熊善高,秦昌波,于 雷,路 路,關(guān) 楊,萬 軍,李 新

環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院, 北京 100012

改革開放以來,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)生產(chǎn)、生活空間需求的不斷增長,城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間和生態(tài)空間的矛盾進(jìn)一步加劇,導(dǎo)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(chǎn)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?！盵3]。黨的十九大報(bào)告指出,“必須堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針,形成節(jié)約自然和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式”,這標(biāo)志著生態(tài)空間管制已成為我國國土空間管制的重要內(nèi)容和構(gòu)建空間治理體系的重要組成部分。合理劃定生態(tài)空間,對(duì)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(jìn)人與自然和諧發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義[4- 6]。

一般認(rèn)為,生態(tài)空間是指具有重要生態(tài)功能、以提供生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)服務(wù)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(shí)施,關(guān)于生態(tài)空間的學(xué)術(shù)問題已逐漸成為研究的重點(diǎn),其研究內(nèi)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(nèi)容[13- 15]。由于目前學(xué)術(shù)界對(duì)生態(tài)空間的理解和認(rèn)知還存在差異,其劃定的技術(shù)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(guān)研究報(bào)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(hù)與管理需要解決的主要問題之一。

生態(tài)空間作為一種為人類生存和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展持續(xù)提供生態(tài)服務(wù)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(nèi)生態(tài)空間劃定方法,可為保護(hù)國土空間生態(tài)安全提供決策依據(jù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)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(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能維系與支持著地球生命系統(tǒng)和環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡,為人類生存和社會(huì)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(duì)自然環(huán)境變化和人類活動(dòng)干擾的反應(yīng)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(wù)功能和生態(tài)敏感性的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和決策管理,能夠協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)與土地利用間的沖突,利于恢復(fù)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(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能度量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與人類福祉的關(guān)系、多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能保護(hù)規(guī)劃和基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究等方面[21-25]。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的研究主要集中在敏感機(jī)制的分析和特定生態(tài)過程的敏感性評(píng)價(jià)[20]。怎樣將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)敏感性研究應(yīng)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(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),包括空間規(guī)劃、三生空間劃定、生態(tài)安全保障技術(shù)研究、自然資源資產(chǎn)政策研究等內(nèi)容[26-28]。

基于此,本文針對(duì)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(wù)功能和生態(tài)敏感性技術(shù)評(píng)價(jià)方法為手段,以廣西壯族自治區(qū)南寧市為研究對(duì)象,開展基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)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(shù)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?yàn)榈蜕角鹆戥h(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(fēng)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(duì)濕度為79%,境內(nèi)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(chǎn)總值約為3703.39億元。區(qū)域內(nèi)上林縣、馬山縣為國家重點(diǎn)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)。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Location of the study area

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(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)為2000—2014年的MOD17A3NPP產(chǎn)品,空間分辨率為0.0083℃,該產(chǎn)品由美國蒙大拿大數(shù)字地球動(dòng)態(tài)模擬研究發(fā)布(http://www.ntsg.umt.edu/project/mod17),通過ArcGIS 10.1軟件進(jìn)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(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)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(shí)間為1984—2014年,通過ArcGIS 10.1軟件進(jìn)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(tái)(www.dsac.cn),時(shí)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(tái)(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(diào)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(jìn)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(shí)別區(qū)域主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性特征,針對(duì)主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)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(xué)評(píng)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(gè)等級(jí)。將生態(tài)敏感性劃分為一般敏感、敏感和極敏感3個(gè)等級(jí)。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(nèi)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(nèi),利用ArcGIS軟件,經(jīng)過相交疊加分析,提取生態(tài)用地范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)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。

圖2 生態(tài)空間劃定技術(shù)路線圖Fig.2 The technical route to locate the boundary of the ecological space

2.3 評(píng)價(jià)方法

2.3.1 評(píng)價(jià)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(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃(2013—2030年)》、《南寧市生態(tài)功能區(qū)劃》,得出研究區(qū)主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護(hù),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(hù)紅線劃定指南》[29]中推薦的方法,結(jié)合南寧市生態(tài)環(huán)境實(shí)際情況,水源涵養(yǎng)功能重要性評(píng)估采用水量平衡方程模型評(píng)估法,水土保持功能重要性評(píng)估采用修正通用的水土流失方程模型評(píng)估法,生物多樣性維護(hù)功能采用凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)定量指標(biāo)評(píng)估法。水土流失敏感性評(píng)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(biāo)構(gòu)成的評(píng)估模型。石漠化評(píng)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(biāo)構(gòu)成的評(píng)估模型(表1和圖3)。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)方法

