北京市生態(tài)用地規(guī)劃與管理對策

歐陽志云, 李小馬, 徐衛(wèi)華, 李煜珊, 鄭 華, 王效科

中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085

北京市生態(tài)用地規(guī)劃與管理對策

歐陽志云*, 李小馬, 徐衛(wèi)華, 李煜珊, 鄭 華, 王效科

中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085

不合理土地開發(fā)加速了對自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾和侵占，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降，危機(jī)區(qū)域生態(tài)安全，開展生態(tài)用地規(guī)劃是構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)。合理規(guī)劃和管理不同土地利用類型的數(shù)量和空間分布對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前我國廣泛應(yīng)用的土地利用分類體系主要以土地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性為基礎(chǔ)，忽視其生態(tài)屬性，導(dǎo)致以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為主、保障生態(tài)安全的土地缺乏保護(hù)機(jī)制，具有重要生態(tài)功能的土地得不到有效保護(hù)。以北京市為例，建立了北京市生態(tài)用地分類與規(guī)劃的思路與程序，在明確北京市生態(tài)安全與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)系基礎(chǔ)上分析了北京市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性及其空間格局，并進(jìn)行了北京市生態(tài)用地規(guī)劃。研究規(guī)劃了保障北京市生態(tài)安全的7類生態(tài)用地：地表水涵養(yǎng)與保護(hù)用地、地下水保護(hù)用地、生物多樣性保護(hù)用地、水土保持用地、河流防護(hù)用地、公路防護(hù)用地和城市綠地，總面積5137.37km2，占北京市域面積的31.31%。最后從生態(tài)用地識別和劃分、將生態(tài)用地融入土地利用分類體系、生態(tài)用地管理措施和對策3個(gè)方面探討了生態(tài)用地規(guī)劃和管理的方法與措施。研究結(jié)果為北京市土地利用規(guī)劃和有效管理提供依據(jù)，也為其它地區(qū)的生態(tài)用地規(guī)劃提供參考。

生態(tài)用地; 生態(tài)安全格局; 土地利用分類; 土地利用規(guī)劃; 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

土地利用是指人類為獲取一定的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境或社會(huì)利益，對土地進(jìn)行保護(hù)、改造并憑借土地的某些屬性進(jìn)行生產(chǎn)性或非生產(chǎn)性活動(dòng)的方式、過程及結(jié)果[1]。土地利用分類是對復(fù)雜土地利用的歸納和綜合，也是土地利用規(guī)劃和有效管理的基礎(chǔ)。自1984年以來，為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和土地利用管理的要求，我國先后頒布實(shí)施了4個(gè)主要土地利用分類體系[2- 3]，大大促進(jìn)了我國土地資源的合理利用。然而，不合理的土地開發(fā)是目前生態(tài)環(huán)境問題形成與加劇的最重要的原因之一，如生物多樣性喪失、水土流失加劇、石漠化、水文調(diào)蓄能力下降、沙塵暴等生態(tài)環(huán)境問題加劇均與不合理的土地利用有關(guān)[4- 7]。由于目前實(shí)施的土地利用分類系統(tǒng)(土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 21010—2007))是基于土地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性進(jìn)行分類，如耕地是以生產(chǎn)糧食為目的用地類型，住宅用地是以為人們提供居住場所的用地類型等，尚缺乏從生態(tài)安全角度考慮的土地利用類型[2, 8]，從而難以從根本上預(yù)防土地不合理開發(fā)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能喪失，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問題的產(chǎn)生與加劇。為了保障生態(tài)安全，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，許多作者開展生態(tài)用地研究[2, 8- 11]，探討了生態(tài)用地的含義和劃分方法。

保育生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能既是土地利用目標(biāo)之一，又是維持區(qū)域生態(tài)平衡和實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的根本保障。無論是從土地利用分類體系的完整性和合理性，還是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，都有必要在土地利用分類體系中增加并重視以保障區(qū)域生態(tài)安全為目的的土地利用方式，即生態(tài)用地。開展生態(tài)用地規(guī)劃是構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)。許多研究者認(rèn)為生態(tài)用地應(yīng)是一類以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為主，對改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和保障區(qū)域生態(tài)安全具有重要作用的土地單元[2, 9, 12- 15]。結(jié)合具體的研究區(qū)域，大量學(xué)者探討了生態(tài)用地識別或確定方法，如，俞孔堅(jiān)等[14]運(yùn)用景觀安全格局理論，以北京市東三鄉(xiāng)為例分析了基于雨洪管理和生物保護(hù)需求的生態(tài)用地。謝花林和李秀彬[13]從水資源安全、生物多樣性保護(hù)、災(zāi)害規(guī)避與防護(hù)和自然游憩等4個(gè)方面構(gòu)建了生態(tài)用地重要性綜合指數(shù)和區(qū)域關(guān)鍵性生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)識別方法，并進(jìn)行了京津冀地區(qū)的實(shí)例研究。張林波等[16]研究了深圳市最小生態(tài)用地空間分析模型，并模擬了不同生態(tài)用地面積情景下深圳生態(tài)用地空間格局。

