彭琛琛，蔡玉梅，邊振興

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學 土地與環(huán)境學院，遼寧 沈陽 100866；2.中國土地勘測規(guī)劃院，北京100035）

近年來，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展以及人類對自然資源的不合理利用與開發(fā)，導致區(qū)域關鍵生態(tài)過程紊亂和生態(tài)完整性破損，自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能下降，資源環(huán)境形勢日益嚴峻［1］。生態(tài)紅線是依據(jù) “保底線、顧發(fā)展”的基本原則，辨識生態(tài)價值較高、生態(tài)系統(tǒng)比較敏感及具有關鍵生態(tài)功能的區(qū)域，是實施分類管理和控制，有效保障重要生態(tài)區(qū)域，避免人為活動干擾的有效方法之一。生態(tài)紅線的劃定不僅關系著中國生態(tài)文明制度建設，更關系到整個經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。自生態(tài)紅線提出以來，不同學者都對其概念內(nèi)涵與具體劃定進行了探索。生態(tài)保護紅線是指在生態(tài)空間范圍內(nèi)具有特殊重要生態(tài)功能、必須強制性嚴格保護的區(qū)域，是保障和維護國家生態(tài)安全的底線和生命線，通常包括具有重要水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護、水土保持、防風固沙、海岸生態(tài)穩(wěn)定等功能的生態(tài)功能重要區(qū)域，以及水土流失、土地沙化、石漠化、鹽漬化等生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)域。而就其劃定方法，目前主要形成3種模式：①通過將生態(tài)要素疊加劃定生態(tài)紅線。如盛鳴［2］在深圳市通過六大類生態(tài)要素的疊加劃定基本生態(tài)控制線，實施剛性管控，禁止建設；俞龍生等［3］將地形地貌、生物多樣性、水源涵養(yǎng)、水土保持、濕地保育、土地利用6個方面要素疊加進而劃定廣州南沙新區(qū)生態(tài)保護紅線。②結(jié)合生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)劃劃定紅線。如王云才等［4］結(jié)合生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)劃對安徽省宣城市南漪湖地區(qū)進行了生態(tài)紅線劃定。③基于生態(tài)保護重要性評價的生態(tài)紅線劃定。如許妍等［5］以濕地面積、生物資源量、歷史遺跡與自然景觀分布等指標劃定渤海區(qū)域生態(tài)紅線；2017年5月發(fā)布的《生態(tài)保護紅線劃定指南》也確定了基于生態(tài)重要性評價劃定生態(tài)紅線的思路和技術方法，只是就如何在不同尺度和不同地域上具體確定功能類型與評價方法并未詳細討論。綜合比較，第1種方法僅通過要素的單純疊加，雖具有極強的操作性但忽略了各要素之間的關系。第2種方法注重區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)完整性，但難以進行空間管控。第3種方法從土地利用出發(fā)側(cè)重生態(tài)系統(tǒng)功能保護，相對于前兩者容易落實到空間從而更好地滿足國土空間管制的要求。煙臺市位于山東半島低山丘陵區(qū)，境內(nèi)山巒起伏，地形復雜多變，對生產(chǎn)生活限制較多。另外，煙臺市生態(tài)資源豐富，也是生產(chǎn)建設與自然環(huán)境沖突較大的地區(qū)，因此，劃定生態(tài)紅線對于實現(xiàn)煙臺市的長久發(fā)展有著重要意義。本研究結(jié)合現(xiàn)有研究成果，以煙臺市為例，針對其沿海低山丘陵區(qū)的特點進行生態(tài)紅線劃定方法研究，嘗試建立具體的生態(tài)保護重要性評價體系并探索市級生態(tài)紅線劃定的技術方法，力圖為中國市級尺度的生態(tài)紅線劃定提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

煙臺市位于山東半島中部，36°17′～38°24′N， 119°33′～121°58′E， 東臨威海，西連濰坊， 西南與青島毗鄰，北瀕黃海、渤海，與大連隔海相望，陸地面積為13 746.47 km2，總?cè)丝跒?01.41萬人。氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L氣候，年平均降水量為651.90 mm，年平均氣溫為11.8℃。地貌屬于低山區(qū)，區(qū)域地形起伏和緩。境內(nèi)主要河流為大沽夾河、辛安河和沁水河，向北注入黃海。近海自西向東分布有套子灣、芝罘灣和四十里灣等，海岸線總長909 km，市內(nèi)生態(tài)資源豐富。