圖3 參數(shù)空間分布圖Fig.3 Spatial distributions of indexes

2.3.2 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)分級(jí)和生態(tài)敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》[29]中分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)分級(jí)

通過模型計(jì)算,得到不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值柵格圖。在ArcGIS中,運(yùn)用柵格計(jì)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(wù)功能值柵格圖。導(dǎo)出柵格數(shù)據(jù)屬性表,屬性表記錄了每一個(gè)柵格像元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值,將服務(wù)功能值按從高到低的順序排列,計(jì)算累加服務(wù)功能值。將累加服務(wù)功能值占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總值比例的50%與80%所對(duì)應(yīng)的柵格值,作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估分級(jí)的分界點(diǎn),利用ArcGIS軟件的重分類工具,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性分為3級(jí),即極重要、重要和一般重要(表2)。

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估分級(jí)

(2)生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)分級(jí)

利用ArcGIS的重分類模塊,將生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估結(jié)果分為3級(jí),即一般敏感、敏感和極敏感,具體分級(jí)賦值及標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估分級(jí)

2.3.3 綜合評(píng)價(jià)

(1)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)

根據(jù)前節(jié)對(duì)水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護(hù)功能進(jìn)行的評(píng)價(jià)分級(jí),采用析取運(yùn)算進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)[30],計(jì)算公式為：

ESI=Max{ESIw,ESIs,ESIb}

式中,ESI代表生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果,ESIw代表水源涵養(yǎng)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果,ESIs代表水土保持功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果,ESIb代表生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果。

(2)生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評(píng)價(jià)

根據(jù)前節(jié)對(duì)水土流失、石漠化的評(píng)價(jià)分級(jí),采用析取運(yùn)算進(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評(píng)價(jià),計(jì)算公式為：

ES=Max{ESs,ESr}

式中,ES代表生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果,ESs代表水土流失敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果,ESr代表石漠化評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)

(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(jié)構(gòu)與水相互作用,對(duì)降水進(jìn)行截留、蓄積,并通過蒸散發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)水流、水循環(huán)的調(diào)控。因此,本文重點(diǎn)針對(duì)研究區(qū)內(nèi)森林、灌叢、草地、濕地生態(tài)系統(tǒng),評(píng)價(jià)水源涵養(yǎng)能力。結(jié)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(píng)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(píng)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?yàn)閰^(qū)域內(nèi)降雨量相對(duì)較高,植被覆蓋度較高,蒸散發(fā)能力相對(duì)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(píng)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(jié)構(gòu)與過程作用來減少由于水蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的功能。結(jié)果表明(圖5),研究區(qū)內(nèi)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。

圖4 水源涵養(yǎng)功能評(píng)估結(jié)果圖Fig.4 Result of water conservation evaluation function

圖5 水土保持功能評(píng)估結(jié)果圖Fig.5 Result of soil and water conservation function

(3)生物多樣性維護(hù)功能重要性

生物多樣性維護(hù)功能是生態(tài)系統(tǒng)在維持基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)多樣性發(fā)揮的作用。結(jié)果表明(圖6),研究區(qū)域生物多樣性維護(hù)功能重要性類型以一般重要為主,面積約為10991.23 km2,約占研究區(qū)總面積的49.73%,主要分布在研究區(qū)中西部的西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣、江南區(qū)等。極重要區(qū)域和重要區(qū)域面積大小基本相當(dāng),分別為5569.65 km2和5540.92 km2,占研究區(qū)面積的25.2%和25.07%。極重要區(qū)域和重要區(qū)域主要分布在研究區(qū)北部的馬山縣、東南部的橫縣等地區(qū)。該區(qū)域生物多樣性維護(hù)功能相對(duì)較高,涵蓋了大明山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、上林龍山自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)、三十六弄-隴均自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)、九龍瀑布群國家森林公園。

(4)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能綜合性評(píng)價(jià)

