陳樹登，任學(xué)慧

（遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院 大連市 116029）

城市各種類型土地的合理利用對城市可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。隨著城市化和工業(yè)化進程加快，大量耕地、天然林地、水域等生態(tài)用地被建設(shè)用地吞食，對具有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)用地進行管理和保護顯得極其重要。沿海城市作為海陸相互作用的特定區(qū)域，地理環(huán)境優(yōu)越，是人類聚集的密集區(qū)，人地矛盾逐年增加，生態(tài)用地尚未得到切實可行的規(guī)劃與管理。“生態(tài)用地”一詞首先被我國學(xué)者董雅文1999年提出，對此問題，國外研究尚未形成完整體系，主要研究土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的形成與分類[1-2]。近期我國學(xué)者主要以保障生態(tài)安全為基礎(chǔ)，研究生態(tài)用地的分類和區(qū)劃、保護管理和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，鄧小文、孫貽超等將中國生態(tài)用地分為服務(wù)型生態(tài)用地和功能型生態(tài)用地[3]；榮冰凌、李棟等提出不同尺度城市生態(tài)用地的定量規(guī)劃方法[4]；謝高地等對全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行評估研究[5]。土地生態(tài)敏感性是指土地受到人類活動的干擾和自然環(huán)境的變化后其自身恢復(fù)能力和受干擾的難易程度[6-7]。生態(tài)用地敏感性的動態(tài)分析有助于當(dāng)?shù)卣m時制定管理措施，本文以天津市為例，基于生態(tài)敏感性評價法，利用GIS 空間分析技術(shù)將生態(tài)用地分為水域保護用地、林木保護用地和鹽田保護用地，分析研究時段內(nèi)生態(tài)敏感度動態(tài)變化特征，并制定相應(yīng)保護管理措施。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以2000年8月、2006年8月和2010年7月三期TM 遙感影像（空間分辨率為30 m）、天津市行政區(qū)劃圖和2000-2010年天津市統(tǒng)計年鑒為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在ENVI 5.0 中進行非監(jiān)督分類，利用ISODATA 算法將三期影像分為36 類，然后合并成6個類別，根據(jù)研究區(qū)特點，經(jīng)過監(jiān)督分類和分類后處理確定6 種地類（耕地、林地、鹽地、水域、建設(shè)用地和未利用土地），并對其分類結(jié)果進行精度檢驗，2000年、2006年和2010年精度結(jié)果分別為81.84%、86.11%、82.84%，Kappa 系數(shù)分別為0.7867、0.8368、0.7992，達到了較好效果。

1.2 生態(tài)敏感性空間評價方法

為保障天津市生態(tài)用地安全，利用GIS 空間分析技術(shù)確定生態(tài)用地生態(tài)敏感區(qū)，結(jié)果分為高敏感區(qū)、中敏感區(qū)和低敏感區(qū)。水域生態(tài)敏感區(qū)確定是基于GIS 的緩沖區(qū)法，河流水庫及其100 m緩沖區(qū)為高敏感區(qū)，100 m-200 m 緩沖區(qū)為中敏感區(qū)，200 m-500 m 緩沖區(qū)為低敏感區(qū)[8]。林木地和鹽田的生態(tài)敏感區(qū)確定是基于GIS 的自然斷裂法，分為高敏感區(qū)、中敏感區(qū)和低敏感區(qū)[9]。本文借鑒前人研究成果，將高敏感區(qū)歸類為禁止開發(fā)區(qū)、中敏感區(qū)為限制開發(fā)區(qū)和低敏感區(qū)為可適當(dāng)開發(fā)區(qū)[10]。

1.3 生態(tài)敏感區(qū)面積動態(tài)變化

生態(tài)敏感區(qū)動態(tài)指數(shù)是指在一定時間范圍內(nèi)研究區(qū)域中某種生態(tài)敏感區(qū)數(shù)量的變化情況，其表達式為：

式中：Lc表示研究時段某一生態(tài)敏感區(qū)動態(tài)度指數(shù)，Ua和Ub分別表示研究初期和末期某種生態(tài)敏感區(qū)的數(shù)量，T 表示研究時段。

生態(tài)敏感區(qū)變化幅度是指一定的時間尺度內(nèi)生態(tài)敏感區(qū)在面積上的變化幅度。其表達式為：

式中：Ua表示研究初期某一種生態(tài)敏感區(qū)變化類型的面積，Ub表示研究末期某一種生態(tài)敏感區(qū)變化的面積，T 表示時間段，St表示研究時段內(nèi)某一生態(tài)敏感區(qū)的變化幅度。

