發(fā)布時間：2020-01-07所屬分類：農業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 生態(tài)空間管制是我國國土空間管制的重要內容。針對目前國內對生態(tài)空間認知有差異，對其劃定技術方法還處于探索階段的情況下，以生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性技術評價方法為手段，以廣西壯族自治區(qū)南寧市為研究對象，開展了基于生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性
摘要: 生態(tài)空間管制是我國國土空間管制的重要內容。針對目前國內對生態(tài)空間認知有差異，對其劃定技術方法還處于探索階段的情況下，以生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性技術評價方法為手段，以廣西壯族自治區(qū)南寧市為研究對象，開展了基于生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)敏感性的生態(tài)空間劃定方法的探索研究。結果表明: ( 1) 研究區(qū)域內主導的生態(tài)系統(tǒng)服務功能主要為生物多樣性維護功能和水土保持功能，其次為水源涵養(yǎng)功能。生態(tài)系統(tǒng)綜合服務功能重要性類型以一般重要為主，約占研究區(qū)總面積的 42.32%。( 2) 研究區(qū)生態(tài)敏感性以水土流失敏感性為主，其次為石漠化敏感類型。生態(tài)環(huán)境綜合敏感類型以敏感為主，約占總面積的 85.44%。( 3) 研究區(qū)內初步劃定生態(tài)空間總面積約 9325.27 km2 ，占研究區(qū)總面積的 42.19%，占研究區(qū)內生態(tài)用地面積的 76.59%。土地利用類型以林地為主，約占生態(tài)空間面積的 83.65%。劃定的生態(tài)空間范圍涵蓋了絕大部分生態(tài)用地。本研究在一定程度上豐富了生態(tài)空間的內涵，可為進一步理解和劃定生態(tài)空間提供參考與借鑒。
關鍵詞: 生態(tài)系統(tǒng)服務功能; 生態(tài)敏感性; 生態(tài)空間; 空間規(guī)劃
改革開放以來，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展對生產、生活空間需求的不斷增長，城鎮(zhèn)空間、農業(yè)空間和生態(tài)空間的矛盾進一步加劇，導致生態(tài)空間不斷被擠壓，生態(tài)功能破壞、生態(tài)系統(tǒng)退化、生態(tài)環(huán)境惡化等區(qū)域生態(tài)安全問題日益突出[1-2]。《生態(tài)文明體制改革總體方案》明確提出，“劃定生產空間、生活空間、生態(tài)空間，建立空間規(guī)劃體系，健全國土空間用途管制制度。”[3]。黨的十九大報告指出，“必須堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針，形成節(jié)約自然和保護環(huán)境的空間格局、產業(yè)結構、生產方式、生活方式”，這標志著生態(tài)空間管制已成為我國國土空間管制的重要內容和構建空間治理體系的重要組成部分。合理劃定生態(tài)空間，對保障區(qū)域生態(tài)安全需求，提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境承載力，促進人與自然和諧發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義[4-6]。
一般認為，生態(tài)空間是指具有重要生態(tài)功能、以提供生態(tài)產品和生態(tài)服務為主的區(qū)域，在保障國家或區(qū)域生態(tài)安全中發(fā)揮重要作用[7]。隨著《生態(tài)文明體制改革總體方案》逐步實施，關于生態(tài)空間的學術問題已逐漸成為研究的重點，其研究內容主要集中在生態(tài)用地需求規(guī)模量化研究[8-9]、生態(tài)空間的現(xiàn)狀及演化特征分析[10-12]、生態(tài)空間規(guī)劃與管控等內容[13-15]。由于目前學術界對生態(tài)空間的理解和認知還存在差異，其劃定的技術方法還處于不斷探索過程中[16-18]，就生態(tài)空間劃定的相關研究報道較少。如何劃定生態(tài)空間? 這已成為現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境保護與管理需要解決的主要問題之一。
