張一龍　張久東　向欣雨

摘要：為了保護和改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提出基于生態(tài)敏感性的國土空間生態(tài)修復(fù)策略。采集研究區(qū)域國土空間數(shù)據(jù)，將坡度、濕地、林地等生態(tài)因子擬作生態(tài)敏感性評估指標(biāo)，通過生態(tài)源地、生態(tài)系統(tǒng)水平、景觀阻力面、生態(tài)廊道推算生態(tài)敏感性分布格局。構(gòu)建生態(tài)因子矢量圖與屬性表，采用加權(quán)求和法和空間疊加分析模型明確研究區(qū)域生態(tài)敏感性。測試結(jié)果表明，研究區(qū)域西南方向國土空間生態(tài)敏感度偏高，環(huán)境破壞較為嚴(yán)重，由此提出加生態(tài)修復(fù)策略，完善生態(tài)修復(fù)和環(huán)境污染治理，實現(xiàn)城市發(fā)展與自然生態(tài)之間的平衡。

關(guān)鍵詞：生態(tài)敏感性；國土空間；生態(tài)修復(fù)；生態(tài)廊道；空間分布

中圖分類號：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

隨著人類活動的不斷增加，環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題日益嚴(yán)重，影響國土空間生態(tài)修復(fù)。為了保護和改善環(huán)境，國土空間生態(tài)修復(fù)策略逐漸成為環(huán)境保護核心。生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對人類活動和環(huán)境變化的反應(yīng)和適應(yīng)能力。高生態(tài)敏感性的區(qū)域容易受到環(huán)境污染和生態(tài)破壞的影響，因此需要特別關(guān)注和保護。在環(huán)境污染方面，工業(yè)廢水、廢氣排放、固體廢棄物等污染物的排放和擴散對生態(tài)系統(tǒng)造成了極大的危害。因此，為了保護和改善環(huán)境，需要采取有效的措施來減少環(huán)境污染，并對已經(jīng)受到污染的地區(qū)進行治理和修復(fù)?，F(xiàn)階段，部分學(xué)者對土壤污染、河流湖泊污染、景觀水體修復(fù)等進行研究，但由于各地域差異較大，無法形成可行性強的生態(tài)修復(fù)分析流程和方案?；诖?，從生態(tài)敏感性視角出發(fā)，使用遙感衛(wèi)星采集待修復(fù)區(qū)域數(shù)據(jù)，將坡度、濕地、林地等指標(biāo)擬作生態(tài)因子，使用生態(tài)源地、景觀阻力面等元素明確區(qū)域生態(tài)安全情況，累積計算各敏感性因子綜合分?jǐn)?shù)，完成國土空間生態(tài)評估。根據(jù)實際情況提出控制污染源、保護與培植森林生態(tài)系統(tǒng)、綜合治理土地、修復(fù)城市水土工作等治理修復(fù)舉措，以期為城市生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和生態(tài)安全格局劃分提供參考借鑒。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)采集

為表明生態(tài)敏感性下國土空間生態(tài)修復(fù)策略的可靠性，以典型旅游城市S市為例進行探討分析。該市面積約為4 694.9平方公里，境內(nèi)分布大量自然保護區(qū)和不同規(guī)模的濕地。該市是生態(tài)環(huán)境重點修復(fù)區(qū)域，近年來，該地區(qū)氣候逐步變成暖旱化，水資源下降，且因人為因素破壞了植被系統(tǒng)，植被覆蓋率逐年減少，國土空間分布較為復(fù)雜。區(qū)域數(shù)據(jù)包含2022年7月的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，空間分辨率為40 m×40 m;2023年3月的植被指數(shù)數(shù)據(jù)，空間分辨率是200 m×200 m，以上信息均取白地理空間數(shù)據(jù)云。計算中采用的空間數(shù)據(jù)均通過GIS軟件重采樣至15 m×15 m的柵格，空間地理匹配的均方根誤差在0.4個像元之內(nèi)。

2 生態(tài)敏感性評估

為展現(xiàn)研究區(qū)域生態(tài)敏感性特征，以創(chuàng)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)為前提，挑選林地、道路交通等因子作為生態(tài)敏感性評估指標(biāo)，利用不同生態(tài)因子評估結(jié)果全方位體現(xiàn)S市國土空間生態(tài)敏感性強弱。評估指標(biāo)見表1。

生態(tài)源地由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)核心度較高且環(huán)境質(zhì)量較為敏感的生態(tài)源區(qū)域構(gòu)成，是劃分生態(tài)安全的基礎(chǔ)。生態(tài)源地最少符合三個條件：高生態(tài)敏感度、處于核心生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)鏈及景觀連通性。融合S市真實地物數(shù)據(jù)，對植被、農(nóng)田等敏感因子依照“取大”準(zhǔn)則實施鑲嵌，將結(jié)果和建筑用地因子進行疊加，組成生態(tài)敏感性全局分布格局：