研究表明(表4),研究區(qū)內(nèi)主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為生物多樣性維護(hù)功能和水土保持功能,二者極重要區(qū)和重要區(qū)分別占研究區(qū)國土面積的50.27%和34.5%。其次為水源涵養(yǎng)功能。將水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能、生物多樣性維護(hù)功能進(jìn)行空間疊加綜合評(píng)價(jià)(圖7),發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性類型以一般重要為主,面積約為9353.98 km2,約占研究區(qū)總面積的42.32%,主要分布在研究區(qū)的中西部地區(qū),區(qū)域內(nèi)地勢(shì)較為平緩,是研究區(qū)內(nèi)人類開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的主要分布區(qū)域。重要區(qū)域面積約為6471.57 km2,約占研究區(qū)總面積的29.28%,主要分布在研究區(qū)東部地區(qū),該地區(qū)的橫縣、賓陽等是未來人口開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的重點(diǎn)區(qū)域。極重要區(qū)域面積約為6276.25 km2,約占研究區(qū)總面積的28.40%,主要分布在研究區(qū)的北部和東部地區(qū),該區(qū)域內(nèi)海拔較高,山地眾多,林、灌、草植被生態(tài)系統(tǒng)較為豐富,對(duì)維護(hù)桂西南石山區(qū)、右江流域以及左江流域的生態(tài)安全都具有重要作用,同時(shí)也是桂西南巖溶地區(qū)重要物種貯存庫。

圖6 生物多樣性維護(hù)功能評(píng)估結(jié)果圖Fig.6 Result of biodiversity maintenance function

圖7 生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)圖 Fig.7 Evaluation of the importance of comprehensive ecosystem service

服務(wù)功能Ecosystem services重要性分級(jí)Importance level面積/km2Area占總面積百分比/%Percentage of total area累積百分比/%Cumulative percentage水源涵養(yǎng)極重要662.295.905.90Water conservation重要559.114.9810.88一般重要10005.6089.12100水土保持極重要3223.1714.5814.58Soil and water conservation重要4399.7819.9234.50一般重要14478.8565.50100生物多樣性維護(hù)極重要5569.6525.2025.20Biodiversity maintenance重要5540.9225.0750.27一般重要10991.2349.73100綜合服務(wù)功能極重要6276.2528.4028.40Comprehensive services重要6471.5729.2857.68一般重要9353.9842.32100

3.2 生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)

(1)水土流失敏感性評(píng)價(jià)

結(jié)果表明(圖8),研究區(qū)水土流失敏感性類型主要以敏感類型為主,面積約為19065.01 km2,約占研究區(qū)總面積的86.26%,主要分布在馬山縣、上林縣、賓陽縣、興寧區(qū)、隆安縣、青秀區(qū)等區(qū)域,主要為坡耕地相對(duì)集中和崩崗相對(duì)密集區(qū)域。其次以一般敏感為主,面積約為3005.8 km2,約占研究區(qū)總面積的13.6%,主要分布在武鳴區(qū)、西鄉(xiāng)塘區(qū)、橫縣、江南區(qū)、邕寧區(qū)、良慶區(qū)等。水土流失極敏感區(qū)域面積較少,總面積約為30.9 km2,約占研究區(qū)總面積的0.14%,主要以零星點(diǎn)狀的形式分布在馬山縣、上林縣、賓陽縣等地區(qū)。

(2)石漠化敏感性評(píng)價(jià)

南寧屬于滇桂黔石漠化區(qū),特別是馬山縣、上林縣、隆安縣為巖溶峰叢山地,土地石漠化較為明顯。研究結(jié)果表明(圖9),研究區(qū)石漠化敏感性類型主要以石漠化一般敏感為主,面積約為14363.96 km2,占研究區(qū)面積的64.99%,主要分布在研究區(qū)內(nèi)的馬山縣、上林縣、隆安縣、大明山區(qū)域。其次是敏感區(qū)域,面積約為7689.22 km2,占研究區(qū)面積的34.79%,主要分布在南部地區(qū)的良慶區(qū)、邕寧區(qū)、江南區(qū)、橫縣等。極敏感區(qū)域較少,約為48.62 km2,約占研究區(qū)面積的0.22%,以零星的形式分布在研究區(qū)北部的馬山縣、上林縣、隆安縣等地區(qū)。

