自然保护区调整方案的技术实现

白婷婷

摘要：以山西霍山省级自然保护区为例，阐述了在地理信息系统中保护区调整方案的技术实现过程、数据进行的技术处理手段，以及对数据采用的分析工具及选用该工具的优势。技术实现的实践证明：该技术实现适用于其他同类保护区的调整，能提高工作效率，增加规划的科学性和准确性。

关键词：自然保护区;调整;地理信息系统

中图分类号：X36

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）4-0038-04

1 引言

自然保护区因自然条件发生变化、人类活动频繁或国家重大工程建设等原因需要进行调整[1]。自然保护区调整论证报告中应逐一说明调整地块功能区划的前后变化情况及准确面积[2]，调整方案示意图中应清晰的标明保护区范围的增减情况及功能分区的调整情况[3]。采用地理信息技术[4]参与调整过程，可准确清晰地表达调整方案。对因国家重大工程建设需调整的保护区，可采用叠加分析、提取分析、邻域分析[5]等分析方法结合工程影响区域进行调整，以山西霍山省级自然保护区为例，采用地理信息系统获得保护区调整方案。

2 保护区概况

山西霍山省级自然保护区（以下简称霍山保护区）地处太岳山脉南端的洪洞、霍州、古县三县（市）的交汇处，地理坐标为36°25 ′43″N～36°34′19″N，111°46′00″E～112°00 ′27″E。主要保护对象为太岳山南部暖温带落叶阔叶林生态系统，金钱豹、褐马鸡等珍稀野生动物及其栖息地，汾河一级支流的水源涵养林。保护区总面积17960.2 hm²，其中核心区面积6921.5 hm²，缓冲区面积2774.3 hm²，实验区面积8264.4 hm²。

黎城至霍州高速公路（以下简称黎霍高速）为国家高速公路网“第6横线-G22青岛至兰州高速公路长治至延安联络线（G2211）”山西境黎城至霍州段。黎霍高速已纳入了《国家公路网规划（2013～2030年）》和《山西省高速公路网规划调整方案（2009～2020年）》，属于国家和山西省“十三五”重点工程，《黎城至霍州工程可行性研究报告》已于2013年经山西省发改委批复。该公路线路穿越霍山保护区，依据《国家级自然保护区调整管理规定》应该在进行深入调查和科学论证的前提下，对自然保护区进行调整，并确保自然保护区的性质和功能不变，生态系统和生态过程的完整性不受到破坏，重点保护对象得到有效保护。

同时，保护区边界的林地权属一直存在争议，附近村庄有多处一般耕地划入了保护区范围内，有多处国有林地未划入保护区范围内，因此需要对保护区范围进行调整，解决林地权属矛盾问题。

3 调整方案及技术实现

3.1 范围调整

3.1.1 调整方案

拟将霍山保护区实验区内位于霍州市陶唐峪乡成家庄村、疙塔里村境内的35.6 hm²农耕地及撂荒耕地调整出保护区，如图1所示。拟将霍山保护区西北角七里峪林场所属35.6 hm²有林地调入霍山保护区实验区，如图2所示。图中的深线为调整前保护区边界，图上的浅线为调整后保护区边界。

3.1.2 技术实现

在ArcGIS 10.2软件平台中（下同），利用要素转面工具将调整前的保护区边界与调整后的保护区边界转化为面文件，该面文件包含调出区域、调入区域和不变区域。利用叠加分析中的擦除工具，从现有的功能分区中将调出区域去除。将调入区域粘贴至更新后的现有功能分区文件中，并将新调入区域功能分区赋值为实验区，连同已有的实验区合并，可获得调整范围后保护区功能分区。

3.1.3 调整结果

调整后的霍山保护区总面积17960.2 hm²，面积不变。

3.2 功能分区调整

3.2.1 霍山保护区内各项工程情况

（1）隧道主体工程。拟建的黎霍高速穿越霍山保护区的隧道长度8688 m，其中穿越核心区长度约4079 m，穿越缓冲区长度约777 m，穿越实验区长度约3832 m。

（2）斜井、竖井、地下风机房、施工场地。隧道设有2座斜井，作为隧道施工通道和后期运营管养通道，斜井内轮廓净宽10 m。1号斜井口位于实验区，2号斜井口跨越缓冲区及实验区。隧道设有3座竖井，作为隧道运营送排风口，竖井直径为10～12 m，1号竖井、2号竖井和3号竖井均位于核心区内。为减少对保护区的影响，3座竖井都设地下风机房。地下风机房位置在竖井下与主隧道相接，在竖井口垂直于主线。斜井和竖井施工时需要施工场地，位于井口附近。

（3）施工便道。斜井和竖井施工时需要施工便道，共设有4条施工便道，为减少对自然植被的影响，充分考虑利用保护区现有巡护道路，同时为满足施工和营运管养运输需要，需对现有巡护道路进行拓宽改造。

黎霍高速与霍山保护区相对位置关系及保护区内各项工程情况如图3所示。

3.2.2 调整方案

功能区调整主要包括两方面：一方面，擬建黎霍高速各项工程影响区域进行调整，位于缓冲区、核心区区域调整为实验区：另一方面，根据保护区综合科学考察结果，将缓冲区和实验区中森林本底资源较好，具有较

