基于“三線一單”的省域生態(tài)空間劃定研究——以浙江省為例

湯 博，汪麗妹，毛惠萍，許明珠，王浙明

（浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，杭州 310007）

近年來，經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展、城市加速擴(kuò)張和生產(chǎn)建設(shè)對(duì)土地的需求日益旺盛，隨之而來的問題也越來越嚴(yán)重。如原有的生態(tài)用地被大量擠占，一些具有特殊生態(tài)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)（如濕地）退化甚至喪失其生態(tài)功能，造成諸多生態(tài)環(huán)境問題［1］。在外來人口大量涌入、快速城鎮(zhèn)化的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)尤為突出，因此在當(dāng)前建設(shè)美麗中國(guó)和生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，合理劃定并嚴(yán)格管控生態(tài)空間是落實(shí)“多規(guī)合一”的重要基礎(chǔ)，更是保障生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重大任務(wù)［2，3］。

目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的生態(tài)空間研究多集中在生態(tài)用地分析［4-12］和生態(tài)安全格局構(gòu)建等方面［13-17］。當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)于生態(tài)空間概念未有明確的界定，也未有統(tǒng)一的劃定方法。2017 年12 月原環(huán)境保護(hù)部頒布了《“生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和環(huán)境準(zhǔn)入負(fù)面清單”編制技術(shù)指南（試行）》（以下簡(jiǎn)稱“三線一單”指南），闡述了生態(tài)空間的定義及劃定方法?；凇叭€一單”，選取長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的南翼——浙江省作為研究區(qū)域，開展生態(tài)空間劃定研究，以期為編制浙江省國(guó)土空間規(guī)劃和構(gòu)建生態(tài)安全格局提供依據(jù)和參考。

1 研究思路

按照“三線一單”指南，根據(jù)《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》（環(huán)辦生態(tài)［2017］48號(hào)）評(píng)價(jià)方法，在浙江省國(guó)土空間范圍內(nèi)開展生態(tài)功能重要性及生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估，結(jié)合已有的環(huán)境功能區(qū)劃成果，對(duì)有必要嚴(yán)格保護(hù)的各類保護(hù)地進(jìn)行校驗(yàn)，識(shí)別浙江省生態(tài)空間。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)域

浙江省位于東海之濱，長(zhǎng)江三角洲的南翼，介于東經(jīng) 118°01′—123°10′，北緯 27°06′—31°11′，東臨東海，南接福建省，西與安徽省、江西省相連，北與上海市、江蘇省接壤。陸域面積為10.43×104km2，約為全國(guó)陸域面積的1.1%。地形地勢(shì)自西南向東北傾斜，呈梯級(jí)下降，境內(nèi)江河眾多，河網(wǎng)密布。森林覆蓋率為60.9%，位居全國(guó)前列，生物資源豐富，動(dòng)植物種類繁多。

2.2 研究數(shù)據(jù)

本研究中用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)具體類型、分辨率和數(shù)據(jù)來源見表1。本研究使用的自然生態(tài)紅線區(qū)和生態(tài)功能保障區(qū)數(shù)據(jù)來源于2017 年浙江省政府發(fā)布的《浙江省環(huán)境功能區(qū)劃》成果。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)具體類型、分辨率和數(shù)據(jù)來源

2.3 劃定方法

2.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)估 根據(jù)浙江省生態(tài)功能實(shí)際情況，選取對(duì)水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護(hù)和水土保持3 項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能開展重要性評(píng)估與等級(jí)劃分，得到不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)值（代表服務(wù)能力相對(duì)高低的分值）柵格圖，利用ArcGIS 軟件的重分類工具，將3 項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性分別分為3 級(jí)，即極重要、重要和一般重要。

1）水源涵養(yǎng)重要性評(píng)估。采用NPP 定量指標(biāo)評(píng)估方法對(duì)水源涵養(yǎng)生態(tài)服務(wù)功能重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)。以水源涵養(yǎng)服務(wù)能力指數(shù)作為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算公式為：

式中，WR為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)能力指數(shù)；NPPmean為多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值；Fsic為土壤滲流因子；Fpre為多年平均降水量因子；Fslo為坡度因子。

2）生物多樣性維護(hù)重要性評(píng)估。以生物多樣性維護(hù)服務(wù)能力指數(shù)作為評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算公式為：

式中，Sbio為生物多樣性維護(hù)服務(wù)能力指數(shù)；NPPmean為多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值；Fpre為多年平均降水量因子；Ftem為多年平均氣溫；Falt為海拔因子。

3）水土保持重要性評(píng)估。采用NPP 定量指標(biāo)評(píng)估法開展水土保持生態(tài)功能重要性評(píng)估。以生態(tài)系統(tǒng)水土保持服務(wù)能力作為評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算公式為：

式中，Spro為生態(tài)系統(tǒng)水土保持服務(wù)能力指數(shù)；NPPmean為多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值；Fslo為坡度因子；K為土壤可蝕性因子。

