发布时间：2020-01-07所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 摘要: 生态空间管制是我国国土空间管制的重要内容。针对目前国内对生态空间认知有差异，对其划定技术方法还处于探索阶段的情况下，以生态系统服务功能和生态敏感性技术评价方法为手段，以广西壮族自治区南宁市为研究对象，开展了基于生态系统服务功能重要性
摘要: 生态空间管制是我国国土空间管制的重要内容。针对目前国内对生态空间认知有差异，对其划定技术方法还处于探索阶段的情况下，以生态系统服务功能和生态敏感性技术评价方法为手段，以广西壮族自治区南宁市为研究对象，开展了基于生态系统服务功能重要性和生态敏感性的生态空间划定方法的探索研究。结果表明: ( 1) 研究区域内主导的生态系统服务功能主要为生物多样性维护功能和水土保持功能，其次为水源涵养功能。生态系统综合服务功能重要性类型以一般重要为主，约占研究区总面积的 42.32%。( 2) 研究区生态敏感性以水土流失敏感性为主，其次为石漠化敏感类型。生态环境综合敏感类型以敏感为主，约占总面积的 85.44%。( 3) 研究区内初步划定生态空间总面积约 9325.27 km2 ，占研究区总面积的 42.19%，占研究区内生态用地面积的 76.59%。土地利用类型以林地为主，约占生态空间面积的 83.65%。划定的生态空间范围涵盖了绝大部分生态用地。本研究在一定程度上丰富了生态空间的内涵，可为进一步理解和划定生态空间提供参考与借鉴。
关键词: 生态系统服务功能; 生态敏感性; 生态空间; 空间规划
改革开放以来，随着经济社会发展对生产、生活空间需求的不断增长，城镇空间、农业空间和生态空间的矛盾进一步加剧，导致生态空间不断被挤压，生态功能破坏、生态系统退化、生态环境恶化等区域生态安全问题日益突出[1-2]。《生态文明体制改革总体方案》明确提出，“划定生产空间、生活空间、生态空间，建立空间规划体系，健全国土空间用途管制制度。”[3]。党的十九大报告指出，“必须坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，形成节约自然和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式”，这标志着生态空间管制已成为我国国土空间管制的重要内容和构建空间治理体系的重要组成部分。合理划定生态空间，对保障区域生态安全需求，提高区域生态环境承载力，促进人与自然和谐发展具有重要的理论和现实意义[4-6]。
一般认为，生态空间是指具有重要生态功能、以提供生态产品和生态服务为主的区域，在保障国家或区域生态安全中发挥重要作用[7]。随着《生态文明体制改革总体方案》逐步实施，关于生态空间的学术问题已逐渐成为研究的重点，其研究内容主要集中在生态用地需求规模量化研究[8-9]、生态空间的现状及演化特征分析[10-12]、生态空间规划与管控等内容[13-15]。由于目前学术界对生态空间的理解和认知还存在差异，其划定的技术方法还处于不断探索过程中[16-18]，就生态空间划定的相关研究报道较少。如何划定生态空间? 这已成为现阶段生态环境保护与管理需要解决的主要问题之一。
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生态空间作为一种为人类生存和经济社会发展持续提供生态服务的重要空间形态，其数量规模和空间格局将直接影响到区域国土空间的生态安全[19]。因此，从保障区域生态系统健康的角度出发，探索研究区域内生态空间划定方法，可为保护国土空间生态安全提供决策依据。生态系统服务功能和生态敏感性是揭示生态系统健康的主要指标。生态系统服务功能维系与支持着地球生命系统和环境的动态平衡，为人类生存和社会发展提供了基本保障。生态敏感性反映了生态系统对自然环境变化和人类活动干扰的反应程度，可反映区域生态环境问题的难易程度和可能性大小[20]。基于生态系统服务功能和生态敏感性的生态系统保护和决策管理，能够协调生态系统与土地利用间的冲突，利于恢复或维持区域生态系统整体性和可持续性[20]。