圖8 水土流失敏感性評(píng)價(jià)圖Fig.8 Result of soil and water loss

圖9 石漠化敏感性評(píng)價(jià)圖Fig.9 Result of stony desertification

圖10 生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評(píng)價(jià)圖Fig.10 Evaluation of comprehensive ecological sensitivity

(3)生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評(píng)價(jià)

研究表明(表5),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。將水土流失和石漠化空間分布進(jìn)行疊加綜合評(píng)價(jià)(圖10),結(jié)果表明研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境綜合敏感類型以敏感為主,面積約為18884.46 km2,約占總面積的85.44%,主要分布在馬山縣、上林縣、賓陽縣、興寧區(qū)、隆安縣、青秀區(qū)等區(qū)域。其次為一般敏感區(qū),面積約為3150.89 km2,約占總面積的14.26%,主要分布在武鳴區(qū)、西鄉(xiāng)塘區(qū)、橫縣、邕寧區(qū)。極敏感區(qū)域較少,面積約為66.45 km2,約占總面積的0.30%,主要分布在馬山縣、上林縣、隆安縣等巖溶山地區(qū)域,其空間分布較為破碎。

3.3 生態(tài)空間劃定

表5 生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

圖11 研究區(qū)生態(tài)用地、綜合服務(wù)功能、綜合敏感性疊加圖 Fig.11 Result of ecological land, comprehensive service function, comprehensive sensitivity

圖12 生態(tài)空間分布結(jié)果圖Fig.12 Result of ecological space

利用ArcGIS 10.1軟件將研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評(píng)估數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為shape格式數(shù)據(jù),對(duì)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能極重要區(qū)和重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境綜合極敏感區(qū)和敏感區(qū)進(jìn)行空間疊加分析,按照生態(tài)系統(tǒng)完整性和連續(xù)性保護(hù)的原則,刪除評(píng)估時(shí)產(chǎn)生的破碎及細(xì)小斑塊(以1 km2為細(xì)小斑塊閾值)[31],消除細(xì)小斑塊的影響。在此基礎(chǔ)上,與從土地利用數(shù)據(jù)中提取的生態(tài)用地進(jìn)行相交分析(圖11),得出在生態(tài)用地空間范圍內(nèi)具有生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能(極重要和重要)和生態(tài)綜合敏感性(極敏感和敏感)的區(qū)域。然后,與高精度遙感影像、土地規(guī)劃等資料進(jìn)行校核,按照保護(hù)需要和開發(fā)利用現(xiàn)狀,依據(jù)地形地貌或生態(tài)系統(tǒng)完整性確定的自然邊界,通過邊界處理劃定生態(tài)空間范圍[31](圖12和表6)。結(jié)果表明,研究區(qū)生態(tài)空間總面積約9325.27 km2,占研究區(qū)總面積的42.19%,主要分布在馬山縣、上林縣、隆安縣、武鳴區(qū)、賓陽縣、興寧區(qū)、橫縣等區(qū)域。生態(tài)空間范圍內(nèi)土地利用類型以林地為主,面積約為7800.60 km2,約占生態(tài)空間面積的83.65%,其次為其他土地和濕地。分析發(fā)現(xiàn),劃定的生態(tài)空間范圍占研究區(qū)內(nèi)生態(tài)用地面積的76.59%,其中林地占研究區(qū)生態(tài)用地內(nèi)林地總面積的80.19%,草地占研究區(qū)生態(tài)用地內(nèi)草地總面積的41.11%,濕地占生態(tài)用地內(nèi)濕地總面積的53.69%。表明劃定的生態(tài)空間范圍涵蓋了絕大部分生態(tài)用地,其面積規(guī)模能夠發(fā)揮一定的生態(tài)效益,支撐和維護(hù)研究區(qū)內(nèi)生態(tài)安全。

4 結(jié)論與討論

生態(tài)空間是重構(gòu)我國空間規(guī)劃秩序,提高城市空間治理水平的重要組成部分[32]。其邊界劃定內(nèi)容既屬于學(xué)術(shù)研究問題,也是協(xié)調(diào)保護(hù)和發(fā)展的重要社會(huì)實(shí)踐問題。在目前國內(nèi)對(duì)生態(tài)空間劃定技術(shù)方法還不夠完善和存在爭議的情況下,本文從保障區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康的角度出發(fā),基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性,探索和實(shí)踐了生態(tài)空間的劃定方法,有利于實(shí)現(xiàn)土地利用和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)之間的協(xié)調(diào)。其研究可為促進(jìn)和完善生態(tài)空間劃定提供方法借鑒。