目前生態(tài)用地分類研究理論與實(shí)踐相互脫節(jié)。生態(tài)學(xué)家多從生態(tài)學(xué)角度探討生態(tài)用地識別方法，而且更多的是開展土地的生態(tài)屬性評價(jià)，與土地利用規(guī)劃與生態(tài)安全的要求結(jié)合不緊密，也未能為識別出的生態(tài)用地在土地利用現(xiàn)狀分類中找到合適位置。本研究以北京市生態(tài)用地規(guī)劃與管理對策為例，在分析保障北京生態(tài)安全要求的基礎(chǔ)上，探討了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的北京生態(tài)用地識別和亞類劃分方法，建立了北京市生態(tài)用地分類體系，并進(jìn)一步研究了北京市生態(tài)用地規(guī)劃與管理措施，以期為北京市土地利用規(guī)劃和有效管理提供依據(jù)，也為其它地區(qū)的生態(tài)用地規(guī)劃提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

北京市地處華北平原西北邊緣，地勢西北高、東南低。北京市最高海拔2303m，山地一般海拔1000—1500m，平原海拔20—60m。北京屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.3℃。年平均降水量600mm，空間差異明顯。山前地區(qū)，年降水量約700mm；東南部平原地區(qū)降水量不足600mm；最低降水量不足500mm。冬季多偏北或西北風(fēng)，夏季多偏南或東南風(fēng)。北京境內(nèi)有永定、潮白、北運(yùn)、大清、薊運(yùn)五大河系，共有支流100余條。

北京市生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，森林、草地、灌叢、濕地、農(nóng)田與城鎮(zhèn)等多種自然生態(tài)系統(tǒng)類型，在自然環(huán)境與人類活動(dòng)的相互作用下，北京市自然生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和城市生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為以城區(qū)為核心的圈層結(jié)構(gòu)。根據(jù)2007年SPOT衛(wèi)星影像解譯結(jié)果，北京市城市生態(tài)系統(tǒng)面積為2552km2，占北京市總面積的18%；在城市周圍及東南部的平原地區(qū)，則是以人工植被為主的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，面積3973km2，占北京市總面積24%；遠(yuǎn)郊山區(qū)多為森林生態(tài)系統(tǒng)，面積7884km2，占北京市總面積48%。此外北京市還有近6%的草地、4%的濕地和1%的其它生態(tài)系統(tǒng)類型。

北京是我國政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、教育和交通中心。北京城市發(fā)展歷史悠久，建都至今歷時(shí)八百余年，是世界著名的古都城和歷史文化名城。自1949年以來，城市發(fā)展迅速，1949年全市人口420萬人[17]，2011年常駐人口2018.6萬人[18]。城市建成區(qū)面積1949年為55.34km2，2010年迅速增加到1201.53km2。

北京人口迅速增加、建成區(qū)快速擴(kuò)張、社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)，北京森林退化、濕地萎縮、河流干涸、地下水位下降，進(jìn)而導(dǎo)致水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)、水土保持、防止地面沉降等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化嚴(yán)重，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增加。城區(qū)空氣環(huán)境污染嚴(yán)重、熱島效應(yīng)和城市內(nèi)澇加劇，人居環(huán)境惡化。生態(tài)環(huán)境問題持續(xù)加劇已成為北京市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要障礙之一。

1.2 北京市生態(tài)用地分類與規(guī)劃的思路、程序

圖1 生態(tài)用地分類與規(guī)劃技術(shù)路線圖

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是保障生態(tài)安全的基礎(chǔ)。北京市生態(tài)用地分類與規(guī)劃的基本思路是以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性及其空間格局為基礎(chǔ)，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對保障北京生態(tài)安全的重要性確定北京生態(tài)用地的類型與范圍，進(jìn)一步分析不同生態(tài)用地類型的管理措施。具體技術(shù)路線與程序如圖1。