長島縣位于膠東、遼東半島之間，由32個島嶼和8 700 km2海域組成，全縣土地總面積僅57.27 km2。由于長島縣相關資料缺失且剔除該縣對于煙臺市全市的生態(tài)紅線劃定結(jié)果影響不大，因此本研究區(qū)域不包括長島縣。

1.2 數(shù)據(jù)來源

生態(tài)問題涉及多方面因素。本研究所用數(shù)據(jù)主要包括氣象、土壤、遙感等（表1），其中降水、氣溫、風速等氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象局的市級站點數(shù)據(jù)，在Arc GIS中進行Kring插值；土壤數(shù)據(jù)主要采用煙臺市1∶10萬土壤圖，土壤有機碳計算采用了南京土壤所提供的 1∶100萬土壤數(shù)據(jù)；數(shù)字高程（DEM）數(shù)據(jù)、遙感影像都來源于地理空間數(shù)據(jù)云，植被覆蓋度基于像元二分模型［6］通過煙臺市2015年遙感影像反演得到；MODIS·NDVI主要用于計算研究區(qū)凈初級生產(chǎn)力（PNP），計算方法采用CASA模型［7］；此外，還涉及到煙臺市的土地利用現(xiàn)狀圖、《煙臺市海岸帶規(guī)劃（2006－2020年）》和《煙臺市土地利用總體規(guī)劃（2006－2020年）等資料。以上數(shù)據(jù)均在Arc GIS中進行矢量化并轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，統(tǒng)一到相同坐標系和投影系統(tǒng)中。因多元數(shù)據(jù)精度限制，研究以200 m×200 m網(wǎng)格作為基本評價單元。

2 研究方法

本研究基于生態(tài)保護重要性評價進行生態(tài)紅線劃定，主要從生態(tài)功能重要性與生態(tài)敏感性2個方面展開評價，劃定重點生態(tài)功能區(qū)與生態(tài)敏感區(qū)，進而劃定生態(tài)紅線區(qū)。重點生態(tài)功能區(qū)指生態(tài)系統(tǒng)十分重要，關系全國或區(qū)域生態(tài)安全，生態(tài)系統(tǒng)功能有所退化，需要在國土空間開發(fā)中限制進行大規(guī)模高強度工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)，以保持并提高生態(tài)產(chǎn)品供給能力的區(qū)域，主要類型包括水源涵養(yǎng)區(qū)、水土保持區(qū)、防風固沙區(qū)和生物多樣性維護區(qū)等。生態(tài)敏感區(qū)指對外界干擾和環(huán)境變化具有特殊敏感性或潛在自然災害影響，極易受到人為的不當開發(fā)活動影響而產(chǎn)生負面生態(tài)效應的區(qū)域。

國土承載著生產(chǎn)、生活、生態(tài)服務等多方面功能，生態(tài)紅線主要針對生態(tài)調(diào)節(jié)功能。本研究的劃定思路是首先對評價范圍進行識別，剔除煙臺市的建成區(qū)，并根據(jù)國家相關規(guī)定確定禁止開發(fā)區(qū)，將其直接劃入生態(tài)紅線，剩余區(qū)域全部劃入評價范圍；然后在評價范圍內(nèi)從重點生態(tài)功能評價與生態(tài)敏感性評價2個方面構(gòu)建指標體系，進行生態(tài)保護重要性評價，將生態(tài)功能極重要區(qū)域劃為重點生態(tài)功能生態(tài)紅線，生態(tài)極敏感/脆弱區(qū)域劃為生態(tài)敏感性/脆弱性生態(tài)紅線；2條紅線按照等級劃分規(guī)則進行綜合疊置，并結(jié)合已確定的禁止開發(fā)區(qū)，得到最終的生態(tài)紅線（圖1）。

表1 主要數(shù)據(jù)來源Table 1 Sources of principal data

2.1 生態(tài)功能重要性評價

煙臺市位于山東半島臨海地帶，生態(tài)資源豐富，牙山、崮山與昆崳山等建有多個林場，且境內(nèi)河網(wǎng)密布，溝壑縱橫分布。此外，還分布著門樓水庫、沐浴水庫、王屋水庫三大水庫以及高陵水庫、平山水庫等多個中小水庫及大面積的濕地沼澤。因此，本研究主要選取了水源涵養(yǎng)、土壤保持、洪水調(diào)蓄、碳固定與生物多樣性保護5項生態(tài)系統(tǒng)功能進行評價。