2.3.2 生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估 根據(jù)浙江省生態(tài)系統(tǒng)特征和生態(tài)環(huán)境主要影響因子，選擇水土流失敏感性指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)，采用自然分界法與專家知識(shí)確定分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)，得到不同空間評(píng)估單元上2 種指標(biāo)的生態(tài)環(huán)境敏感性分級(jí)，將水土流失敏感性由低到高依次劃分為一般敏感、敏感和極敏感3 個(gè)級(jí)別。

根據(jù)通用水土流失方程的基本原理，選取降水侵蝕力、土壤可蝕性、坡度坡長(zhǎng)和地表植被覆蓋等指標(biāo)。將反映各因素對(duì)水土流失敏感性的單因子評(píng)估數(shù)據(jù)，用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，公式如下：

式中，SSi為i空間單元水土流失敏感性指數(shù)，評(píng)估因子包括降雨侵蝕力（Ri）、土壤可蝕性（Ki）、坡長(zhǎng)坡度（LSi）、地表植被覆蓋（Ci）。

2.3.3 生態(tài)空間劃定方法 根據(jù)上述方法，對(duì)浙江省的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用ArcGis 軟件提取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要和重要區(qū)域，生態(tài)環(huán)境敏感和極敏感區(qū)域。此外，從浙江省人民政府2017 年發(fā)布的《浙江省環(huán)境功能區(qū)劃》成果中提取以生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能為主的自然生態(tài)紅線區(qū)和生態(tài)功能保障區(qū)。將這兩類區(qū)域進(jìn)行疊加并與各類保護(hù)地進(jìn)行校驗(yàn)，形成生態(tài)空間疊加圖。在此基礎(chǔ)上去除集中連片的建制鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)、村莊及其周邊的耕地和園地以及集中連片的礦區(qū)，形成浙江省陸域生態(tài)空間。具體技術(shù)路線見圖1。

圖1 浙江省生態(tài)空間劃定技術(shù)路線

3 結(jié)果與分析

3.1 水源涵養(yǎng)重要性評(píng)估結(jié)果

由圖2 可以看出，浙江省水源涵養(yǎng)極重要區(qū)域面積約 20 998.16 km2，占區(qū)域總面積（105 500 km2）的19.90%，主要分布在浙西南山地丘陵區(qū)、浙西北山地丘陵區(qū)、東南沿海一帶；重要區(qū)面積為24 629.25 km2，占總面積的23.35%，重要區(qū)在全省均有分布，其中，較為集中連片的區(qū)域主要分布在浙江省中部丘陵地區(qū)；從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，水源涵養(yǎng)功能極重要區(qū)的分布格局與浙江省實(shí)際情況較為符合，浙西南和浙西北地勢(shì)較高，林地為主要的用地類型，森林覆蓋率高，植被覆蓋情況較好，在全省水源涵養(yǎng)功能中占據(jù)重要地位；浙東南沿海地區(qū)雨量充足，降雨量大，也是浙江省水源涵養(yǎng)功能重要區(qū)域。從分布格局和極重要區(qū)占全省面積比例來看，評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)合理可靠。

圖2 水源涵養(yǎng)重要性評(píng)價(jià)

3.2 生物多樣性維護(hù)重要性評(píng)估結(jié)果

由圖3可以看出，浙江省生物多樣性維護(hù)極重要區(qū)和重要區(qū)面積分別為22 165.45 km2和22 283.97 km2，占比分別為21.01%和21.12%，大部分呈片狀分布，有小部分呈點(diǎn)狀分布，片狀分布地區(qū)主要為浙西南山地屏障區(qū)、浙西北山地以及部分沿海地區(qū)，除此之外，還有部分極重要區(qū)點(diǎn)狀分布在杭州市臨安區(qū)、桐廬縣、諸暨市、紹興市區(qū)、寧波市奉化區(qū)、仙居縣等地。

將評(píng)價(jià)結(jié)果與浙江省實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析，生物多樣性維護(hù)極重要區(qū)分布格局與黃山-懷玉山、武夷山兩個(gè)生物多樣性優(yōu)先保護(hù)區(qū)分布范圍總體相吻合，評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)合理；但在部分區(qū)域存在評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際不符情況，如泰順縣、文成縣等溫瑞平原地帶，極重要區(qū)面積占全縣國(guó)土面積的比例高達(dá)70%以上，呈集中連片分布；通過與土地利用現(xiàn)狀分布比對(duì)發(fā)現(xiàn)，泰順縣、文成縣、蒼南縣、平陽縣、瑞安縣分布有大量碎片狀的耕地、園地，其生物多樣性維護(hù)功能相對(duì)林地較低，造成溫瑞平原、浙東南沿海地區(qū)生物多樣性維護(hù)指數(shù)偏高的主要原因在于浙東南沿海受臺(tái)風(fēng)氣候影響，降水量因子影響大，使得評(píng)估結(jié)果偏高。

圖3 生物多樣性維護(hù)重要性評(píng)價(jià)