其中，Ai為生態(tài)敏感性全局評估分?jǐn)?shù)；Bi為第i個因子生態(tài)敏感性指數(shù)；Di為第i個因子影響權(quán)重。

將水源涵養(yǎng)重要性、水土保持能力、生物多樣化水平擬作生態(tài)系統(tǒng)水平計算指標(biāo)，將三個指標(biāo)評估圖像柵格最大像元轉(zhuǎn)移到新柵格中，保存重疊部分最大值。生態(tài)系統(tǒng)水平計算公式為式（2）：

其中，Cw，i為水源涵養(yǎng)重要性數(shù)值；CS，i為水土保持能力數(shù)值；CF，i為生物多樣化水平。

使用整體連通性指數(shù)bHC定義國土空間分布連通性，呈現(xiàn)不同生態(tài)環(huán)境對景觀聯(lián)通性的重要度。在Conefor軟件中引入相對距離臨界值評估整體連通性，運算解析式為式（3）：

其中，bHC為景觀整體連通度指數(shù)；Ge為景觀面積總和；Gi、Gj均為生態(tài)環(huán)境區(qū)域面積；Hij為兩個區(qū)域面積最小路徑下的連接總量。

景觀阻力面可全方面展現(xiàn)區(qū)域內(nèi)物質(zhì)與能量的流動狀況，通過生態(tài)源地向外擴散遭遇的阻力形成，包括植被覆蓋率、植被類別、人為干擾強度三個阻力因子。使用最小累計阻力模型計算景觀阻力面：

其中，Imc為生態(tài)源最小累積阻力；Kij為生物從源地柵格穿越至景觀基面的空間距離；Ip為阻力指數(shù)。

生態(tài)廊道是生態(tài)修復(fù)中完善連通性的核心指標(biāo)，使用重力模型計算生態(tài)環(huán)境區(qū)域之間的相互作用，消除相同生態(tài)環(huán)境特征形成的多域廊道：

其中，Jwv為兩個國土空間分布區(qū)域之間的相互作用力；Ow、Ov分別為生態(tài)環(huán)境區(qū)域權(quán)重；Mwv為潛在廊道阻力標(biāo)準(zhǔn)值；In為國土空間面積和阻力的正相關(guān)函數(shù)；Pw、Pv分別為生態(tài)環(huán)境區(qū)域自身阻力；Rw、Rv分別為待檢測生態(tài)區(qū)域面積；Nwv為潛在廊道累計阻力；Nmax為全部潛在廊道累計最高阻力。

利用層次分析法組建指標(biāo)評估矩陣，推算生態(tài)因子權(quán)重：

其中，CI為一致性指標(biāo)；λmax為最大特征根；q為矩陣階數(shù)。

創(chuàng)建生態(tài)因子矢量圖與屬性表，運用加權(quán)求和法與空間疊加分析模型，實現(xiàn)國土空間生態(tài)敏感性評估：

其中，f為評估單元號；z為評估因子編碼；t為評估因子總和；Uf為第f個評估單元的綜合值；Tz為第z個評估因子的權(quán)重；Lf（z）為第z個評估因子的敏感性評價結(jié)果。

3 研究區(qū)域國土空間生態(tài)敏感性分析

3.1 單因子生態(tài)敏感性

S市單因子評估結(jié)果見表2。

由表2可知，在自然因素評估過程中，坡度因素的生態(tài)敏感區(qū)域主要集中在西北與東南方向，此類區(qū)域是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)；濕地主要分布于中部地帶，生態(tài)敏感性較低；半自然因素評估中，面積較大的林地組成了高敏感地帶，是國土空間生態(tài)系統(tǒng)的核心主體；耕地面積較大，主要為低敏感地帶；人工因素評估中，公路交通呈線性生態(tài)敏感空間，北方為超高敏感性區(qū)域，西南方向為高敏感性區(qū)域，這是因為該市的主要考法用地集中于北方與西南方向，污染情況與其他地區(qū)相比較為嚴(yán)重；建筑用地在西北的用地較多，且都是非敏感區(qū)域。

3.2 全局生態(tài)敏感性

S市國土空間全局生態(tài)敏感性評估結(jié)果見表3。

如表3所示，超高敏感地區(qū)面積共約為525. 83平方千米，多數(shù)位于濕地、森林保護區(qū)與林地，占S市總面積的11.2％；高敏感地區(qū)面積共約為1 572. 79平方千米，占總面積的33. 5%，主要包含低矮山峰；中敏感地區(qū)占全域面積的33.9%，面積約為1 591. 57平方千米，多數(shù)分布于丘陵，坡度約為35°- 50°。低敏感地區(qū)占全域面積的19. 8％，面積約為929. 59平方千米，多數(shù)處于S市平原、丘陵區(qū)域，坡度約為0°- 25°，主要為耕地；非敏感地區(qū)占全域面積的1. 6%，面積約為75. 12平方千米，主要為城鄉(xiāng)建設(shè)用地。