2.1.1 水源涵養(yǎng)功能重要性評價 生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能主要表現(xiàn)在截留降水、加強土壤水分滲透、控制水分蒸發(fā)、緩沖地表水徑流等作用［8］。本研究采用水量分解模型法進行評價，該方法基于區(qū)域內(nèi)降水和蒸散，并結(jié)合地表植被進行修正。

式（1）中：WY為水源涵養(yǎng)量；P為多年平均年降水量；ET為實際蒸散量；R為地表徑流量，根據(jù)不同植被類型的徑流系數(shù)計算求得。采用自然裂點法將計算出的水源涵養(yǎng)量分為一般重要、比較重要、中度重要、高度重要、極重要5個等級。

2.1.2 土壤保持功能重要性評價 土壤保持服務功能是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基本服務功能之一，在區(qū)域侵蝕控制以及生態(tài)安全的維持方面具有不可替代的作用［9］。運用修正通用水土流失方程（RUSLE）來估算研究區(qū)潛在土壤侵蝕量和現(xiàn)實土壤侵蝕量，兩者之差即為生態(tài)系統(tǒng)土壤保持量。

式（2）中：Ac為土壤保持量；Ap為潛在土壤侵蝕量；A為實際土壤侵蝕量；降雨侵蝕力R基于月平均降水量和年平均降水量的Wischmeier公式計算［10］；土壤抗侵蝕性K選用WILLIAMS等［11］在EPIC模型中對土壤侵蝕因子K的估算方法；L因子采用WISCHMEIER等［12］提出的坡長因子計算公式；S因子采用MECOOL等［13］的計算公式以及劉寶元等［14］的陡坡計算公式；植被與經(jīng)營因子C選用蔡崇法等［15］建立的C因子值與植被覆蓋度之間的回歸方程計算；水土保持措施P主要根據(jù)蔡崇法等［15］所提出的土地利用類型對P值的影響，確定不同土地利用類型的P值，賦值范圍為0～1（表2），其中0代表不會發(fā)生土壤侵蝕的地區(qū)，1值代表沒有采取任何水保措施的地區(qū)。同樣采用自然裂點法將計算出的土壤保持量分為一般重要、比較重要、中度重要、高度重要、極重要5個等級。

圖1 生態(tài)紅線劃定技術路線圖Figure 1 Ecological red line delineation technology roadmap

2.1.3 洪水調(diào)蓄功能重要性評價 生態(tài)系統(tǒng)的洪水調(diào)蓄功能主要體現(xiàn)在對洪澇災害的調(diào)節(jié)作用。湖泊是抵御湖區(qū)水系洪水災害的天然屏障，水庫則是現(xiàn)代防洪工程體系的重要組成部分［16］。沼澤濕地因其土壤具有較強的蓄水和透水能力，不僅具有削減洪峰和均化洪水能力，還能借助濕地植被減緩洪水流速，延長泄洪時間，進而削弱對下游的影響［17－18］。煙臺市有3個特大水庫（王屋水庫、沐浴水庫與門樓水庫），25個中型水庫，403個小水庫，2萬多個坑塘水面。但目前關于洪水調(diào)蓄功能的研究一般集中在大型湖泊與水庫，對于小型水庫和濕地沼澤的考慮較少。本研究主要以調(diào)蓄水量作為洪水調(diào)蓄功能的評價指標，參考饒恩明等［16］和周婷婷［19］的研究構(gòu)建湖泊、水庫、濕地沼澤調(diào)蓄功能評估模型。具體見下式：

表2 水土保持措施因子賦值標準Table 2 Criteria for assignment of soil and water conservation measures

式（3）～（6）中：Cr為湖泊洪水調(diào)蓄量；Cf為水庫防洪庫容；Cw為沼澤濕地、坑塘水面洪水調(diào)蓄量；A為湖面面積（km2）；Ct為水庫總庫容；S為沼澤濕地的面積；R為單位面積沼澤濕地的洪水調(diào)蓄量，參考趙同謙等［20］的研究推算為2.47×106m3。根據(jù)公式計算各區(qū)域的洪水調(diào)蓄量并采用自然裂點法將其分為一般重要、比較重要、中度重要、高度重要、極重要5個等級。