1.3 北京市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間格局評價(jià)

根據(jù)北京市生態(tài)安全與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)系(圖2)，支撐北京生態(tài)安全的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主要有水文調(diào)節(jié)與水源涵養(yǎng)、補(bǔ)給地下水、提供野生動(dòng)物生境、水土保持、氣候調(diào)節(jié)、緩解城市熱島效應(yīng)、污染物凈化、生態(tài)防護(hù)等方面，這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的空間格局是北京生態(tài)用地規(guī)劃的基礎(chǔ)。

1.3.1 數(shù)據(jù)

北京市生態(tài)用地分類與規(guī)劃主要使用了如下幾方面的數(shù)據(jù)：SPOT遙感數(shù)據(jù)(2007)，DEM(30m分辨率)，保護(hù)物種分布圖、水源地分布圖、飲用水源地保護(hù)規(guī)劃圖、自然保護(hù)區(qū)分布圖、公路圖、河流圖等。

1.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間格局評價(jià)方法

針對保障北京生態(tài)安全的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型，利用GIS空間分析等技術(shù)評價(jià)每項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的空間特征。評價(jià)結(jié)果分4級(極重要、中等重要、較重要、一般地區(qū))。

(1)地表水涵養(yǎng)與保護(hù)

地表水涵養(yǎng)與保護(hù)重要性評價(jià)可借鑒《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》，評價(jià)區(qū)域土地對飲用水源保護(hù)的貢獻(xiàn)。參考《北京市密云水庫懷柔水庫和京密引水渠水源保護(hù)管理?xiàng)l例》，以北京市區(qū)以及其它區(qū)縣生活飲用水、灌溉用水、景觀娛樂用水等主要水源地為出發(fā)點(diǎn)，評價(jià)北京市地表水源涵養(yǎng)與保護(hù)重要性，具體評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

圖2 北京市生態(tài)安全需求、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)用地類型的關(guān)系

表1 北京市地表水涵養(yǎng)與保護(hù)重要性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

(2)地下水保護(hù)重要性

地下水保護(hù)重要性評價(jià)由兩方面組成：基于地下水脆弱性評價(jià)模型DRASTIC的評價(jià)和《北京市城市自來水廠地下水源保護(hù)管理辦法》對地下水水源地保護(hù)區(qū)的規(guī)劃。DRASTIC模型由7個(gè)與地下水污染有關(guān)的水文地質(zhì)評價(jià)參數(shù)組成:地下水深埋(Depth of groundwater)、含水層的凈補(bǔ)給R(net Recharge)、含水層介質(zhì)A(Aquifer media)、土壤類型S(Soil type)、地形T(Topology)、包氣帶介質(zhì)I(Impact of the vadose zone media)和含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)C(Conductivity)。每個(gè)指標(biāo)根據(jù)其與地下水脆弱性的關(guān)系被賦予一定權(quán)重。同時(shí)每個(gè)指標(biāo)根據(jù)其取值范圍被賦予相應(yīng)的評分值。最后通過加權(quán)計(jì)算地下水脆弱性綜合值。具體評價(jià)方法和過程參考文獻(xiàn)[19]。依據(jù)脆弱性越高，保護(hù)越重要的原則對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行保護(hù)重要性等級劃分。另一方面依據(jù)《北京市城市自來水廠地下水源保護(hù)管理辦法》，將地下水源一級保護(hù)區(qū)確定為地下水資源保護(hù)極重要區(qū)，二、三級保護(hù)區(qū)分別確定為重要區(qū)和中等重要區(qū)，其它區(qū)域?yàn)橐话愕貐^(qū)。最后將兩方面的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行空間疊加，得到北京市地下水保護(hù)重要性綜合評價(jià)結(jié)果。

(3)生物多樣性保護(hù)

生物多樣性保護(hù)重要性評價(jià)可借鑒《生態(tài)功能區(qū)劃暫行規(guī)程》，從生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和物種保護(hù)兩個(gè)角度開展評價(jià)。根據(jù)北京市生物多樣性現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)獲取情況從兩方面評價(jià)北京市生物多樣性保護(hù)重要性。首先選擇48種國家與北京重點(diǎn)瀕危保護(hù)動(dòng)植物作為指示物種，通過數(shù)學(xué)模型評價(jià)其適宜生境，并進(jìn)一步劃分生物多樣性保護(hù)重要性等級[20- 21]。在此基礎(chǔ)上疊加北京市自然保護(hù)區(qū)為生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)。

