邱勝榮

國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院, 北京 100714

自然保護(hù)區(qū)是指對有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動植物種的天然集中分布區(qū)、有特殊意義的自然遺跡等保護(hù)對象所在的陸地、陸地水體或者海域,依法劃出一定面積予以特殊保護(hù)和管理的區(qū)域。根據(jù)IUCN自然保護(hù)地分類標(biāo)準(zhǔn),中國自然保護(hù)區(qū)屬第Ⅰ類自然保護(hù)區(qū),即嚴(yán)格意義的自然保護(hù)區(qū)[1]。自1956年建立第一個自然保護(hù)區(qū)以來,經(jīng)過60多年的發(fā)展實踐,已由最初的森林和野生動物類型逐步發(fā)展為涵蓋森林生態(tài)、野生生物、自然遺跡三大類,森林、濕地、荒漠、草原、海洋、野生動物、野生植物、地質(zhì)遺跡和古生物遺跡9種類型的完整體系。截至2017年底,各級各類自然保護(hù)區(qū)達(dá)到2750處,總面積14700.00萬hm2,約占陸地國土面積的14.8%,高于全球平均水平13.40%[2]。自然保護(hù)區(qū)是中國自然保護(hù)地體系的主體,黨的十九大報告提出要建立以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系,2018年3月中共中央印發(fā)的《深化黨和國家機(jī)構(gòu)改革方案》,將相關(guān)部門管理的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然遺產(chǎn)、地質(zhì)公園等保護(hù)地劃轉(zhuǎn)國家林業(yè)和草原局統(tǒng)一規(guī)范管理。因此,探索自然保護(hù)區(qū)的演進(jìn)過程、發(fā)展變化規(guī)律以及前景預(yù)測,關(guān)系到由以自然保護(hù)區(qū)為主體向以國家公園為主體、自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)、各類自然公園為補(bǔ)充的自然保護(hù)地體系轉(zhuǎn)變的實現(xiàn),對主管部門充分認(rèn)識自然保護(hù)區(qū)演化規(guī)律,明晰發(fā)展階段特征及未來前景,制定自然保護(hù)區(qū)保護(hù)發(fā)展政策、國家公園整合組建以及整合優(yōu)化自然保護(hù)地體系具有重要意義。

目前,專家多從自然保護(hù)區(qū)數(shù)量的變化分析自然保護(hù)區(qū)發(fā)展的階段性特征過程[3- 9],屬于回顧性研究,未見關(guān)于自然保護(hù)區(qū)發(fā)展水平、速度與前景預(yù)測的報道。鑒此,本研究擬根據(jù)自然保護(hù)區(qū)歷史數(shù)據(jù),從面積和數(shù)量的動態(tài)變化兩方面考慮,運用logistic模型、R語言,采用回歸分析方法,找出演進(jìn)過程關(guān)鍵點,劃分發(fā)展階段,探討各發(fā)展階段持續(xù)時間及速度,同時,從理論上估算面積飽和值,預(yù)測未來態(tài)勢,結(jié)合分析結(jié)果為主管部門科學(xué)制定差別化的生態(tài)保護(hù)修復(fù)、政策和發(fā)展戰(zhàn)略提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)logistic模型

Logistic模型是描述一種事物受資源和環(huán)境約束,呈現(xiàn)S型增長的發(fā)展過程,源于描述生物種群生長增長規(guī)律,由于其體現(xiàn)的事物演進(jìn)過程中考慮了資源環(huán)境對事物的阻滯作用,預(yù)測方法科學(xué)、預(yù)測結(jié)果誤差小,常用于商業(yè)組織、文化傳播、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、人口學(xué)以及空間擴(kuò)散等眾多研究領(lǐng)域[10- 12]。由于受資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家政策影響和限制,自然保護(hù)區(qū)發(fā)展過程滿足Logistic模型,包括面積和數(shù)量兩個方面的發(fā)展。

自然保護(hù)區(qū)增長關(guān)于時間變量t的logistic增長模型表達(dá)式：

(1)

式中,U表示自然保護(hù)區(qū)增長值,K為自然保護(hù)區(qū)增長飽和值,a為回歸參數(shù),b為增長參數(shù)。

以自然保護(hù)區(qū)發(fā)展時序面積和數(shù)量作因變量,時間作自變量,采用R語言,運用logistic曲線回歸分析方法,估算自然保護(hù)區(qū)飽和值K,獲取參數(shù)a、b,構(gòu)建面積和數(shù)量logistic增長模型,對自然保護(hù)區(qū)面積演進(jìn)趨勢進(jìn)行預(yù)測。