2 天津市生態(tài)用地識別及變化分析

2.1 天津市概況

天津市（116°43′E~118°04′E 和38°34′N~40°15′N）位于華北平原東北邊緣，地勢西北高東南低，分布有山地、丘陵和平原三種地形。該區(qū)地處溫帶季風(fēng)區(qū)，東臨渤海灣，海洋性氣候顯著。天津市河流眾多，水資源豐富，天津市水域主要有19 條河流和11 處水庫，海河是流經(jīng)其最長的河流。本區(qū)自然資源豐富，生物種類繁多，植被景觀可分為：針葉林、針闊葉混交林、落葉闊葉林等；海洋資源包括灘涂資源、海洋油氣資源、海鹽資源等；土地類型多樣，耕地、水域和鹽場所占比重較高，分布著中國最大的鹽場——長蘆鹽場。天津市總面積11 946.88 km2，常住人口1 472.21 萬（2014年），屬中國重要的老工業(yè)基地之一。天津成為我國北方首個自由貿(mào)易試驗區(qū)，在“一帶一路”國家戰(zhàn)略下帶動京津冀經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.2 天津市生態(tài)用地識別與變化

根據(jù)生態(tài)敏感性評價法對天津市生態(tài)用地進行了生態(tài)敏感性評價，將高敏感區(qū)、中敏感區(qū)和低敏感區(qū)確定為生態(tài)保護用地（圖1）。

2000年生態(tài)用地為3 805 km2，占全市土地面積31.92%，2006年生態(tài)用地為4 026 km2，占全市土地面積33.78%，2010年生態(tài)用地為4 073 km2，占全市土地面積34.17%，2000-2010年生態(tài)用地呈增加態(tài)勢。根據(jù)公式（1）得表1 可知，研究期間鹽田保護用地和林木保護用地的變化動態(tài)度高于水域保護用地。

表1 2000-2010 天津市生態(tài)保護用地變化動態(tài)度

天津市水域主要包括海河、永定新河、潮白新河等19 條河道和于橋、北大港、爾王莊等湖泊水庫11 處。根據(jù)GIS 緩沖區(qū)法確定的水域敏感區(qū)可知，2000年水域生態(tài)保護用地為2 607 km2，占生態(tài)用地面積68%，2006年水域生態(tài)保護用地為2 661 km2，占生態(tài)用地面積66%，2010年水域生態(tài)保護用地為2 621 km2，占生態(tài)用地面積64%，水域生態(tài)保護用地先增加后減少，其在總生態(tài)用地面積的比重逐漸降低。根據(jù)公式（2）得表2 可知，水域生態(tài)保護用地的低敏感區(qū)和高敏感區(qū)面積變化幅度大于中敏感區(qū)，研究期間2006-2010年高敏感區(qū)面積減小幅度最大。

圖1 天津市2000年、2006年、2010年生態(tài)保護用地

根據(jù)GIS 自然斷裂法確定的林木生態(tài)保護用地可知，2000年林木生態(tài)保護用地為422 km2，占總生態(tài)用地11.1%，2006年林木生態(tài)保護用地為377 km2，占總生態(tài)用地9.3%，2010年林木生態(tài)保護用地為509 km2，占總生態(tài)用地12.4%.研究期間該生態(tài)用地呈先減少后增加的趨勢，2006-2010年面積變化幅度較大。根據(jù)表2 可知：2000-2010年，高、中、低三個敏感區(qū)面積整體增加，高敏感區(qū)和低敏感區(qū)面積增加幅度較大，2006-2010年高敏感區(qū)面積增加幅度最大，而低敏感區(qū)面積減少幅度最大。

表2 2000-2010年天津市各生態(tài)用地敏感區(qū)變化幅度

根據(jù)GIS 自然斷裂法確定的鹽田生態(tài)保護用地可知，2000年鹽田保護用地為776 km2，占總生態(tài)用地的20.39%，2006年鹽田生態(tài)保護用地988 km2，占總生態(tài)用地的24.5%，2010年鹽田生態(tài)保護用地為943 km2，占生態(tài)用地的23.15%。保護區(qū)范圍及其占生態(tài)用地的面積均呈先增加后減少的趨勢。根據(jù)表2 可知，2000-2010年高敏感區(qū)和低敏感區(qū)的面積整體下降，高敏感區(qū)的面積減少幅度最大，2006-2010年高敏感區(qū)面積減少幅度最大，而中敏感區(qū)面積增加幅度最大。

3 生態(tài)用地存在的問題及管理對策

保障天津市生態(tài)安全主要取決于當(dāng)?shù)卣块T出臺的保護措施和執(zhí)行政策的力度大小。禁止開發(fā)生態(tài)用地應(yīng)采取嚴格的強制性保護措施，禁止任何建設(shè)占用和亂砍濫伐，保持并養(yǎng)護其自然生態(tài)風(fēng)貌；對限制開發(fā)區(qū)要采取積極的保護措施，在保證其生態(tài)系統(tǒng)功能不被破壞的前提下，實行保護優(yōu)先、適度開發(fā)的方針，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游等特色產(chǎn)業(yè)；嚴格執(zhí)行報批和補償原則，可以使用可適當(dāng)開發(fā)的生態(tài)用地[10]。