2.1.4 碳固定功能重要性評價 碳固定作為一項重要的生態(tài)系統(tǒng)服務，對降低大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度，減緩全球氣候變化具有至關重要的作用［21］。因此，本研究以固碳量作為碳固定功能的評價指標?；贗nVEST模型的碳儲存模塊思想在Arc GIS中進行碳固定重要性評價，該模型中陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳庫被分為5個部分，包括地上生物量（A），地下生物量（B），土壤碳庫（S），死亡有機物碳庫（O）以及木材收獲量（P）。木材收獲量Cpxt通過下式進行計算：

其中：Cpxt是地塊x在t時間內(nèi)的木材數(shù)量，Cx表示在1個收獲周期內(nèi)從地塊x中移除的碳，y表示當前時間，s計算的起始時間，F(xiàn)x為收獲頻率，i為收獲次數(shù)，Dx為收獲木材的半衰期，ru表示對計算結(jié)果向上取整。模型中第五大碳庫主要涉及木材衰減率、輪伐期等數(shù)據(jù)。由于目前的木材市場不盡完備，木材衰減率等數(shù)據(jù)難以獲得，故本研究僅考慮基本碳庫的碳儲量［22］。因此，模型簡化為下式：

式（7）中：Ctotal表示研究區(qū)總碳儲存量；Cabove，Cbelow，Csoil，Cdead分別表示地上、地下、土壤、凋落物碳儲存量；CSO為土壤剖面有機碳密度（kg·m－2）；θi為第i層大于2 mm粒徑的砂粒含量（%）；Pi為第i層土壤容重（g·cm－3）；Ci為第i層土壤有機碳質(zhì)量分數(shù)（g·kg－1）；Ti為第i層土層厚度（cm）；n為參與計算的土壤層次總數(shù)。森林以及草地（地上部分、地下部分以及凋落物）碳密度數(shù)據(jù)參考劉成杰［23］和崔傳祥等［24］對于山東省及泗水縣森林碳儲量的實地采樣。土壤有機碳主要采用中國科學院南京土壤研究所提供的 1∶100萬土壤數(shù)據(jù)進行計算。采用自然裂點法將計算結(jié)果分為一般重要、比較重要、中度重要、高度重要、極重要5個等級。

2.1.5 生物多樣性保護功能重要性評價 生物多樣性保護功能是生態(tài)系統(tǒng)提供的最主要功能之一，它對維持區(qū)域生態(tài)安全起著至關重要的作用。針對煙臺市生物普查數(shù)據(jù)資料不足的情況，本研究選取凈初級生產(chǎn)力（PNP）定量指標作為生物多樣性功能重要性評價方法。以生物多樣性保護服務能力指數(shù)作為評價指標。公式為：

式（9）中：Sbio為生物多樣性保護服務能力指數(shù)；PNPmean為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力平均值，采用CASA模型利用MODIS的NDVI數(shù)據(jù)進行計算；Fpre為降水參數(shù)；Ftem為氣溫參數(shù)；Falt為海拔參數(shù)，都已歸一到0～1。采用自然裂點法將計算結(jié)果分為一般重要、比較重要、中度重要、高度重要、極重要5個等級并賦值。

2.1.6 生態(tài)功能重要性綜合評價 單因素的生態(tài)功能重要性反映了研究區(qū)單項生態(tài)功能的重要性程度，將其進行加權疊置后綜合反映研究區(qū)的生態(tài)功能重要性等級。公式如下：

式（10）中：E為研究區(qū)生態(tài)功能重要性指數(shù)；ωi為第i個生態(tài)功能的重要性等級數(shù)；ei為第i個生態(tài)功能的權重，采用專家打分法對水源涵養(yǎng)功能、土壤保持功能、洪水調(diào)蓄功能、碳固定功能與維持生物多樣性保護功能賦權重，依次為0.17，0.35，0.15，0.10和0.23。利用Arc GIS中的柵格計算器進行加權疊置，并采用自然裂點法將計算結(jié)果分為5個等級，得到煙臺市生態(tài)功能重要性綜合評價等級圖。

2.2 生態(tài)敏感性評價

煙臺市靠近海域，經(jīng)常出現(xiàn)強降雨與大風天氣，且臨海岸線一帶極易發(fā)生海水侵蝕等問題。因此，本研究主要從土地沙化、水土流失與海岸線侵蝕3個方面進行生態(tài)敏感性評價。