1.1.2logistic曲線模型的特征

尋找logistic曲線的拐點和曲率最大點,運用高等數(shù)學(xué)方法,分別對公式(1)求二階導(dǎo)數(shù)和三階導(dǎo)數(shù),且使二階導(dǎo)數(shù)和三階導(dǎo)數(shù)為零,得：

(2)

(3)

根據(jù)logistic增長曲線特征點(t1,t2)[13-14]可以相應(yīng)地將自然保護(hù)區(qū)發(fā)展過程劃分為3個階段：自然保護(hù)區(qū)面積和數(shù)量基數(shù)較小且發(fā)展緩慢的階段(1956—t1)、發(fā)展速度急劇上升的加速階段(t1—t2)、面積和數(shù)量基數(shù)較高且發(fā)展穩(wěn)定平緩的階段(t2—至今)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

中國自然保護(hù)區(qū)面積和數(shù)量的年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)(表1)取自于原環(huán)境保護(hù)部網(wǎng)站公布的歷年《中國環(huán)境狀況公報》、原國家林業(yè)局歷年《全國林業(yè)自然保護(hù)區(qū)統(tǒng)計年報》。

表1 中國自然保護(hù)區(qū)歷史面積和數(shù)量

2 結(jié)果與分析

2.1 自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)logistic模型和發(fā)展趨勢

2.1.1面積和數(shù)量logistic模型

由公式(1)可得時間序列自然保護(hù)區(qū)面積(Us)和數(shù)量(Un)演進(jìn)的logistic模型(圖1)：

圖1 中國1956—2017年自然保護(hù)區(qū)面積、數(shù)量的logistic曲線擬合圖Fig.1 Fitting of logistic curve of area and quantity of nature reserves in China from 1956 to 2017

(4)

(5)

式中,面積飽和值為1.547×108hm2,面積回歸參數(shù)為445.92,面積增長參數(shù)為0.223；數(shù)量回歸參數(shù)為349.459,數(shù)量增長參數(shù)為0.175。

表2 中國自然保護(hù)區(qū)面積預(yù)測/萬hm2

2.1.2發(fā)展趨勢預(yù)測

通過R計算,面積logistic模型擬合優(yōu)度R2為0.979,表明模型擬合效果好。依據(jù)公式(4),可以預(yù)測2018—2050年自然保護(hù)區(qū)的面積(表2)。分析表2可知2020年、2030年、2040年和2050年面積分別為15405.44萬hm2、15459.50萬hm2、15465.30萬hm2、15465.93萬hm2。2018—2020年,年均增長11.31萬hm2；2020—2030年,年均增長4.20萬hm2；2030—2040年,年均增長0.45萬hm2；2040—2050年,年均增長0.05萬hm2。由此可見,當(dāng)前處于穩(wěn)定完善階段,面積的演進(jìn)速度趨緩,已接近飽和值,但數(shù)量仍有小幅度增加,契合logistic增長軌跡。

2.1.3logistic曲線特征點

由公式(2,3),得面積logistic曲線的特征點ts1為1990年,ts2為2002年；數(shù)量曲線的特征點tn1為1993年,tn2為2008年。綜合考慮得,自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)特征關(guān)鍵點t1為1990年,t2為2008年。

2.2 自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)發(fā)展階段分析

根據(jù)自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)特征關(guān)鍵點,將其過程劃分為3個階段：

2.2.1緩慢起步期(1956—1989年)