(4)水土保持

從土壤侵蝕產(chǎn)生的生態(tài)過程出發(fā)，計(jì)算北京市潛在土壤侵蝕量，即不考慮現(xiàn)實(shí)地表覆蓋和人類活動(dòng)影響的土壤侵蝕量。

A=R×LS×K

(1)

式中,A為土壤潛在侵蝕量，R為降雨侵蝕強(qiáng)度因子，LS為坡度坡長因子，K為土壤可蝕性因子。計(jì)算過程見文獻(xiàn)[4]。

在土壤潛在侵蝕量計(jì)算基礎(chǔ)上，結(jié)合北京市土壤侵蝕現(xiàn)狀，按照侵蝕量越大保護(hù)重要性越高的原則劃分北京市水土保持重要性等級。

(5)河流防護(hù)

人類活動(dòng)，如城市發(fā)展和農(nóng)業(yè)活動(dòng)是威脅河流生態(tài)系統(tǒng)健康的主要原因之一，大量研究表明河岸帶植被對進(jìn)入水體污染物具有過濾作用[22- 23]。參考我國諸多地區(qū)規(guī)劃規(guī)定，劃定北京市平原區(qū)主要河流(永定河、潮白河、北運(yùn)河和京密引水渠)沿岸50m緩沖區(qū)及河流本身為河流防護(hù)極重要區(qū)，其它地區(qū)為一般地區(qū)(圖3)。

(6)公路防護(hù)

道路作為物質(zhì)流通的主要通道，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。伴隨道路也出現(xiàn)諸多生態(tài)環(huán)境問題，如加劇景觀破碎化、汽車尾氣排放導(dǎo)致的高環(huán)境污染等[24- 25]。公路防護(hù)的目的一方面在于保護(hù)其物質(zhì)運(yùn)輸功能，另一方面在于緩解道路對環(huán)境的生態(tài)影響。參考我國諸多城市城市規(guī)劃規(guī)定結(jié)合北京市道路現(xiàn)狀，劃定北京市平原區(qū)主要道路(環(huán)路、高速公路、鐵路等)兩側(cè)50m緩沖區(qū)為公路防護(hù)極重要區(qū)。

(7)城市綠地

城市綠地作為城市地區(qū)自然景觀斑塊，在提供休閑游憩場所、吸收污染物、緩解熱島效應(yīng)等方面具有重要的社會(huì)和生態(tài)功能。結(jié)合城市綠地斑塊大小與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)系以及土地利用規(guī)劃和管理的需要，確定公園綠地為發(fā)揮城市綠地生態(tài)功能極重要區(qū)。

1.4 北京市生態(tài)用地類型與識別

以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性等級空間特征為基礎(chǔ)，原則上將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要區(qū)確定為該類相應(yīng)生態(tài)用地類型(圖2)，條件允許地區(qū)將部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要區(qū)劃分為生態(tài)用地，并以主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能給相應(yīng)的生態(tài)用地命名。當(dāng)某土地單元具有兩種或以上極重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，根據(jù)北京生態(tài)安全保障的急迫性和保護(hù)的嚴(yán)格性確定主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型與相應(yīng)的生態(tài)用地類型。例如，當(dāng)某土地單元同時(shí)具有極重要的水土保持功能和水源涵養(yǎng)功能時(shí)，確定為水源保護(hù)用地。而當(dāng)某土地單元同時(shí)具有極重要的水土保持功能和生物多樣性保護(hù)功能時(shí)，確定為生物多樣性保護(hù)用地。

1.5 生態(tài)用地管理措施制定

生態(tài)用地分類是對具有極重要生態(tài)功能的土地實(shí)施有效的管理。生態(tài)用地規(guī)劃與管理要體現(xiàn)兩個(gè)層次內(nèi)容：一是明確生態(tài)用地在土地利用規(guī)劃中的優(yōu)先地位；二是針對不同類型生態(tài)用地，制定以保護(hù)與改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為目標(biāo)的差異化管理措施。

2 結(jié)果

2.1 北京生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間特征

根據(jù)保障北京生態(tài)安全的要求，分析了北京地表水涵養(yǎng)與保護(hù)、地下水保護(hù)、生物多樣性保護(hù)、水土保持、河流防護(hù)、公路防護(hù)和城市綠地提供等7個(gè)方面生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間特征及其對保障北京生態(tài)安全重要性程度(圖2)。