相關期刊推薦：《生態(tài)學報》(半月刊)創(chuàng)刊于1981年，是由中國科學技術協(xié)會主管、中國生態(tài)學學會中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心主辦的我國生態(tài)學及生態(tài)學各分支學科研究領域的綜合性學術期刊。內容涵蓋：動物、植物、微生物、農業(yè)、森林、草地、土壤、海洋、淡水、景觀、區(qū)域、化學、污染、經(jīng)濟、系統(tǒng)、城市、人類生態(tài)等生態(tài)學及各分支學科理論與實踐研究。有投稿需求的作者，可以咨詢期刊天空在線編輯。
生態(tài)空間作為一種為人類生存和經(jīng)濟社會發(fā)展持續(xù)提供生態(tài)服務的重要空間形態(tài)，其數(shù)量規(guī)模和空間格局將直接影響到區(qū)域國土空間的生態(tài)安全[19]。因此，從保障區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康的角度出發(fā)，探索研究區(qū)域內生態(tài)空間劃定方法，可為保護國土空間生態(tài)安全提供決策依據(jù)。生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性是揭示生態(tài)系統(tǒng)健康的主要指標。生態(tài)系統(tǒng)服務功能維系與支持著地球生命系統(tǒng)和環(huán)境的動態(tài)平衡，為人類生存和社會發(fā)展提供了基本保障。生態(tài)敏感性反映了生態(tài)系統(tǒng)對自然環(huán)境變化和人類活動干擾的反應程度，可反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性大小[20]�；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性的生態(tài)系統(tǒng)保護和決策管理，能夠協(xié)調生態(tài)系統(tǒng)與土地利用間的沖突，利于恢復或維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)整體性和可持續(xù)性[20]。
目前，國內外學者對生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)服務功能度量、生態(tài)系統(tǒng)服務功能與人類福祉的關系、多種生態(tài)系統(tǒng)服務功能權衡、生態(tài)系統(tǒng)服務功能保護規(guī)劃和基于生態(tài)系統(tǒng)服務功能的生態(tài)補償機制研究等方面[21-25]。生態(tài)敏感性評價的研究主要集中在敏感機制的分析和特定生態(tài)過程的敏感性評價[20]。怎樣將生態(tài)系統(tǒng)服務功能與生態(tài)敏感性研究應用到生態(tài)系統(tǒng)管理和決策方面已成為現(xiàn)階段生態(tài)學領域研究的熱點，包括空間規(guī)劃、三生空間劃定、生態(tài)安全保障技術研究、自然資源資產政策研究等內容[26-28]。
基于此，本文針對空間規(guī)劃中劃定生態(tài)空間的專業(yè)需求，以生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性技術評價方法為手段，以廣西壯族自治區(qū)南寧市為研究對象，開展基于生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性的生態(tài)空間劃定方法研究，以期為國土空間管控方案的制定和生態(tài)系統(tǒng)管理決策提供理論依據(jù)和技術支持。
1 研究區(qū)概況
南寧市地處廣西壯族自治區(qū)西南部( 圖 1) ，是中國西南地區(qū)出海通道的樞紐城市，地理范圍介于 107°45'—108°51' E 與 22°13'—23°32' N 之間。區(qū)域為低山丘陵環(huán)繞的橢圓形盆地，地形以平原和丘陵為主，邕江蜿蜒曲折流經(jīng)盆地中央穿過。研究區(qū)地處亞熱帶，屬于濕潤的亞熱帶季風氣候，氣候溫潤，降雨豐沛，年平均氣溫約為 21.6℃，年均降雨量為 1304.2 mm，平均相對濕度為 79%，境內河流屬于珠江流域西江水系。研究區(qū)總面積約為 22112 km2 ，轄青秀區(qū)、興寧區(qū)、江南區(qū)、良慶區(qū)、邕寧區(qū)、西鄉(xiāng)塘區(qū)、武鳴區(qū)等 7 區(qū)，橫縣、隆安縣、馬山縣、上林縣、賓陽縣等 5 縣。2016 年，研究區(qū)常住人口約為 706. 22 萬人，全年地區(qū)生產總值約為 3703.39億元。區(qū)域內上林縣、馬山縣為國家重點生態(tài)功能縣，屬于桂黔滇喀斯特石漠化防治生態(tài)功能區(qū)。