自然保護(hù)區(qū)是在森林大規(guī)模采伐、自然資源嚴(yán)重破壞、大量獵捕野生動物資源的大背景下起步的。1956年,秉志等科學(xué)家在第一屆全國人民代表大會第三會議上提出建立自然保護(hù)區(qū)的建議。同年10月,原林業(yè)部制定了《天然森林禁伐區(qū)(自然保護(hù)區(qū))劃定草案》《狩獵管理辦法(草案)》,明確自然保護(hù)區(qū)的劃定對象、辦法和重點地區(qū),同時批建了第一個自然保護(hù)區(qū)——廣東鼎湖山自然保護(hù)區(qū),標(biāo)志著我國自然保護(hù)區(qū)事業(yè)的啟幕。此后,國務(wù)院頒布的《關(guān)于積極保護(hù)和合理利用野生動物資源的指示》《森林保護(hù)條例》《水產(chǎn)資源保護(hù)條例》等都對建立自然保護(hù)區(qū)提出了要求。1966年后,受“文革”影響,自然保護(hù)區(qū)事業(yè)遭受重大破壞,一些自然保護(hù)區(qū)喪失保護(hù)價值。1972年中國政府參加聯(lián)合國人類環(huán)境大會后,生態(tài)環(huán)境保護(hù)得到重視,特別是國家相繼頒布了《森林法》《環(huán)境保護(hù)法》《野生動物保護(hù)法》等10余項法規(guī),發(fā)布了《中國珍稀瀕危保護(hù)植物名錄(第一冊)》《國家重點保護(hù)野生動物名錄》,頒發(fā)了《嚴(yán)格保護(hù)珍貴稀有野生動物的通令》等文件；先后加入了《保護(hù)世界文化和自然遺產(chǎn)國際公約》等生態(tài)保護(hù)國際公約,與日本和澳大利亞等國家簽訂了鳥類等野生動物保護(hù)協(xié)議；各有關(guān)部門大力推進(jìn)自然保護(hù)區(qū)建設(shè),相繼建立了管理機(jī)構(gòu),自然保護(hù)區(qū)事業(yè)逐漸進(jìn)入與國際接軌的新階段,形成了以林業(yè)部門為主體,地質(zhì)(國土)、水產(chǎn)(農(nóng)業(yè))、環(huán)保(建設(shè))、科學(xué)院等部門配合的格局。截至1989年底,建立各級各類自然保護(hù)區(qū)573處、面積2706.30萬hm2。

2.2.2快速發(fā)展期(1990—2008年)

快速發(fā)展期是自然保護(hù)區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵時期。此時,我國法律法規(guī)逐步健全, 1994年,國務(wù)院頒發(fā)了《中華人民共和國自然保護(hù)區(qū)條例》,首次對自然保護(hù)區(qū)建設(shè)管理作出了法律規(guī)定,推動我國自然保護(hù)區(qū)事業(yè)進(jìn)入有法可依、有章可循的新階段。同時,多次參加國際生態(tài)組織召開的國際會議,加入了《人與生物圈保護(hù)區(qū)網(wǎng)》《生物多樣性公約》《關(guān)于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》 “東亞—澳大利亞涉禽遷徙網(wǎng)絡(luò)”“東北亞鶴類保護(hù)網(wǎng)絡(luò)”,與世界自然基金會(WWF)、全球環(huán)境基金(GEF)合作開展了自然保護(hù)區(qū)保護(hù)與管理項目。發(fā)布了《自然保護(hù)區(qū)工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》《自然保護(hù)區(qū)工程設(shè)計規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,多次印發(fā)加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)管理工作、濕地保護(hù)管理等通知,發(fā)布實施了《全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》《全國濕地保護(hù)工程實施規(guī)劃》《全國生物物種資源保護(hù)與利用規(guī)劃綱要》《關(guān)于開展生態(tài)補(bǔ)償試點工作的指導(dǎo)意見》《全國生態(tài)功能區(qū)劃》等多項生態(tài)保護(hù)規(guī)劃、區(qū)劃。1998年長江、松花江特大洪災(zāi)后,相繼實施了天然資源林保護(hù)、退耕還林、野生動植物保護(hù)及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)等重大生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程。在一系列法規(guī)、政策、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的引導(dǎo)和保障下,自然保護(hù)區(qū)呈現(xiàn)快速發(fā)展勢頭,數(shù)量和面積急速上升,資金投入大幅度增加。截至2008年底,建立各級各類自然保護(hù)區(qū)2538處,總面積14894萬hm2。

2.2.3穩(wěn)定完善期(2009—至今)