(1)地表水涵養(yǎng)與保護(hù) 北京市具有極重要地表水涵養(yǎng)與保護(hù)功能的土地面積900km2，占北京市總面積的5.48%，主要位于北京市密云水庫和懷柔水庫等主要飲用水源地周邊與上游地區(qū)。地表水涵養(yǎng)與保護(hù)重要區(qū)面積3978.52km2，占北京市總面積的26%，分布于北京市北部山區(qū)，密云水庫、懷柔水庫和官廳水庫上游，這些區(qū)域是北京水資源重要涵養(yǎng)區(qū)(圖3)，對保障水資源安全具有重要作用。

(2)地下水保護(hù) 根據(jù)DRASTIC模型評價(jià)結(jié)果和北京市城市自來水廠地下水源保護(hù)管理辦法》對地下水水源地保護(hù)區(qū)的規(guī)劃，北京市地下水保護(hù)極重要區(qū)面積1280km2，占北京市國土總面積的7.8%。集中分布在5個(gè)區(qū)域：永定河沖洪積扇頂部和上部地區(qū)，包括海淀西北局部、豐臺(tái)西部、石景山和門頭溝等地區(qū)；潮白河沖洪積扇頂部的懷柔的北部平原區(qū)和密云縣東北部地區(qū)；拒馬河沖洪積扇頂部的房山坨里、北坊、岳各莊、周口店一帶；南口洪積扇頂部的昌平區(qū)鄧莊、昌平東北；泃錯(cuò)河沖洪積扇頂部，包括平谷區(qū)樂政務(wù)鄉(xiāng)和南獨(dú)樂河鎮(zhèn)以東的兩個(gè)片區(qū)(圖3)。

(3)生物多樣性保護(hù) 根據(jù)北京市自然保護(hù)區(qū)分布和48種瀕危保護(hù)保護(hù)動(dòng)植物物種的分布，北京市生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)域區(qū)面積2253.10km2，占北京市國土總面積的13.73%，主要分布于北京西部和北部山區(qū)與河北省交界處，如房山區(qū)、門頭溝區(qū)、延慶縣和懷柔區(qū)西部，密云縣和平谷區(qū)東部。此外在密云縣和懷柔區(qū)交界處、密云水庫西部也有大面積生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)分布(圖3)。生物多樣性保護(hù)重要區(qū)面積1672.45km2，占北京市國土總面積的10.19%，主要分布于北部山區(qū)，如平谷區(qū)東北、延慶縣與懷柔區(qū)、昌平區(qū)交界山區(qū)(圖3)。

(4)水土保持 北京市突然保持極重要與重要區(qū)域面積分別為1431km2和3898km2，分別占北京市國土總面積的8.72%和23.75%，分布在懷柔縣中部周邊區(qū)域和北京西山大部分區(qū)域。這些區(qū)域山高坡陡，且為降雨中心，易發(fā)生嚴(yán)重的土壤侵蝕(圖3)。

(5)生態(tài)防護(hù) 生態(tài)防護(hù)包括河流防護(hù)和公路防護(hù)，主要是增強(qiáng)環(huán)境凈化功能，減少交通對空氣環(huán)境的污染，以及預(yù)防和減輕對河流水環(huán)境的影響。北京市河流防護(hù)極重要區(qū)包括永定河、潮白河、北運(yùn)河和京密引水渠位于平原區(qū)的主河道及其兩側(cè)50m緩沖區(qū)，總面積84km2北京市平原區(qū)主要道路(環(huán)路、高速公路、鐵路等)兩側(cè)50m緩沖區(qū)為公路防護(hù)極重要區(qū)，總面積81km2(圖3)。

(6)城市綠地 根據(jù)城市綠地在調(diào)節(jié)城市小氣候、調(diào)節(jié)降雨徑流和提供休閑游憩場所等方面的能力，評價(jià)顯示北京市具有極重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綠地面積112km2，主要為主城區(qū)面積較大城市綠地斑塊(圖3)。

圖3 北京市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價(jià)

2.2 北京市生態(tài)用地識別與類型劃分

將單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)極重要區(qū)作為生態(tài)用地進(jìn)行空間疊加，按照地表水涵養(yǎng)與保護(hù)、地下水保護(hù)、生物多樣性保護(hù)、水土保持、河流防護(hù)、公路防護(hù)和城市綠地的優(yōu)先等級進(jìn)行北京市生態(tài)用地類型劃分(圖4)。地下水保護(hù)極重要區(qū)已被大面積城市化，故生態(tài)用地規(guī)劃時(shí)不包括地下水保護(hù)極重要區(qū)中的已建設(shè)用地。

