿地的生态敏感性.宋晓龙等［10］建立了结合生境适宜性评价和人为干扰特征分析的生态敏感性评价模型，并运用该模型评价黄河三角洲国家级自然保护区生态敏感性.尹海伟［11］选取水域、海拔与堤防、植被和耕地地力等要素，对吴江东部地区的生态敏感性进行了深入分析.就研究区域而言，现有研究［8，12－15］所涉及的空间范围比较广泛，包括国家、省、市、特定区域等.总体来看，现阶段生态敏感性研究内容丰富，评价指标多样，为本文的研究提供了重要参考.

1 九寨沟旅游区概况及范围

九寨沟位于四川省北部阿坝藏族羌族自治州九寨沟县境内，地处岷山山脉南段尕尔纳峰北麓，是长江水系嘉陵江源头的一条支沟，海拔2 000～4 300 m，其地理坐标为32°53'N～33°20'N，103°46' E～104°5'E.九寨沟为国家重点风景名胜区，全境东西宽19 km，南北长59 km，总面积约720 km2，外围保护地带为600 km2.

由于九寨沟同时为国家自然保护区，景区内仅实验区开展旅游活动，因此选取实验区作为旅游区.依据《阿坝藏族羌族自治州九寨沟风景名胜区管理办法》，九寨沟风景名胜区内的一级和二级保护区是自然保护区的实验区，具体区域位于4条沟(树正、日则、则查洼和扎如)两岸宽约1 km范围内，内含景点及周围相关环境，总面积为55 km2.从目前旅游开发的情况来看，旅游活动主要集中在树正、日则和则查洼3条沟内，扎如沟内旅游活动较少，且限于扎如寺附近.参考此范围和旅游开发现状两方面，在Arcgis中以树正沟、日则沟、则査洼沟道路为中心，选取1 km为半径，分别作缓冲区.九寨沟风景区内海拔最高的景点是长海，其海拔为3 101 m，景区入口处海拔为1 996 m，所以将旅游区海拔范围限定在2 000～3 200 m.结合缓冲区边界、自然保护区边界和等高线，确定旅游区边界，旅游区总面积为70.46 km2.旅游区位置和范围如图1所示，包括树正、日则、则查洼3条主沟和扎如沟的一部分(含扎如寺).

2 数据获取与预处理

研究过程中所使用的数据包括:1)旅游区Pléiades 0.5 m全色及2 m多光谱卫星数据，数据获取时间为2013年8月.2)四川省阿坝藏族自治州1970年版地形图数据(1∶10万).3)九寨沟国家级自然保护区珍稀植物分布图(1∶15万)，该图件来自《四川九寨沟国家级自然保护区综合科学考察报告》(以下简称《考察报告》)，该报告由四川省林业科学研究院等单位于2004年联合编制.4)九寨沟植被类型图(1∶20万).5)九寨沟县2008年至2012年降雨量数据，由九寨沟县气象局提供.6)土壤质地数据由课题组成员分析九寨沟土壤样方数据获得，土壤样方于2013年8月获取.

数据预处理过程中，首先数字化地形图.为了研究生态敏感性的空间分布，对旅游区实施分区.分区过程中，依据生物气候条件的垂直地带性特征，选择一定的海拔范围作为分区标准.根据南坪气象站的梯度观测资料，地形每升高100 m，气温、年降雨量、年蒸发量都会发生变化.参考该资料，并结合旅游区的数字地形图，选取海拔200 m作为分区标准.旅游区海拔范围为2 000～3 200 m，按照分区标准，旅游区被划为6个分区.各分区海拔和面积如表1所示.

表1 各分区海拔和面积Table 1Elevation and area of each subarea

参考数字地形图对Pléiades多光谱卫星数据进行几何校正和地形校正，几何校正误差在2个像元内.对已校正的卫星数据进行监督分类，并结合0.5 m全色图像和九寨沟植被类型图进行目视判读，最终将地物分为5类，具体为陆地植被、水体、水生植被、裸岩和人工设施，其中陆地植被包括阔叶林、针叶林、草甸和灌丛，人工设施包括道路、栈道、其他旅游设施和村寨.对珍稀植物分布图进行几何校正，校正误差在2个像元内.

3 研究方法

本文结合旅游区的自然地理环境特征和潜在的环境问题，对土壤侵蚀和生境的敏感性进行评价.评价过程中，主要参照《暂行规程》选取评价指标，并借助RS和GIS技术获取相应指标值，在此基础上，揭示旅游区生态敏感性的空间分布特征.

3.1土壤侵蚀敏感性评价方法土壤侵蚀敏感性评价可以采用通用土壤侵蚀方程，评价因子包括降水侵蚀力、土壤质地、地形起伏度与地表覆盖.李东梅等［8］认为地形因子中，主要影响因子为坡度.因此将评价因子确定为降雨侵蚀力、土壤质地、坡度和地表覆盖4个方面.评价因子确定后，参考《暂行规程》确定降雨侵蚀力、土壤质地和地表覆盖的分级标准.其中，地表覆盖分级标准结合旅游区的地表覆盖类型和李东梅等［8］采用的分级标准进行了局部调整.坡度部分参考文献［8］采用的分级标准，具体如表2所示.