目前，国内外学者对生态系统服务功能研究主要集中在生态系统服务功能度量、生态系统服务功能与人类福祉的关系、多种生态系统服务功能权衡、生态系统服务功能保护规划和基于生态系统服务功能的生态补偿机制研究等方面[21-25]。生态敏感性评价的研究主要集中在敏感机制的分析和特定生态过程的敏感性评价[20]。怎样将生态系统服务功能与生态敏感性研究应用到生态系统管理和决策方面已成为现阶段生态学领域研究的热点，包括空间规划、三生空间划定、生态安全保障技术研究、自然资源资产政策研究等内容[26-28]。
基于此，本文针对空间规划中划定生态空间的专业需求，以生态系统服务功能和生态敏感性技术评价方法为手段，以广西壮族自治区南宁市为研究对象，开展基于生态系统服务功能和生态敏感性的生态空间划定方法研究，以期为国土空间管控方案的制定和生态系统管理决策提供理论依据和技术支持。
1 研究区概况
南宁市地处广西壮族自治区西南部( 图 1) ，是中国西南地区出海通道的枢纽城市，地理范围介于 107°45'—108°51' E 与 22°13'—23°32' N 之间。区域为低山丘陵环绕的椭圆形盆地，地形以平原和丘陵为主，邕江蜿蜒曲折流经盆地中央穿过。研究区地处亚热带，属于湿润的亚热带季风气候，气候温润，降雨丰沛，年平均气温约为 21.6℃，年均降雨量为 1304.2 mm，平均相对湿度为 79%，境内河流属于珠江流域西江水系。研究区总面积约为 22112 km2 ，辖青秀区、兴宁区、江南区、良庆区、邕宁区、西乡塘区、武鸣区等 7 区，横县、隆安县、马山县、上林县、宾阳县等 5 县。2016 年，研究区常住人口约为 706. 22 万人，全年地区生产总值约为 3703.39亿元。区域内上林县、马山县为国家重点生态功能县，属于桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区。
2 数据与方法
2.1 研究数据
本文使用的植被净初级生产力数据为 2000—2014 年的 MOD17A3NPP 产品，空间分辨率为 0.0083℃，该产品由美国蒙大拿大数字地球动态模拟研究发布( http: / /www.ntsg.umt.edu /project /mod17) ，通过 ArcGIS 10.1 软件进行重采样为 100 m 空间分辨率数据。气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网中的中国地面气候资料数据集( 包括降雨量、气温、蒸散发等) ，时间为 1984—2014 年，通过 ArcGIS 10.1 软件进行空间插值生成 100 m 空间分辨率数据。土地利用数据来源于地理国情监测云平台( www.dsac.cn) ，时间为 2015 年。植被覆盖数据来源于国家综合地球观测数据共享平台( http: / /www.chinageoss.org /) 。高程数据来源于地理空间数据云( http: / /www.gscloud.cn /) ，数据分辨率为 30 m。土壤数据来源于全球土壤属性数据库中的中国土壤数据集( Harmonized World Soil Database v1.2) ，为第二次全国土地调查南京土壤所提供的 1∶100 万土壤数据，通过 ArcGIS 10.1 软件进行重采样为 100 m 空间分辨率数据。
2.2 研究思路
本文研究思路具体分为( 图 2) : ①识别区域主导的生态系统服务功能和生态敏感性特征，针对主导生态系统服务功能和生态环境敏感性特征开展生态重要性和生态敏感性的科学评估，将生态功能重要性划分为一般重要、重要和极重要 3 个等级。将生态敏感性划分为一般敏感、敏感和极敏感 3 个等级。②根据 2015 年南宁市土地利用数据，按照《土地利用现状分类》( GB /T21010—2007) ，提取南宁市生态用地[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、水库水面、坑塘水面、内陆滩涂、沟渠、沼泽地) 和其他土地( 沙地、裸地) ，总面积约为 12174.84 km2 ，约占研究区国土面积的 55.09%。③在生态用地的国土空间范围内，利用 ArcGIS 软件，经过相交叠加分析，提取生态用地范围内生态系统服务功能综合重要性( 极重要和重要) 和生态敏感综合性( 极敏感和敏感) 区域，经过边界处理，形成生态空间范围。