北京市生態(tài)用地面積5137.37km2，占北京市總面積的31.31%。生物多樣性保護(hù)生態(tài)用地面積最大(2035.28km2)，占生態(tài)用地總面積的40%。地表水涵養(yǎng)與保護(hù)用地和水土保持用地分別占生態(tài)用地總面積的五分之一(表2)。地表水涵養(yǎng)與保護(hù)用地、生物多樣性保護(hù)用地、水土保持用地、城市綠地和生態(tài)防護(hù)用地構(gòu)成北京生態(tài)用地的基本骨架(圖4)?？臻g上，在北京西部和北部山區(qū)，生態(tài)用地呈成片分布，而在城郊區(qū)，生態(tài)用地呈網(wǎng)絡(luò)分布，城區(qū)生態(tài)用地呈斑塊分布。功能上不同區(qū)域的生態(tài)用地的主導(dǎo)功能不同，雖功能上不能相互替代，但功能相互補(bǔ)充，共同形成北京生態(tài)安全的屏障。

2.3 北京市生態(tài)用地的管理措施與對策

為了保障北京生態(tài)安全，首先，應(yīng)以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性確定生態(tài)用地類型，進(jìn)一步通過土地利用規(guī)劃明確生態(tài)用地的地位，并土地利用規(guī)劃中嚴(yán)格執(zhí)行生態(tài)用地優(yōu)先思想，優(yōu)先保障生態(tài)用地，并在土地開發(fā)中嚴(yán)格限制占用生態(tài)用地。其次，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)與生態(tài)功能保護(hù)區(qū)的建設(shè)，對具有極重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)。第三，針對不同生態(tài)用地類型，實(shí)施面向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能保育目標(biāo)的生態(tài)用地管理措施。

表2 北京市生態(tài)用地類型面積組成

圖4 規(guī)劃生態(tài)用地空間分布

(1)地表水涵養(yǎng)與保護(hù)生態(tài)用地 加強(qiáng)水源涵養(yǎng)林建設(shè)，增加水源涵養(yǎng)功能。一方面通過封山育林、禁牧等生態(tài)工程增加森林面積，在重要水源涵養(yǎng)區(qū)應(yīng)實(shí)施退耕還林，恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)，以提高其水源涵養(yǎng)功能。

(2)地下水保護(hù)生態(tài)用地 嚴(yán)格限制新增各種形式的不透水面，對已硬化地表進(jìn)行透水鋪裝改造，增加地下水補(bǔ)給；禁止一切污染地下水的行為，如修建垃圾填埋場，存儲(chǔ)劇毒、高污染物質(zhì)，挖設(shè)滲坑、滲井、污水渠道等；減少并規(guī)范地下水保護(hù)用地的人類活動(dòng)，防止地下水污染。

(3)生物多樣性保護(hù)生態(tài)用地 根據(jù)保護(hù)對象與棲息地特點(diǎn)，實(shí)施針對性的保護(hù)與管理措施，對生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)應(yīng)建立自然保護(hù)區(qū)。

(4)水土保持生態(tài)用地 嚴(yán)格保護(hù)，防止植被破壞。對生態(tài)系統(tǒng)退化的土地單元，應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)，提高水土保持能力。

(5)河流防護(hù)生態(tài)用地 優(yōu)化河流防護(hù)生態(tài)用地植被群落結(jié)構(gòu)，提高其過濾進(jìn)入河流污染物和作為生物遷徙廊道的生物多樣性保護(hù)功能。在此基礎(chǔ)上適當(dāng)完善河流防護(hù)生態(tài)用地游憩設(shè)施建設(shè)，提高其休閑游憩服務(wù)功能。

(6)公路防護(hù)生態(tài)用地 完善道路防護(hù)生態(tài)用地規(guī)劃，優(yōu)化公路防護(hù)生態(tài)用地植被組成及群落結(jié)構(gòu)，提升其景觀、污染物凈化、噪音控制等生態(tài)功能。加強(qiáng)公路防護(hù)生態(tài)用地休閑游憩功能建設(shè)，建立多功能公路防護(hù)景觀。