3.3 水土保持重要性評(píng)估結(jié)果

由圖4 可知，浙江省水土保持極重要區(qū)和重要區(qū)面積分別為24 849.29 km2和23 893.47 km2，占比分別為23.55%和22.65%，其分布相對(duì)比較分散，極重要區(qū)圖斑較破碎，主要分布在浙南山區(qū)、浙西中山丘陵區(qū)等區(qū)域，重點(diǎn)分布在天目山脈、龍門山脈、會(huì)稽山脈、四明山脈、天臺(tái)山脈、大盤山脈、千里崗山脈、括蒼山脈、雁蕩山脈、仙霞嶺山脈、武夷山余脈等海拔較高的山脈。

將評(píng)價(jià)結(jié)果與浙江省地形地貌進(jìn)行比較分析，水土保持功能極重要區(qū)的分布與地形地勢(shì)分布格局相協(xié)調(diào)，與浙江省內(nèi)重要山脈的分布相一致，評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)合理準(zhǔn)確。

圖4 水土保持重要性評(píng)價(jià)

3.4 水土流失敏感性評(píng)估結(jié)果

由圖5 可以看出，浙江省沒有極敏感區(qū)，敏感區(qū)面積為16 192.32 km2，占比為15.35%，圖斑細(xì)小，分布較為破碎，主要分布在浙西北和浙西南山地丘陵區(qū)。

將評(píng)價(jià)結(jié)果與浙江省生態(tài)系統(tǒng)分布實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)結(jié)果比較符合實(shí)際情況，結(jié)果相對(duì)合理準(zhǔn)確。一方面，浙江省山地多為丘陵地帶，坡度多為25°以下，且分布較為細(xì)小破碎，不易發(fā)生水土流失；另一方面，浙江省植被覆蓋度相對(duì)較高，植物根系保持水土能力相對(duì)較高，不易發(fā)生水土流失，與沒有水土流失極敏感區(qū)的評(píng)價(jià)結(jié)果相吻合。

圖5 水土流失敏感性評(píng)價(jià)

3.5 生態(tài)空間劃定結(jié)果

提取經(jīng)評(píng)估確定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要、重要區(qū)域和生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)域，與各類保護(hù)地和環(huán)境功能區(qū)劃確定的自然生態(tài)紅線區(qū)和生態(tài)功能保障區(qū)疊加校驗(yàn)，去除集中連片的建制鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)、村莊及其周邊的耕地和園地以及集中連片的礦區(qū)，最終劃定浙江省陸域生態(tài)空間54 535.79 km2，占全省陸域總面積的52.28%。主要分布在浙西北山地丘陵、浙西南山地、浙中部丘陵及浙東南沿海地區(qū)，此外，在開化縣、江山市、龍游縣、龍泉市、景寧畬族自治縣、云和縣、青田縣、泰順縣、文成縣、蒼南縣、瑞安市、永嘉縣等地呈現(xiàn)集中連片分布，具體見圖6。本研究劃定的生態(tài)空間涵蓋了浙江省劃定的所有生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域。

圖6 浙江省生態(tài)空間分布

4 小結(jié)與討論

當(dāng)前中國(guó)對(duì)生態(tài)空間的研究尚處于探索階段［18］，在國(guó)土空間格局優(yōu)化的政策導(dǎo)向下，加強(qiáng)生態(tài)空間保護(hù)和管制顯得尤為重要［19］。尤其是構(gòu)建科學(xué)合理的生態(tài)空間格局，保護(hù)最重要的自然生態(tài)空間是科學(xué)管控人類行為、理順保護(hù)與發(fā)展關(guān)系、降低人為活動(dòng)與生態(tài)保護(hù)沖突的基礎(chǔ)［20］。

本研究探索建立了一套基于“三線一單”的浙江省生態(tài)空間劃定技術(shù)流程，對(duì)構(gòu)建浙江省生態(tài)安全格局有重要的參考價(jià)值，共劃定浙江省生態(tài)空間54 535.79 km2，占全省陸域總面積的52.28%。將劃定結(jié)果與浙江省生態(tài)現(xiàn)狀格局進(jìn)行對(duì)比分析，兩者的分布格局基本一致，生態(tài)空間基本位于植被覆蓋較好且自然生態(tài)本底狀況良好的區(qū)域，與實(shí)際較符合，生態(tài)空間劃定結(jié)果相對(duì)合理可靠。

本研究采取的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)過程涉及選取評(píng)價(jià)方法、賦值和分級(jí)，具有一定的主觀性，難免產(chǎn)生一些誤差，在一定程度上會(huì)影響到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，生態(tài)保護(hù)紅線是在生態(tài)空間內(nèi)劃定的具有特殊重要功能、必須強(qiáng)制性嚴(yán)格保護(hù)的區(qū)域，是生態(tài)空間最重要和最核心的部分［21］。目前生態(tài)保護(hù)紅線仍在評(píng)估調(diào)整中，下一步生態(tài)空間的調(diào)整和確定要以調(diào)整后的生態(tài)保護(hù)紅線作為重要基礎(chǔ)，保障生態(tài)安全格局更加完善。