2.2.1 土地沙化敏感性評價 土地沙化是指在各種氣候條件下，由于多種因素導致土地呈現(xiàn)沙（礫）物質(zhì)為主要標志的土地退化過程［25］。土地沙化敏感性主要與氣候、植被與土壤類型有關。本研究選取干燥度、沙風天數(shù)、土壤質(zhì)地和植被覆蓋如表分級賦值（賦值標準見表3）評估土地沙化敏感性。

式（11）中：D為評價區(qū)域土地沙化敏感性指數(shù)；Ii，Wi，Ki，Ci分別為評價區(qū)域干燥度指數(shù)、沙風天數(shù)、土壤質(zhì)地和植被覆蓋的敏感性等級值。

2.2.2 水土流失敏感性評價 水土流失敏感性評價是為了識別容易形成水土流失的區(qū)域，評價水土流失對人類活動的敏感程度。水土流失敏感性是自然因素所決定的生態(tài)系統(tǒng)對人為影響的反映敏感程度。因此選取降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度與植被覆蓋度等自然因素分級賦值后（表3）進行綜合評價。式（12）中：S為評價區(qū)域水土流失敏感性指數(shù)；Ri，Ki，LSi，Ci分別為評價區(qū)域降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度和植被覆蓋的敏感性等級值。

表3 生態(tài)敏感性評價指標分級標準表Table 3 Classification standard of assessment indexs on ecological sensitivity

2.2.3 海岸線侵蝕敏感區(qū)確定 本研究主要根據(jù)煙臺市發(fā)布的《煙臺市海岸帶規(guī)劃（2006－2020年）》，將煙臺市以下地區(qū)海岸線劃為侵蝕敏感區(qū)，包括：（1）東部岸段，（2）牟平區(qū)沿海防護林帶，（3）牟平區(qū)沁水河入海口濕地，（4）辛安河河口濕地，（5）西部岸段，（6）徐福鎮(zhèn)至蓬萊北溝鎮(zhèn)的沿海防護林帶，（7）萊州膠萊河至刁龍嘴一線的灘涂，（8）三山島至刁龍嘴防沿海護林帶，（9）招遠防護林帶，（10）南部岸段，（11）丁字灣內(nèi)濕地，（12）紀疃河河口濕地，（13）辛安鎮(zhèn)沿海防護林帶，（14）留格莊鎮(zhèn)防護林地及基巖岸線。

2.2.4 生態(tài)敏感性綜合評價 單因素的敏感性反映了研究區(qū)單方面的敏感性程度，將其進行加權疊置后綜合反映研究區(qū)的生態(tài)敏感性綜合等級。公式如下：

式（13）中：S為研究區(qū)生態(tài)敏感性指數(shù)；ωi為第i個生態(tài)敏感性等級數(shù)；Si為第i個生態(tài)敏感性權重。采用專家打分法對水土流失敏感性評價與土地沙化敏感性評價賦權重，分別為0.65和0.35。利用柵格計算器將得到的各敏感性評價等級圖進行加權疊置，并采用自然裂點法將計算結(jié)果分為5個等級，將確定的海岸線侵蝕敏感區(qū)直接賦以最高級與分級結(jié)果進行合并，得到煙臺市生態(tài)敏感性綜合評價等級圖。

2.3 紅線劃定方法

根據(jù)上述評價結(jié)果，運用地理信息系統(tǒng)技術將生態(tài)功能重要性等級圖與生態(tài)敏感性等級圖進行疊加分析，按表4確定生態(tài)保護重要性綜合等級，將其中綜合等級為Ⅳ的區(qū)域與識別的禁止開發(fā)區(qū)劃為生態(tài)紅線區(qū)，綜合等級為Ⅲ的區(qū)域作為一級管控區(qū)，綜合等級為Ⅱ的區(qū)域作為二級管控區(qū)，綜合等級為Ⅰ的區(qū)域作為三級管控區(qū)。

表4 生態(tài)保護重要性綜合等級分級標準表Table 4 Classification standard of comprehensive level on ecological protection importance

3 結(jié)果分析

最終劃定的生態(tài)紅線由生態(tài)保護重要性綜合等級為Ⅳ的區(qū)域與禁止開發(fā)區(qū)組成，其中禁止開發(fā)區(qū)域面積為376.66 km2，約占煙臺市總面積的2.74%，包括昆崳山各級保護區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園與水源保護地的核心地帶（圖2）。