(7)城市綠地 加快第二綠化隔離帶建設(shè)，控制城市建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)展。完善城區(qū)綠地布局，增強(qiáng)城市綠地的氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、污染凈化、碳匯等功能，以減緩城區(qū)熱島效應(yīng)，預(yù)防城市內(nèi)澇，改善空氣環(huán)境。人工再造林是城市綠地建設(shè)的重要內(nèi)容之一，綠化樹種選擇充分借鑒現(xiàn)有研究經(jīng)驗(yàn)，盡可能選擇本地物種，提高物種多樣性，減少綠地灌溉用水。

3 討論

3.1 生態(tài)用地識別及分類

生態(tài)用地是具有極重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、以提供生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為主、并保障區(qū)域生態(tài)安全的土地單元。生態(tài)用地可以分為兩個(gè)類型：(1)具有重要生態(tài)(服務(wù))功能的土地單元。這些土地主要提供生態(tài)產(chǎn)品與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，如水源涵養(yǎng)、地下水補(bǔ)給、水土保持、生物多樣性保護(hù)、固碳、自然景觀的美學(xué)價(jià)值等，這些生態(tài)功能是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。生態(tài)破壞與生態(tài)系統(tǒng)退化將導(dǎo)致這些生態(tài)功能的退化，引起區(qū)域生態(tài)承載力的下降。(2)具有重要生態(tài)防護(hù)功能土地單元：即，預(yù)防和減緩自然災(zāi)害的功能，洪水調(diào)蓄、防風(fēng)固沙、石漠化預(yù)防、地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)、道路和河流防護(hù)、海岸帶防護(hù)。這些土地通常具有較大的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，一旦受到破壞容易導(dǎo)致重大生態(tài)環(huán)境問題或者自然災(zāi)害，危及區(qū)域乃至國家生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)安全。

受自然地理?xiàng)l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r影響，自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需求具有明顯區(qū)域特征。例如黃土高原地區(qū)對水土保持服務(wù)功能要求較高，高密度人口集中城市對緩解熱島效應(yīng)、大氣污染物凈化功能要求更高。因此生態(tài)用地的識別和分類由區(qū)域生態(tài)環(huán)境特征和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需求決定。首先根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需求確定需要評價(jià)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性指標(biāo)及其優(yōu)先性；其次生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價(jià)中極重要閾值劃分應(yīng)與區(qū)域特征相適應(yīng)。

表3 土地利用規(guī)劃分類體系

3.2 土地利用分類體系與生態(tài)用地

目前我國土地利用規(guī)劃和管理(如土地利用調(diào)查、審批)主要依據(jù)土地利用分類體系標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，由于在現(xiàn)行土地利用分類體系主要依據(jù)土地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，沒有考慮土地提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的屬性，在分類體系沒有“生態(tài)用地”類型，從而導(dǎo)致在土地利用規(guī)劃與管理中提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的土地得不到保障，生態(tài)用地落實(shí)不到具體地塊上。因此，為了是保證生態(tài)用地得到落實(shí)，必須完善現(xiàn)行的土地利用規(guī)劃分類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)北京生態(tài)用地評價(jià)與規(guī)劃研究，建議將目前土地分類體系的一級類的3類，增加一類“生態(tài)用地”類，形成4個(gè)一級類的新的土地利用規(guī)劃分類體系(表3)。進(jìn)一步根據(jù)地塊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能特征，在二級類將生態(tài)用地進(jìn)一步細(xì)化，在本研究中，北京生態(tài)用地可以分為7類，總的二級類型達(dá)17個(gè)(表3)。不同區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可能不同，如在海南沿海地區(qū)，海岸帶具有重要臺(tái)風(fēng)防護(hù)功能，國家土地管理部門可以在不同地區(qū)生態(tài)用地分類與規(guī)劃研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行集成，建立能滿足我國省區(qū)的生態(tài)用地分類體系。

3.3 生態(tài)用地的管理

生態(tài)用地是以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為目標(biāo)的土地類型，生態(tài)用地管理的目標(biāo)是保障生態(tài)用地能持續(xù)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，保障城市與區(qū)域生態(tài)安全。因此生態(tài)用地管理的基本思路應(yīng)是保護(hù)優(yōu)先、增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。主要措施是盡可能將生態(tài)用地包括：

(1)建立自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)地、生態(tài)功能區(qū)保護(hù)區(qū)等，依法保護(hù)。還可以生態(tài)用地為基礎(chǔ)，確定生態(tài)紅線，加強(qiáng)保護(hù)力度。