（1）隧道主体工程影响区域。隧道穿越实验区区域不作调整，穿越缓冲区、核心区区域调整为实验区，穿越核心区区域边界两侧向外各20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。

（2）斜井、竖井、地下风机房、施工场地影响区域。①1号斜井口及井道均位于实验区，不作调整。②2号斜井口及井道位于实验区区域不作调整，位于缓冲区、核心区区域调整为实验区，位于核心区区域边界两侧向外各20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。③1号竖井、2号竖井和3号竖井均位于核心区内，3个竖井口及施工场地调整为实验区，场地边界向外20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。

（3）施工便道影响区域。①1号斜井施工便道（含路基及施工場地）部分位于保护区外，部分位于实验区，不作调整。②2号斜井施工便道（含路基及施工场地）位于实验区区域不作调整，位于缓冲区、核心区区域调整为实验区（宽度为12～15 m），位于核心区区域边界两侧向外各20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。③1号、2号竖井施工便道（含路基及施工场地）位于实验区区域不作调整，位于核心区区域调整为实验区（宽度为12～15 m），边界两侧向外各20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。④3号竖井施工便道（含路基及施工场地）均位于核心区，调整为实验区（宽度为15 m），边界两侧向外各20 m范围调整为缓冲区，作为实验区与核心区之间的缓冲地带。

3.2.3 技术实现

（1）生成各工程面文件。以隧道为例说明，利用数据管理工具一要素一要素转面工具，生成隧道面。斜井、竖井、便道等采用同样的方法生成面文件。

（2）生成缓冲面。以隧道为例说明，利用ArcGIS中分析工具一邻域分析一缓冲区分析工具，将隧道向外做20 m的缓冲面。斜井、竖井、便道等采用同样的方法向外做20 m的缓冲面。

（3）擦除工具。以隧道为例说明，利用ArcGIS中分析工具一叠加分析一擦除工具，从缓冲面中减去隧道面，生成20 m的隧道缓冲区。斜井、竖井、便道等采用同样的方法生成各工程的缓冲区。

（4）生成各工程的实验区与缓冲区。以隧道为例说明将，以上步骤（3）生成隧道缓冲区文件复制到步骤（1）中的隧道面文件中，添加功能分区字段，赋值，生成隧道实验区及缓冲区文件。斜井、竖井、便道等采用同样的方法生成各工程的实验区及缓冲区文件。

（5）合并各工程的缓冲区与实验区。由于步骤（4）中生成的各工程的缓冲区与实验区文件互有重叠，因此不能采用复制粘贴的方式合并文件，可采用ArcGIS中分析工具一叠加分析一联合工具，这样不会出现要素的重复，且在同一要素中保留了各工程的属性数据，便于下一步数据分析。合并后的工程缓冲区实验区范围如图4所示，属性表如图5所示。

（6）工程缓冲区、实验区赋值。各工程缓冲区、实验区的联合后出现部分要素功能分区相矛盾的情形，这是由于这些工程区的缓冲区、实验区出现了部分重叠所致。综合调整方案中对各工程区缓冲区、实验区划定的原则，在图5的属性表中增加功能分区终字段，赋值，确定工程最终的缓冲区、实验区，如图6所示。

（7）根据工程对保护区的影响对保护区功能分区进行调整。采用ArcGIS中分析工具一叠加分析一联合工具将现有功能分区与工程缓冲区、实验区进行叠加，这样可以保留原功能分区与工程影响下调整后的功能分区，并且便于标明调整方案，增加功能分区1字段，赋值，将工程影响区域的功能分区更新。对叠加过程中出现的碎屑图斑就近合并，并遵循保护区功能分区划分的规律，对叠加后的保护区功能分区进行局部调整。调整后结果如图7所示。

（8）根据科考结果再调整。根据保护区综合科学考察结果显示，保护区东南部的五响地、葫芦巴等区域，森林本底资源较好，具有较高保护价值，是褐马鸡等珍稀野生动物的潜在栖息地，本次调整将五响地、葫芦巴地块调整为核心区，刘家疙垛以西地块调整为缓冲区，如图8所示。

（9）调整方案实现。在调整后功能分区属性表中，增加调整方案字段，根据保护区现状及调整后的功能分区，逐要素输入调整方案，可获得保护区调整方案图及各项面积，属性表如图9所示，调整方案图如图10所示。

3.2.4 调整结果

调整后保护区核心区面积为6921.6 hm²，缓冲区面积为2775.7 hm²，实验区面积为8262.9 hm²。调整后霍山保护区的总面积与调整前保持不变，核心区比调整前增加0.1 hm²，缓冲区比调整前增加1.4 hm²，实验区比调整前减少1.5 hmz。

4 结语

对于因工程建设穿越保护区确需调整的，可采用地理信息系统中的邻域分析工具将工程建设区域调整为实验区，并科学预留缓冲区。采用地理信息系统中的联合叠加分析算法，将调整前后的两个图层叠加，可保留两个图层的属性信息，根据每块调整区域调整前后的功能分区，标明调整方案。

该方法可适用于其他同类保护区的调整，以便于提高保护区调整工作的效率，增加规划的科学性和准确性。

参考文献：

[1]冯永锋.“国家级自然保护区不得随意调整”环保部副部长李干杰谈《国家级自然保护区调整管理规定》[N].民主与法制时报，2014 - 01- 06 （10）.

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