2 數(shù)據(jù)與方法
2.1 研究數(shù)據(jù)
本文使用的植被凈初級生產力數(shù)據(jù)為 2000—2014 年的 MOD17A3NPP 產品，空間分辨率為 0.0083℃，該產品由美國蒙大拿大數(shù)字地球動態(tài)模擬研究發(fā)布( http: / /www.ntsg.umt.edu /project /mod17) ，通過 ArcGIS 10.1 軟件進行重采樣為 100 m 空間分辨率數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng)中的中國地面氣候資料數(shù)據(jù)集( 包括降雨量、氣溫、蒸散發(fā)等) ，時間為 1984—2014 年，通過 ArcGIS 10.1 軟件進行空間插值生成 100 m 空間分辨率數(shù)據(jù)。土地利用數(shù)據(jù)來源于地理國情監(jiān)測云平臺( www.dsac.cn) ，時間為 2015 年。植被覆蓋數(shù)據(jù)來源于國家綜合地球觀測數(shù)據(jù)共享平臺( http: / /www.chinageoss.org /) 。高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云( http: / /www.gscloud.cn /) ，數(shù)據(jù)分辨率為 30 m。土壤數(shù)據(jù)來源于全球土壤屬性數(shù)據(jù)庫中的中國土壤數(shù)據(jù)集( Harmonized World Soil Database v1.2) ，為第二次全國土地調查南京土壤所提供的 1∶100 萬土壤數(shù)據(jù)，通過 ArcGIS 10.1 軟件進行重采樣為 100 m 空間分辨率數(shù)據(jù)。
2.2 研究思路
本文研究思路具體分為( 圖 2) : ①識別區(qū)域主導的生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)敏感性特征，針對主導生態(tài)系統(tǒng)服務功能和生態(tài)環(huán)境敏感性特征開展生態(tài)重要性和生態(tài)敏感性的科學評估，將生態(tài)功能重要性劃分為一般重要、重要和極重要 3 個等級。將生態(tài)敏感性劃分為一般敏感、敏感和極敏感 3 個等級。②根據(jù) 2015 年南寧市土地利用數(shù)據(jù)，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》( GB /T21010—2007) ，提取南寧市生態(tài)用地[13]，主要包括林地 ( 有林地、灌木林地、其他林地) 、草地( 天然牧草地、人工牧草地、其他草地) 、水域( 河流水面、湖泊水面、水庫水面、坑塘水面、內陸灘涂、溝渠、沼澤地) 和其他土地( 沙地、裸地) ，總面積約為 12174.84 km2 ，約占研究區(qū)國土面積的 55.09%。③在生態(tài)用地的國土空間范圍內，利用 ArcGIS 軟件，經(jīng)過相交疊加分析，提取生態(tài)用地范圍內生態(tài)系統(tǒng)服務功能綜合重要性( 極重要和重要) 和生態(tài)敏感綜合性( 極敏感和敏感) 區(qū)域，經(jīng)過邊界處理，形成生態(tài)空間范圍。
2.3 評價方法
2.3.1 評價方法
根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)主體功能區(qū)規(guī)劃》、《廣西壯族自治區(qū)生態(tài)功能區(qū)劃》、《廣西壯族自治區(qū)生物多樣性保護戰(zhàn)略與行動計劃( 2013—2030 年) 》、《南寧市生態(tài)功能區(qū)劃》，得出研究區(qū)主導的生態(tài)系統(tǒng)服務功能為水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護，主要的生態(tài)環(huán)境敏感特征為水土流失和石漠化。根據(jù)《生態(tài)保護紅線劃定指南》[29]中推薦的方法，結合南寧市生態(tài)環(huán)境實際情況，水源涵養(yǎng)功能重要性評估采用水量平衡方程模型評估法，水土保持功能重要性評估采用修正通用的水土流失方程模型評估法，生物多樣性維護功能采用凈初級生產力( NPP) 定量指標評估法。水土流失敏感性評估選取降水侵蝕力、土壤可蝕性、坡長坡度、地表植被覆蓋等指標構成的評估模型。石漠化評估選取碳酸巖面積百分比、地形坡度、植被覆蓋度因子等指標構成的評估模型( 表 1 和圖 3) 。