表2 土壤侵蚀敏感性评价因子分级标准Table 2The grading standard of evaluation factors on soil erosion sensitivity

(1)式中，R为一个地区的多年平均R值(m.t.cm/(hm2.h.a))，珔P为年平均雨量(mm)，珋I60、珋I1440为平均年最大60和1 440 min时段雨量(mm).

《考察报告》认为，九寨沟沟口距离九寨沟县城不足40 km，且无高山阻隔，其气候变化与县城应趋一致，因此保护区降雨动态特征可参考九寨沟县降雨动态特征.计算过程中采用九寨沟县2008—2012年降雨量数据.计算过程中，不考虑地形对降雨的影响，并将R值计算结果作为各分区R值.

土壤质地通过分析土壤样方获取.在每个分区内沿着与栈道或道路垂直方向3 m处选取1个样方，样方面积为1 m×1 m.所选取的栈道和道路包括荷叶寨道路、诺日朗瀑布栈道、熊猫海至五花海栈道、箭竹海栈道、原始森林栈道和长海栈道.在每个样方内按三点法取10～20 cm层土样.土壤质地的测量采用简易比重计法，然后参考卡庆斯基土壤质地分类简明方案确定土壤质地，将分类结果作为各分区的土壤质地类型.

坡度因子方面，首先以数字地形图为基础生成坡度分级图.由于每个分区都包含不同敏感等级的坡度，因此对每个分区的坡度分级赋值进行加权求和，以获得该分区的坡度敏感性总赋值.权重为各坡度敏感等级所在范围的面积占每个分区的面积比例.如果总赋值四舍五入后，介于2个坡度分级赋值之间，则以较小的分级赋值作为该分区的总赋值，

R值计算借鉴王万忠等［16］的研究成果，采用多年平均R值.R值计算为

(2)式中，SSj为第j个分区的坡度敏感性总赋值，Si为第i个坡度敏感等级的分级赋值，ni为第i个坡度敏感等级的栅格总数.

地表覆盖因子方面，根据旅游区地表覆盖类型和表2的分级标准对各分区地表覆盖类型进行分级赋值.由于每个分区都包含不同敏感等级的地表覆盖类型，因此对每个分区的地表覆盖分级赋值进行加权求和，以获得该分区的地表覆盖敏感性总赋值.权重为各地表覆盖敏感等级所在范围的面积占每个分区的面积比例.如果总赋值四舍五入后，介于2个地表覆盖分级赋值之间，则以较小的分级赋值作为该分区的总赋值

(3)式中，LSj为第j个分区的地表覆盖敏感性总赋值，Li为第i个地表覆盖敏感等级的分级赋值，mi为第i个地表覆盖敏感等级的栅格总数.

取得各因子的分级赋值后，按(4)式计算各分区土壤侵蚀敏感性，并参考表2的综合分级标准确定各分区的土壤侵蚀敏感性等级

(4)式中，Sj为j分区敏感性指数，Ci为i 因子敏感性分级赋值，n为评价因子数目.

3.2生境敏感性评价方法生境敏感性评价主要依据国家和省级的植物保护物种等级.生境敏感性评价因子的分级标准如表3所示.

国家级植物保护物种依据国家林业局发布的《国家重点保护野生植物名录(第一批)》确定.由于四川省目前尚无省级植物物种保护名录，因此生境敏感性评价仅依据国家级植物保护物种等级.植物保护物种空间分布依据珍稀植物分布图确定.生境敏感性等级由各分区保护物种最高等级确定.

表3 生境敏感性评价因子分级标准Table 3The grading standard of evaluation factors on bio－inhabitation sensitivity

4 结果分析

4.1土壤侵蚀敏感性评价根据(1)式，多年平均R值为106.312，因此研究区降雨侵蚀力敏感等级为中度敏感，赋值为5.土壤质地方面，6个样方的土壤质地均被测定为砂壤土.因此，将研究区内的土壤质地统一定为砂壤土.对照《暂行规程》，土壤质地敏感等级为高度敏感，赋值为7.地形起伏度用坡度表示，6个分区不同的坡度敏感性等级的权重如表4所示，结合坡度敏感性等级的分级赋值和权重计算分区坡度敏感性总赋值.计算结果显示，I区和II区为中度敏感，赋值为5，其他分区为高度敏感，赋值为7.各分区不同的地表覆盖敏感性等级的权重如表5所示，结合地表覆盖敏感性等级的分级赋值和权重计算分区地表覆盖敏感性总赋值.计算结果表明，各分区均属于轻度敏感，赋值为3.