4 國土空間生態(tài)修復(fù)策略

針對S市實際國土空間生態(tài)敏感性狀況，與環(huán)境污染治理結(jié)合，實現(xiàn)全面改善和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目標(biāo)。

第一，控制污染源是國土空間生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵措施之一。應(yīng)通過提高工業(yè)污染治理技術(shù)、加強污染源監(jiān)管、實施環(huán)境影響評價等手段，減少或消除污染物的排放。此外，合理規(guī)劃城市和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，避免過度開發(fā)自然資源，也是防止環(huán)境污染的重要手段。

第二，注重對森林生態(tài)系統(tǒng)的有效保護與重點培植。應(yīng)加大對森林資源調(diào)查與保護力度，利用多樹種混種原理構(gòu)建綠色化生態(tài)走廊，改進樹種結(jié)構(gòu)，提高林地整體種植治理。加大對破損山體的全局整治力度，通過國土綠化、森林生態(tài)屏障、采空塌陷區(qū)治理等一系列工程改進全市生態(tài)環(huán)境。同時，應(yīng)采取一系列措施減少森林和林地中環(huán)境污染的影響，例如限制使用化學(xué)肥料和農(nóng)藥，加強對污水處理的監(jiān)管和管理，減少廢氣排放等。

第三，以耕地為研究目標(biāo)，開展新一輪土地綜合治理。應(yīng)以建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田為重點，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)為目標(biāo)，提升土地節(jié)約利用與再利用水平。改善具備退化特征的耕地質(zhì)量，充分運用農(nóng)田道路修復(fù)當(dāng)?shù)厣锶郝?、野外生物棲息和繁殖的生態(tài)環(huán)境，建立耕地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，維持耕地生物多樣性。開展一批以生態(tài)自然為核心的全域土地綜合治理試點示范工程，落實新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)、農(nóng)田生態(tài)道路建設(shè)、農(nóng)田生態(tài)水渠建設(shè)等項目。此外，應(yīng)注重對農(nóng)田污染的防治，采取加強農(nóng)業(yè)面源污染治理、減少化肥和農(nóng)藥的使用量等措施。

第四，強化城市水土修復(fù)工作，優(yōu)化城市綠化水平。結(jié)合生態(tài)保護、氣候適應(yīng)性城市等生態(tài)學(xué)理念，提升城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施性能。增強城市應(yīng)對氣候變化的能力，優(yōu)化地表結(jié)構(gòu)，改變下墊面滲透率，實施城市綠色生態(tài)網(wǎng)工作。此外，還應(yīng)該通過綜合治理城市大氣、水和土壤污染，減少城市對環(huán)境影響，提高城市居民的生活質(zhì)量。

將上述生態(tài)修復(fù)策略應(yīng)用在實際中，在百分制評分前提下分析國土空間生態(tài)修復(fù)策略的有效性。60分為及格，得分越高修復(fù)效果越好，因建筑用地屬于非敏感，因此評分均為0。具體結(jié)果見表4。

由表4可知，該市生態(tài)因子敏感性評估分?jǐn)?shù)較低，超高敏感度、高敏感度、中敏感度、低敏感度的生態(tài)環(huán)境面積比例都有所降低，生態(tài)敏感性得到較大改善，進一步優(yōu)化了生存環(huán)境。同時，該市生態(tài)系統(tǒng)水平、生態(tài)源最小累積阻力、相互作用力、整體連通性指數(shù)均高于60分，成功解決了資源供給不均、生境破碎化等問題，生態(tài)修復(fù)效果滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語

在國土空間生態(tài)修復(fù)中，注重生態(tài)敏感性是至關(guān)重要的。通過制定針對不同生態(tài)敏感區(qū)域的修復(fù)策略，可以最大程度地保護生態(tài)環(huán)境，促進生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與穩(wěn)定。以S市為研究區(qū)域，在采集研究區(qū)域數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立生態(tài)敏感性評估指標(biāo)，通過運算判斷國土空間待修復(fù)地區(qū)生態(tài)敏感性，從污染源、森林生態(tài)、耕地、城市水土等角度提出生態(tài)修復(fù)方法。具體結(jié)論為，該市因城市發(fā)展需要，西南方向生態(tài)敏感度較高，丘陵、坡度等區(qū)域處于中敏感度區(qū)域，耕地為低敏感地區(qū)，公路交通呈線性生態(tài)敏感特征，建筑用地為非敏感地區(qū)，無需進行生態(tài)修復(fù)。以期通過研究完善生態(tài)系統(tǒng)整體性，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，進而推動國土空間生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。