此階段自然保護(hù)區(qū)事業(yè)經(jīng)歷了從“速度規(guī)模型”向“規(guī)范化管理”的轉(zhuǎn)變。在前期“搶救性保護(hù)”方針指導(dǎo)下,自然保護(hù)區(qū)數(shù)量和面積都得到了空前的發(fā)展,起到了很好的保護(hù)作用。但是也存在范圍和功能分區(qū)不科學(xué)、不合理的情況,特別是把一些人口密集的村鎮(zhèn)、保護(hù)價值較低的耕地及經(jīng)濟(jì)林、經(jīng)濟(jì)價值較高的資源分布地劃入自然保護(hù)區(qū),既影響了居民的生產(chǎn)生活,又不利于自然保護(hù)區(qū)的規(guī)范化管理,存在著調(diào)整的客觀需求。2009年環(huán)境保護(hù)部印發(fā)了《國家級自然保護(hù)區(qū)規(guī)范化建設(shè)和管理導(dǎo)則》,指導(dǎo)和規(guī)范自然保護(hù)區(qū)建設(shè)和管理。同時,針對保護(hù)與開發(fā)矛盾日益突出等問題,國務(wù)院出臺了《關(guān)于做好自然保護(hù)區(qū)管理有關(guān)問題的通知》《國家級自然保護(hù)區(qū)調(diào)整管理規(guī)定》, 2005—2018年有51處國家級自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行了調(diào)整,其中遼寧蛇島老鐵山、寧夏靈武白芨灘、遼寧丹東鴨綠江口濕地、內(nèi)蒙古西鄂爾多斯和遼寧大連斑海豹等5處國家級自然保護(hù)區(qū)十年內(nèi)進(jìn)行了兩次調(diào)整。重新制定了《自然保護(hù)區(qū)工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(建標(biāo)195—2018)》《濕地保護(hù)工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(建標(biāo)196—2018)》等。為了鞏固和發(fā)展前期保護(hù)成果,國家發(fā)展改革委、財政部安排專項資金繼續(xù)用于自然保護(hù)區(qū)開展生態(tài)保護(hù)獎補(bǔ)、生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償?shù)日?支持國家級自然保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施和保護(hù)管理能力建設(shè)等[8]。2015年,環(huán)境保護(hù)部等10部門印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)涉及自然保護(hù)區(qū)開發(fā)建設(shè)活動監(jiān)督管理的通知》,嚴(yán)肅查處自然保護(hù)區(qū)典型違法違規(guī)活動,對400多個國家級自然保護(hù)區(qū)開展人類活動遙感監(jiān)測與實地核查,對12個自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行了重點執(zhí)法檢查,對7個問題較嚴(yán)重的國家級自然保護(hù)區(qū)所在地政府、省級保護(hù)區(qū)行業(yè)主管部門及保護(hù)區(qū)管理局進(jìn)行了約談。2017和2018年原環(huán)境保護(hù)部等7部委聯(lián)合進(jìn)行了綠盾行動。截至2017年底,共建立自然保護(hù)區(qū)2750處,總面積14700.00萬hm2。

3 結(jié)論與討論

本文基于logistic模型,對中國自然保護(hù)區(qū)的面積進(jìn)行飽和值估算和未來發(fā)展的預(yù)測,同時對logistic曲線特征點進(jìn)行了探索,得出如下結(jié)論：

(1)中國自然保護(hù)區(qū)面積飽和值為15470.00萬hm2。

(2)根據(jù)面積和數(shù)量logistic曲線特征點,將自然保護(hù)區(qū)演進(jìn)歷程劃分為3個階段,即1956—1989年緩慢起步期、1990—2008年快速發(fā)展期和2009—至今年穩(wěn)定完善期。緩慢起步期時發(fā)展速度很低,加速度很小,面積年均增長82.01萬hm2,數(shù)量年均增建17處,且自然保護(hù)區(qū)類型較單一?？焖侔l(fā)展期用時約18年,期間發(fā)展加速度逐漸增大,面積和數(shù)量大幅增加,面積年均增長605.24萬hm2,數(shù)量年均增建107處,自然保護(hù)區(qū)類型比較齊全,其中2001年面積和數(shù)量增長速度達(dá)到最大,為859.69萬hm2、324處。穩(wěn)定完善期發(fā)展水平漸近飽和值,發(fā)展速度越來越小,面積年均增長4.71萬hm2和數(shù)量年均增建30處,增長速度明顯放緩。

(3)2020年、2030年、2040年和2050年自然保護(hù)區(qū)面積分別為15405.44、15459.50、15465.30、15465.93萬hm2。目前已進(jìn)入穩(wěn)定完善階段,面積的演進(jìn)速度趨緩,已接近飽和值,數(shù)量仍有小幅度增加。