2.3.2 分級標準
生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價分級和生態(tài)敏感性分級標準采用《生態(tài)保護紅線劃定指南》[29]中分級標準:
( 1) 生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價分級
通過模型計算，得到不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務功能值柵格圖。在 ArcGIS 中，運用柵格計算器，輸入公式 “Int( [某一功能的柵格數(shù)據(jù)]/[某一功能柵格數(shù)據(jù)的最大值]×100) ”，得到歸一化后的生態(tài)系統(tǒng)服務功能值柵格圖。導出柵格數(shù)據(jù)屬性表，屬性表記錄了每一個柵格像元的生態(tài)系統(tǒng)服務功能值，將服務功能值按從高到低的順序排列，計算累加服務功能值。將累加服務功能值占生態(tài)系統(tǒng)服務功能總值比例的 50%與 80%所對應的柵格值，作為生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估分級的分界點，利用 ArcGIS 軟件的重分類工具，將生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性分為 3 級，即極重要、重要和一般重要( 表 2) 。
( 2) 生態(tài)環(huán)境敏感性評價分級
利用 ArcGIS 的重分類模塊，將生態(tài)環(huán)境敏感性評估結果分為 3 級，即一般敏感、敏感和極敏感，具體分級賦值及標準見表 3。
3 結果與分析
3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價
( 1) 水源涵養(yǎng)功能重要性
水源涵養(yǎng)是指森林、灌叢、草地、濕地等生態(tài)系統(tǒng)通過其特有的結構與水相互作用，對降水進行截留、蓄積，并通過蒸散發(fā)實現(xiàn)對水流、水循環(huán)的調控。因此，本文重點針對研究區(qū)內森林、灌叢、草地、濕地生態(tài)系統(tǒng)，評價水源涵養(yǎng)能力。結果表明( 圖 4) ，研究區(qū)水源涵養(yǎng)功能重要性類型以一般重要為主，面積約為 10005.6 km2 ，約占總評估面積的 89.12%，主要分布在研究區(qū)的武鳴區(qū)、賓陽縣、興寧區(qū)、隆安縣、橫縣等東部、西部和南部地區(qū)。其次為極重要地區(qū)，面積約為 662.29 km2 ，約占總評估面積的 5.9%，主要分布在馬山縣東北部地區(qū)和上林縣北部的局部地區(qū)，主要原因為區(qū)域內降雨量相對較高，植被覆蓋度較高，蒸散發(fā)能力相對適中。水源涵養(yǎng)重要區(qū)域面積較小，約為 559.11 km2 ，約占總評估面積的 4.98%，主要分布在極重要區(qū)域周邊外圍地帶。
( 2) 水土保持功能重要性
水土保持是生態(tài)系統(tǒng)通過結構與過程作用來減少由于水蝕所導致的土壤侵蝕的功能。結果表明( 圖 5) ，研究區(qū)內水土保持功能重要性類型以一般重要為主，面積約為 14478.85 km2 ，約占研究區(qū)總面積的 65.50%，主要分布在南部的良慶區(qū)、江南區(qū)、邕寧區(qū)、橫縣等。其次為水土保持功能重要區(qū)域，面積約為 4399.78 km2 ，約占研究區(qū)總面積的 19. 92%，主要分布在研究區(qū)北部和中部地區(qū)。水土保持功能極重要區(qū)域面積約為 3223.17 km2 ，約占研究區(qū)總面積的 14.58%，主要分布在馬山東北部巖溶山地區(qū)域、大明山區(qū)域、隆安西部區(qū)域、研究區(qū)中部的高峰嶺-白花山-三狀嶺等山地區(qū)域。
SCISSCIAHCI