3.1 生態(tài)功能重要性紅線

生態(tài)功能重要性單項評價與綜合結(jié)果等級及面積如表5所示，最終劃定的生態(tài)功能重要性紅線區(qū)域面積為1 807.66 km2，約占煙臺市總面積的13.15%，主要分布在棲霞市及周邊山地，其次為牟平區(qū)與海陽市（圖3）。這些地區(qū)多為山地區(qū)域，地勢較高，人跡較少，且分布著雷山林場、牙山林場、福山區(qū)林場等多個林場，植被保存較好，物種豐富，具有很強的土壤保持與生物多樣性維護功能，其中水源涵養(yǎng)功能極重要區(qū)域主要分布在萊陽市與海陽市。該地區(qū)位于煙臺市南部，有著充沛的降水，且域內(nèi)分布著飲用水水源保護區(qū)，對全市的水源供給起著重要作用。土壤保持功能極重要區(qū)域主要分布在棲霞市，部分分布在牟平區(qū)與海陽市。這些地區(qū)多是海拔較高、坡度較陡的高山地帶，如棲霞市的牙山、崮山與牟平區(qū)的昆崳山等，這些地區(qū)建有多個林場，植物類型多樣，植被覆蓋度較高，土壤保持能力強。洪水調(diào)蓄功能極重要區(qū)域主要分布在招遠市、萊陽市與海陽市。煙臺市內(nèi)王屋、沐浴與門樓三大水庫與多個中小水庫、沼澤濕地在洪水調(diào)蓄方面都起著非常重要的作用，其中萊陽、招遠市水庫分布密度較大，因此具有較強的水庫調(diào)蓄功能。碳固定功能極重要區(qū)域主要分布在牟平區(qū)，其次為海陽市，招遠、棲霞零星分布。本研究的碳固定功能以碳儲量作為指標，它主要與植被類型和土壤類型有關，煙臺市內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)達，農(nóng)業(yè)植被分布廣泛，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，因為植物吸收的碳會以二氧化碳的形式重新排放到大氣中，不具備長期存儲碳的能力，牟平區(qū)自然植被較多，故碳固定功能顯著。生物多樣性功能極重要區(qū)域主要分布在中部的山地地帶與牟平區(qū)的昆崳山地帶。這些地區(qū)地勢較高，人為活動較少，植被類型保存較好，生態(tài)系統(tǒng)較為完整，有利于維護生物多樣性。

圖2 禁止開發(fā)區(qū)示意圖Figure 2 Distribution of prohibitive development area

圖3 生態(tài)功能重要性評價示意圖Figure 3 Assessment of ecological function significance

表5 生態(tài)功能重要性評價結(jié)果Table 5 Assessment of ecological function significance

3.2 生態(tài)敏感性紅線

各生態(tài)敏感性單項評價與綜合結(jié)果等級及面積如表6所示，最終劃定的生態(tài)敏感性紅線區(qū)域面積為1 455.71 km2，約占煙臺市總面積的11.59%，主要分布在萊陽市、招遠市與海陽市及萊州灣與丁字灣等海岸線地帶（圖4）。這些地區(qū)被覆蓋低且臨近海域，受到強降水與強風速兩大氣候因素影響，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，對人類活動的影響極為敏感，容易出現(xiàn)土地沙化與水土流失等各種生態(tài)問題。其中水土流失極敏感區(qū)域主要分布在萊陽市、海陽市與招遠市。招遠市地勢起伏明顯，植被覆蓋較低，且土壤抗侵蝕性極差，因此容易發(fā)生水土流失。萊陽市與海陽市雖然地勢較緩，但植被覆蓋度較低，加上南部沿海降雨更為充沛，降雨侵蝕力強，因此也更容易發(fā)生水土流失。土地沙化極敏感區(qū)域主要分布在萊陽市、招遠市以及蓬萊、龍口、海陽等市的沿海區(qū)域。土地沙化主要與土壤質(zhì)地、風沙天數(shù)和植被有關，煙臺作為一個沿海城市，冬春兩季風速較大，近海區(qū)域更容易發(fā)生土地沙化，其中招遠市與萊陽市因為土壤質(zhì)地的原因分布范圍更為廣泛。