表6 生態(tài)空間土地利用類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果

研究結(jié)論表明：(1)研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主導(dǎo)功能為生物多樣性維護(hù)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(wù)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)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(nèi)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。

目前,生態(tài)空間的界定主要基于生態(tài)用地論和生態(tài)功能論2種視角[18]。生態(tài)用地論強(qiáng)調(diào)生態(tài)空間是所有綠色植被覆蓋或者水體占有的土地類型,包括林地、草地、濕地、未利用土地等[33]。生態(tài)功能論強(qiáng)調(diào)生態(tài)空間是指具有自然屬性、以發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為主的國土空間,包括森林、草原、濕地、河流等[34]。本研究借鑒以上概念,認(rèn)為生態(tài)空間應(yīng)是在生態(tài)用地范圍內(nèi)能夠發(fā)揮重要和極重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能或者生態(tài)環(huán)境敏感和極敏感的區(qū)域組成的國土空間,所以認(rèn)為生態(tài)空間的范圍應(yīng)小于生態(tài)用地的范圍。如城市建成區(qū)內(nèi)小型綠地屬于生態(tài)用地,但是可能就不屬于生態(tài)空間。因此本文對(duì)生態(tài)空間的理解,并基于此開展的劃定方法研究在一定程度上豐富了生態(tài)空間的內(nèi)涵。另外,生態(tài)空間包括了“地域空間”的含義,不同的空間尺度下,劃定識(shí)別的結(jié)果會(huì)有較大差異。在流域、區(qū)域等大尺度下,生態(tài)空間一般為具備相對(duì)完整的生態(tài)系統(tǒng)或具有均質(zhì)性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能或生態(tài)環(huán)境敏感特征的區(qū)域。在城市、區(qū)縣等中小尺度上,特別是在地形地貌多樣復(fù)雜的山區(qū)或者水陸、海陸地帶,生態(tài)空間往往與城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間錯(cuò)落交織,辨識(shí)度較低。所以,更為科學(xué)合理、符合實(shí)際的生態(tài)空間劃分研究還有待深入[16]。

本文研究采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)大部分由遙感影像解譯或者經(jīng)過數(shù)據(jù)加工得到,數(shù)據(jù)處理存在的誤差必然會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)敏感性識(shí)別中涉及多種自然要素?cái)?shù)據(jù),數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)參考了《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》[29]中相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和分級(jí)要求,這些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)可能更適宜于區(qū)域、流域、省域等大尺度區(qū)域,而針對(duì)中小尺度,數(shù)據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)空間精度要求可能不太適宜,在一定程度上影響了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。特別是水土流失和石漠化敏感性評(píng)價(jià)中土壤質(zhì)地類型數(shù)據(jù)和碳酸鹽分布數(shù)據(jù)是根據(jù)全國1∶100萬土壤類型數(shù)據(jù)加工而成,數(shù)據(jù)精度較粗,導(dǎo)致水土流失和石漠化敏感性評(píng)估結(jié)果可能不夠準(zhǔn)確。因此,豐富數(shù)據(jù)來源,提供數(shù)據(jù)精度,進(jìn)一步辨識(shí)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性機(jī)制和能力還有待深入探討。

城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間、生態(tài)空間共同構(gòu)成了國土開發(fā)格局的空間體系?！妒〖?jí)空間規(guī)劃試點(diǎn)方案》提出了要求“劃定城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)空間,建立健全統(tǒng)一銜接的空間規(guī)劃體系,合理整合協(xié)調(diào)各部門空間管控手段,繪制形成空間規(guī)劃底圖,形成協(xié)調(diào)一致的空間管控分區(qū)”[35]。因此,生態(tài)空間的劃定在一定程度應(yīng)與城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間劃定同步開展,并在劃定過程中不斷銜接和協(xié)調(diào),而不是其中某一個(gè)空間單獨(dú)孤零的劃定。因此,深入探究生態(tài)空間劃定技術(shù)方法,仍需要與城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間統(tǒng)籌結(jié)合,開展系統(tǒng)的綜合研究。