2.3 评价方法
2.3.1 评价方法
根据《广西壮族自治区主体功能区规划》、《广西壮族自治区生态功能区划》、《广西壮族自治区生物多样性保护战略与行动计划( 2013—2030 年) 》、《南宁市生态功能区划》，得出研究区主导的生态系统服务功能为水源涵养、水土保持、生物多样性维护，主要的生态环境敏感特征为水土流失和石漠化。根据《生态保护红线划定指南》[29]中推荐的方法，结合南宁市生态环境实际情况，水源涵养功能重要性评估采用水量平衡方程模型评估法，水土保持功能重要性评估采用修正通用的水土流失方程模型评估法，生物多样性维护功能采用净初级生产力( NPP) 定量指标评估法。水土流失敏感性评估选取降水侵蚀力、土壤可蚀性、坡长坡度、地表植被覆盖等指标构成的评估模型。石漠化评估选取碳酸岩面积百分比、地形坡度、植被覆盖度因子等指标构成的评估模型( 表 1 和图 3) 。
2.3.2 分级标准
生态系统服务功能重要性评价分级和生态敏感性分级标准采用《生态保护红线划定指南》[29]中分级标准:
( 1) 生态系统服务功能重要性评价分级
通过模型计算，得到不同类型生态系统服务功能值栅格图。在 ArcGIS 中，运用栅格计算器，输入公式 “Int( [某一功能的栅格数据]/[某一功能栅格数据的最大值]×100) ”，得到归一化后的生态系统服务功能值栅格图。导出栅格数据属性表，属性表记录了每一个栅格像元的生态系统服务功能值，将服务功能值按从高到低的顺序排列，计算累加服务功能值。将累加服务功能值占生态系统服务功能总值比例的 50%与 80%所对应的栅格值，作为生态系统服务功能评估分级的分界点，利用 ArcGIS 软件的重分类工具，将生态系统服务功能重要性分为 3 级，即极重要、重要和一般重要( 表 2) 。
( 2) 生态环境敏感性评价分级
利用 ArcGIS 的重分类模块，将生态环境敏感性评估结果分为 3 级，即一般敏感、敏感和极敏感，具体分级赋值及标准见表 3。
3 结果与分析
3.1 生态系统服务功能重要性评价
( 1) 水源涵养功能重要性
水源涵养是指森林、灌丛、草地、湿地等生态系统通过其特有的结构与水相互作用，对降水进行截留、蓄积，并通过蒸散发实现对水流、水循环的调控。因此，本文重点针对研究区内森林、灌丛、草地、湿地生态系统，评价水源涵养能力。结果表明( 图 4) ，研究区水源涵养功能重要性类型以一般重要为主，面积约为 10005.6 km2 ，约占总评估面积的 89.12%，主要分布在研究区的武鸣区、宾阳县、兴宁区、隆安县、横县等东部、西部和南部地区。其次为极重要地区，面积约为 662.29 km2 ，约占总评估面积的 5.9%，主要分布在马山县东北部地区和上林县北部的局部地区，主要原因为区域内降雨量相对较高，植被覆盖度较高，蒸散发能力相对适中。水源涵养重要区域面积较小，约为 559.11 km2 ，约占总评估面积的 4.98%，主要分布在极重要区域周边外围地带。
( 2) 水土保持功能重要性
水土保持是生态系统通过结构与过程作用来减少由于水蚀所导致的土壤侵蚀的功能。结果表明( 图 5) ，研究区内水土保持功能重要性类型以一般重要为主，面积约为 14478.85 km2 ，约占研究区总面积的 65.50%，主要分布在南部的良庆区、江南区、邕宁区、横县等。其次为水土保持功能重要区域，面积约为 4399.78 km2 ，约占研究区总面积的 19. 92%，主要分布在研究区北部和中部地区。水土保持功能极重要区域面积约为 3223.17 km2 ，约占研究区总面积的 14.58%，主要分布在马山东北部岩溶山地区域、大明山区域、隆安西部区域、研究区中部的高峰岭-白花山-三状岭等山地区域。
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