水域具有調(diào)節(jié)水文，地下水補給，調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)服務(wù)功能。于橋和北大港水庫是天津市主要水源地，水域生態(tài)保護區(qū)安全問題事關(guān)天津市民生產(chǎn)和生活用水安全。目前存在的問題主要有：水資源利用不合理，禁止開發(fā)區(qū)和限制開發(fā)區(qū)近幾年逐漸萎縮，且減少幅度較大。庫區(qū)周邊的水源林多為人工林，涵養(yǎng)水源功能弱，部分庫區(qū)坡地大面積裸露，水土流失嚴重。保護對策：在禁止開發(fā)區(qū)建立水源林保護區(qū)，禁止圍湖和圍庫造田；在限制開發(fā)區(qū)適當(dāng)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和觀光農(nóng)業(yè)；可適當(dāng)開發(fā)區(qū)嚴格限制水體污染的產(chǎn)業(yè)，防范農(nóng)藥污染和富營養(yǎng)化。

林木具有強大的生態(tài)服務(wù)功能：凈化空氣、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、涵養(yǎng)水源等。林地也是保護生物多樣性的源地。天津市林地主要分布在薊縣八仙山和盤山等山地，該區(qū)有盤山自然保護區(qū)、八仙山國家級自然保護區(qū)和九龍山國家森林公園。目前存在的問題主要有：森林結(jié)構(gòu)單一、天然樹種逐年減少、生物物種減少，水土流失嚴重，禁止開發(fā)區(qū)逐年增加，得不到有效的保護和管理。保護對策：提高生物多樣性，充分保護溫帶落葉闊葉林生態(tài)系統(tǒng)和山地針葉林生態(tài)系統(tǒng)，適當(dāng)引進適合當(dāng)?shù)厣车臉浞N，大力發(fā)展新能源，減少森林的人為采伐。在禁止開發(fā)區(qū)禁止一切捕獵和亂砍濫伐行為，擴大保護區(qū)范圍，通過封山育林保護禁止開發(fā)區(qū)。在限制開發(fā)區(qū)，以保護環(huán)境為目的，發(fā)展生態(tài)旅游，旅游旺季嚴格控制客流量。在可適當(dāng)開發(fā)區(qū)，適當(dāng)發(fā)展林果業(yè)，協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

鹽田生態(tài)保護用地目前存在的主要的問題有：鹽田的禁止開發(fā)區(qū)逐年減少，該區(qū)得不到有效的保護；在限制開發(fā)區(qū)多私人和企業(yè)承包鹽田，對其管理混亂；在可適當(dāng)開發(fā)區(qū)擅自修建小鹽田和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，建設(shè)旅游設(shè)施等其他娛樂活動場所。保護對策：統(tǒng)籌安排三個區(qū)的建設(shè)與保護，建立協(xié)調(diào)機制和綜合決策。在禁止開發(fā)區(qū)嚴禁一切商業(yè)活動。在限制開發(fā)區(qū)嚴格控制私人承包鹽田數(shù)量，加大宏觀管理力度，在可適當(dāng)開發(fā)區(qū)嚴格排查擅自修建的鹽田和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，適當(dāng)發(fā)展鹽業(yè)生態(tài)旅游。

[1] Daily G C.Nature’s services：Societal dependence on natural ecosystems[C].Washington D C：Island Press，1997：113-132.

[2] Costanza R，Arge R，Groot R，et a1.The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J].Nature，1997，386：253-260.

[3] 鄧小文，孫義超等.中國生態(tài)用地研究：內(nèi)涵分類與時空格局[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（10）：2 003-2 005.

[4] 榮冰凌，李棟等.中小尺度生態(tài)用地規(guī)劃方法[J].生態(tài)學(xué)報，2011，31（18）：5 351-5 356.

[5] 謝高地，魯春霞，成升魁.全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估研究進展[J].資源科學(xué)，2001，23（6）：5-9.

[6] 歐陽志云，王效科.中國生態(tài)環(huán)境敏感性及其區(qū)域差異規(guī)律研究[J].生態(tài)學(xué)報，2000，20（1）：9-12.

[7] 黃靜，崔勝輝.廈門市土地利用變化下的生態(tài)敏感性[J].生態(tài)學(xué)報，2011，31（24）：7 442-7 550.

[8] 胡金龍.基于GIS 的桂林市區(qū)生態(tài)敏感性分[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（7）：1 561-1 564.

[9] 周銳，王新軍，蘇海龍.平頂山新區(qū)生態(tài)用地的識別與安全格局構(gòu)建[J].生態(tài)學(xué) 報.2015，35（6）：4-6.

[10] 劉昕，谷雨，鄧紅兵.江西省生態(tài)用地保護重要性評價研究[J].中國環(huán)境科學(xué)2010，30（5）：716-720.