(4)從面積和數(shù)量的模型來看,在開始階段,數(shù)量發(fā)展快于面積的發(fā)展。隨著法律法規(guī)政策出臺和保護(hù)意識的增強(qiáng),面積的增長快于數(shù)量的增加,急劇上升,靠近飽和值,但是數(shù)量繼續(xù)在小幅度增加,符合中國現(xiàn)階段自然保護(hù)區(qū)發(fā)展?fàn)顩r,即新建自然保護(hù)區(qū)面積較小,調(diào)整范圍和功能區(qū)劃的自然保護(hù)區(qū)逐漸增多,使得面積趨于穩(wěn)定。

(5)自然保護(hù)區(qū)自建立以來,一方面一直處于多頭管理狀態(tài),導(dǎo)致管理混亂、協(xié)調(diào)困難、推托扯皮、合作低效；另一方面,在一些自然生態(tài)價值較高的區(qū)域,與不同部門管理的多種類型自然保護(hù)地相鄰并存或交叉重疊,造成多種法律法規(guī)和規(guī)章制度在同一地塊交叉執(zhí)行,保護(hù)對象模糊混亂,管理目標(biāo)差異較大,導(dǎo)致區(qū)域破碎化嚴(yán)重。鑒此,《深化黨和國家機(jī)構(gòu)改革方案》提出,將所有自然保護(hù)地進(jìn)行統(tǒng)一管理。目前自然保護(hù)區(qū)作為自然保護(hù)地的主體,應(yīng)在習(xí)近平新時代生態(tài)文明思想的引領(lǐng)下,自然保護(hù)事業(yè)受到空前重視的大好環(huán)境下[15],以建立以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系為契機(jī),以提升自然保護(hù)區(qū)質(zhì)量效益為核心,積極營造制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境和保障支撐體系,理順管理體制,加大資金投入,在建設(shè)進(jìn)程中,既要重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),也要注意監(jiān)測體系構(gòu)建,更要關(guān)注監(jiān)測成果科普化、保護(hù)化的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)保護(hù)、監(jiān)測、教育、管理等全面發(fā)展,提升自然保護(hù)區(qū)綜合發(fā)展水平和實力,增強(qiáng)發(fā)展活力和內(nèi)在動力,提高自然保護(hù)區(qū)質(zhì)量和效益,走保護(hù)與利用平衡協(xié)調(diào)發(fā)展之路,步入良性循環(huán),筑好我國自然保護(hù)地體系的基礎(chǔ)。

研究表明,中國自然保護(hù)區(qū)的演進(jìn)發(fā)展和平衡符合logistic模型,正處于由速度規(guī)模型向高質(zhì)量規(guī)范化管理推進(jìn),①應(yīng)將全國森林、草原、濕地、荒漠調(diào)查監(jiān)測確定的生物多樣性富聚、典型生態(tài)系統(tǒng)分布區(qū)域,全國野生動植物調(diào)查確定的野生動物重要棲息地、野生植物關(guān)鍵生境和重要生態(tài)廊道等生態(tài)功能極為重要、生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱、生物多樣性保護(hù)空缺的自然生態(tài)空間劃定為自然保護(hù)區(qū)。②調(diào)整優(yōu)化自然保護(hù)區(qū)管控邊界,將區(qū)內(nèi)無保護(hù)價值的建制城鎮(zhèn)或人口密集區(qū)域、工業(yè)園區(qū)等調(diào)出。③以每個自然保護(hù)區(qū)為獨立自然資源資產(chǎn)登記單元,劃清土地、森林、草原、河湖、濕地、海洋等各類自然資源資產(chǎn)所有權(quán)邊界,明晰自然資源資產(chǎn)所有權(quán)人。④明確中央和地方事權(quán)和支出,創(chuàng)新地方政績考核機(jī)制,加強(qiáng)對生態(tài)治理監(jiān)管力度和效率[16]。自然保護(hù)區(qū)的發(fā)展是一個動態(tài)復(fù)雜的過程,本文從理論上對其演化規(guī)律進(jìn)行了探討,今后筆者將對影響其發(fā)展的自然資源、社會經(jīng)濟(jì)、國家政策等因素進(jìn)行更深入的研究。

致謝：感謝中國科學(xué)院動物研究所李欣海副研究員對模型計算給予幫助。