表4 坡度敏感性等级的权重Table 4The weight of slope sensitivity level

表5 地表覆盖敏感性等级的权重Table 5The weight of landcover sensitivity level

综合4个评价因子，根据(4)式计算土壤侵蚀敏感性.计算结果表明各分区土壤侵蚀敏感性等级均为中度敏感.

4.2生境敏感性根据《国家重点保护野生植物名录国家(第一批)》，确定旅游区内共有6个国家一级或二级保护物种，分别为红豆杉、独叶草、大果青杄、连香树、红椿和四川红杉.从保护物种的空间分布来看，每个分区均含有国家一级或二级保护物种.对各分区保护物种种数进行统计，结果见表6.依据各分区保护物种最高等级，最终确定I、II和III区为生境高度敏感区，总面积为22.33 km2，占旅游区总面积的32%.其他分区则为生境极敏感区，总面积为48.13 km2，占旅游区总面积的68%.

表6 保护物种种数Table 6The statistics of protected species

5 结论与讨论

本文对九寨沟旅游区生态敏感性开展研究.研究过程中，以海拔200 m作为分区标准，将旅游区划为6个分区，揭示了土壤侵蚀敏感性和生境敏感性在6个分区的空间分布特征.其中，土壤侵蚀敏感性未随海拔增加发生变化，生境敏感性则随海拔增加表现出一定的变化，即海拔升高，敏感性等级相应增加.土壤侵蚀敏感性评价结果表明，研究区均为土壤侵蚀中度敏感地区.由于中度以上的敏感区域最危险，因此应作为水土流失防治的重点区域［8］.在土壤侵蚀敏感性评价因子中，地表覆盖是人类在一定程度上可以改变的因子.因此在预防土壤侵蚀的过程中，合理利用土地和保护植被非常重要.就生境敏感性而言，I、II和III区为生境高度敏感区，IV区至VI区则为生境极敏感区.所以旅游区总体上应加强生态环境保护工作，以保持物种多样性.

从土壤侵蚀敏感性各项评价因子的赋值来看，除坡度存在一定差异外，其他评价因子赋值均相同.不过坡度的差异并未引起各分区土壤侵蚀敏感性的空间差异.生境敏感性等级由物种保护等级决定，不同保护等级物种的空间分布则取决于物种自身的生长习性.

旅游区是九寨沟自然保护区的组成部分，旅游区生态环境保护对于自然保护区生态系统健康具有重要作用.生态敏感性研究为旅游区生态环境保护提供了参考，使得旅游区管理机构能预先采取环境保护措施，预防潜在环境问题的发生.匡翼云［17］指出九寨沟长期重视宣传其自然风光，因此生态环境保护对于自然保护区旅游活动的可持续开展具有重要意义.

未来的研究中，可尝试对其他自然保护区中的旅游区生态敏感性开展研究.另一方面，在自然保护区管理过程中，可多收集相关环境监测数据，使生态敏感性评价更符合实际.

致谢感谢南京大学地理与海洋科学学院张捷教授对本论文给予的指导;感谢南京财经大学工商管理学院硕士生张金昕、本科生邓昊在调研中给予的帮助.

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Research on the Spatial Distribution of Ecological Sensitivity in Jiuzhaigou Tourism Area

ZHONG Jing1，YANG Guoliang2，DU Jie3，JIANG Jianqiang4，ZHOU Quansuo5，YANG Chaoguang5
(1.Business Administration Department，Nanjing University of Finance and Economics，Nanjing 210023，Jiangsu; 2.Department of Geography and Resource Sciences，Sichuan Normal University，Chengdu 610066，Sichuan; 3.Jiuzhaigou World Heritage Administration，Aba 623402，Sichuan;4.Weather Bureau of Jiuzhaigou County，Aba 623400，Sichuan; 5.Department of Resources Environmental Sciences，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，Jiangsu)

Pléiades data，digital typography map and spatial distribution map of rare plant were selected in the paper with the support of RS and GIS technology to evaluate，the ecological sensitivity of the tourism area on soil erosion and bio-inhabitation.In order to analyze the spatial distribution characteristics of the ecological sensitivity，200 meter of elevation was chosen as the zoning standard and the tourism area was classified into 6 subareas.Then，the ecological sensitivity of each subarea was evaluated，respectively.The results indicate that all subareas were the moderate sensitive areas of soil erosion sensitivity.As to bio-inhabitation sensitivity，subarea I，II and III are the strong sensitive areas while other subareas are the extreme sensitive areas.The level of bio-inhabitation sensitivity changes with the increase of elevation.

Jiuzhaigou;tourism area;ecological sensitivity;spatial distribution

F590

A

1001－8395(2016)03－0432－05

10.3969/j.issn.1001－8395.2016.03.023

(编辑郑月蓉)

2015－04－10

国家自然科学基金(41201150)、江苏高校优势学科建设工程和江苏省高校哲学社会科学优秀创新团队建设项目

钟静(1978—)，女，副教授，主要从事旅游活动对环境影响的研究，E－mail:zhongjing6001@sina.com