3.3 生態(tài)紅線

生態(tài)紅線區(qū)域面積為3 432.49 km2，約占煙臺市總面積的24.97%，具體分布如圖5（比例尺為1∶800萬）。煙臺市生態(tài)紅線區(qū)域主要分布在高地勢區(qū)，其中以棲霞市牙山、蓬萊艾山、招遠和龍口市交界的山脈為主，其次為牟平區(qū)的昆崳山、萊州的云峰山與海陽的招虎山。其他區(qū)域如萊陽市因植被覆蓋度較低且土壤質(zhì)地敏感紅線分布范圍廣泛且零散，而萊州灣與丁字灣因海岸線侵蝕影響造成沿海地區(qū)大面積區(qū)域被劃入紅線，禁止開發(fā)。這些地區(qū)包括了國家級、省級、市級的保護區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園以及市內(nèi)生態(tài)功能極重要、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)域，有著豐富的生物資源，對于維護煙臺市的生態(tài)安全、保障煙臺市的持續(xù)發(fā)展有著至關重要的作用，需進行強制性保護，禁止開發(fā)建設活動。一級管控區(qū)面積為2 574.71 km2，約占煙臺市總面積的18.73%，主要分布在海陽市與牟平區(qū)，分布較為零散。這部分區(qū)域雖沒有紅線區(qū)域關鍵，但在生態(tài)環(huán)境保護中同樣發(fā)揮著重要的作用，可進行適度開發(fā)，嚴格控制開發(fā)規(guī)模和功能；二級管控區(qū)面積為2 459.24 km2，約占煙臺市總面積的17.89%，適宜進行適度規(guī)模的開發(fā)建設活動，但仍需根據(jù)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量狀況確定合理的發(fā)展方向和管制規(guī)則；三級管控區(qū)面積為5 349.75 km2，約占煙臺市總面積的38.91%，生態(tài)環(huán)境功能較弱，生態(tài)系統(tǒng)相對不敏感，可進行開發(fā)建設活動，但不能過度開發(fā)。

表6 生態(tài)敏感性評價結(jié)果Table 6 Assessment of ecological sensitivity

圖4 生態(tài)敏感性評價示意圖Figure 4 Assessment of ecological sensitivity

圖5 煙臺市生態(tài)紅線分布示意圖Figure 5 Ecological functional red line in Yantai

4 結(jié)論與討論

本研究以煙臺市為例，針對其位于沿海低山丘陵區(qū)的特點，基本采用定量分析方法從生態(tài)功能重要性與生態(tài)系統(tǒng)敏感性2個方面進行綜合評價進而劃定生態(tài)紅線，探索了市級尺度生態(tài)紅線劃定的技術方法，為市級空間規(guī)劃提供參考。煙臺市生態(tài)紅線主要分布在中部山地區(qū)域、南部地區(qū)與沿海地帶。中部山地區(qū)域植被豐富，具有極強的生態(tài)功能，南部地區(qū)植被覆蓋低且臨近丁字灣，氣候因素影響劇烈，生態(tài)系統(tǒng)易遭破壞，此外包括國家規(guī)定的保護區(qū)等。這些地區(qū)都是維護煙臺市生態(tài)安全的關鍵，應受到嚴格保護。研究對其他地區(qū)的生態(tài)保護重要性等級也進行了劃分，可為日后政府制定政策提供參考。

在劃定過程中部分生態(tài)功能評價受到了數(shù)據(jù)不足的局限，且在進行綜合評價時對各功能間的相互關系的研究還不夠深入，生態(tài)紅線的劃定方法仍需進一步改善。此外，劃定生態(tài)紅線不可避免地與基本農(nóng)田紅線、城市擴展邊界發(fā)生沖突。本研究僅從生態(tài)保護角度出發(fā)，對于沖突的協(xié)調(diào)優(yōu)化還未討論，這將是日后研究的重點。

生態(tài)紅線劃定是一項涉及多學科的綜合性工作，既需要生態(tài)學、規(guī)劃學的理論基礎，又需要遙感、地理信息系統(tǒng)等技術支撐。在基于生態(tài)保護重要性評價進行生態(tài)紅線劃定時，不同尺度、不同地區(qū)的指標體系和劃定方法上都存在差異，對于不同地區(qū)如何根據(jù)其實際情況選取合適的功能類型與評價方法和指標將成為生態(tài)紅線劃定領域的研究方向。

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