(2)完善生態(tài)補(bǔ)償制度，讓承擔(dān)保護(hù)責(zé)任、并在生態(tài)保護(hù)中利益受到損害的農(nóng)牧民得到經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，促進(jìn)生態(tài)保護(hù)中的社會(huì)公平，保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的持續(xù)供給。

(3)加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)，對生態(tài)系統(tǒng)退化的生態(tài)用地，應(yīng)采取積極措施，促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，預(yù)防因生態(tài)退化導(dǎo)致的或加劇生態(tài)災(zāi)害，危及生態(tài)安全。生態(tài)恢復(fù)要堅(jiān)持自然恢復(fù)原則，發(fā)揮自然恢復(fù)功能，恢復(fù)生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)功能。

(4)要根據(jù)不同生態(tài)用地類型制定針對性的生態(tài)用地管理辦法與措施，提高管理水平。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是一個(gè)城市或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)，生態(tài)用地是保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能持續(xù)供給的生態(tài)基礎(chǔ)。完善土地利用分類體系、開展生態(tài)用地規(guī)劃、落實(shí)生態(tài)用地是保障生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

[1] 李平, 李秀彬, 劉學(xué)軍. 我國現(xiàn)階段土地利用變化驅(qū)動(dòng)力的宏觀分析. 地理研究, 2001, 20(2): 129- 138.

[2] 岳健, 張雪梅. 關(guān)于我國土地利用分類問題的討論. 干旱區(qū)地理, 2003, 26(1): 78- 88.

[3] 張景華, 封志明, 姜魯光. 土地利用/土地覆被分類系統(tǒng)研究進(jìn)展. 資源科學(xué), 2011, 33(6): 1195- 1203.

[4] Bai Y, Ouyang Z Y, Zheng H, Li X M, Zhuang C W, Jiang B. Modeling soil conservation, water conservation and their tradeoffs: A case study in Beijing. Journal of Environmental Sciences, 2012, 24(3): 419- 426.

[5] DeFries R S, Foley J A, Asner G P. Land-use choices: balancing human needs and ecosystem function. Frontiers in Ecology and the Environment, 2004, 2(5): 249- 257.

[6] Foley J A, DeFries R, Asner G P, Barford C, Bonan G, Carpenter S R, Chapin F S, Coe M T, Daily G C, Gibbs H K, Helkowski J H, Holloway T, Howard E A, Kucharik C J, Monfreda C, Patz J A, Prentice I C, Ramankutty N, Snyder P K. Global consequences of land use. Science, 2005, 309(5734): 570- 574.

[7] 鄭華, 歐陽志云, 趙同謙, 李振新, 徐衛(wèi)華. 人類活動(dòng)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響. 自然資源學(xué)報(bào), 2003, 18(1): 118- 126.

[8] 陳婧, 史培軍. 土地利用功能分類探討. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2005, 41(5): 536- 540.

[9] 鄧紅兵, 陳春娣, 劉昕, 吳鋼. 區(qū)域生態(tài)用地的概念及分類. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 29(3): 1519- 1524.

[10] 梁留科, 曹新向, 孫淑英. 土地生態(tài)分類系統(tǒng)研究. 水土保持學(xué)報(bào), 2003, 17(5): 142- 146.

[11] 羅海江, 白海玲, 王文杰, 申文明, 張峰, 劉小曼. 面向生態(tài)監(jiān)測與管理的國家級土地生態(tài)分類方案研究. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2006, 22(5): 57- 60.

[12] 鄧小文, 孫貽超, 韓士杰. 城市生態(tài)用地分類及其規(guī)劃的一般原則. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 16(10): 2003- 2006.

[13] 謝花林, 李秀彬. 基于GIS的區(qū)域關(guān)鍵性生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)識別方法探討. 資源科學(xué), 2011, 33(1): 112- 119.

[14] 俞孔堅(jiān), 喬青, 李迪華, 袁弘, 王思思. 基于景觀安全格局分析的生態(tài)用地研究——以北京市東三鄉(xiāng)為例. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 20(8): 1932- 1939.

[15] 張紅旗, 王立新, 賈寶全. 西北干旱區(qū)生態(tài)用地概念及其功能分類研究. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2004, 12(2): 5- 8.

[16] 張林波, 李偉濤, 王維, 熊嚴(yán)軍. 基于gis的城市最小生態(tài)用地空間分析模型研究——以深圳市為例. 自然資源學(xué)報(bào), 2008, 23(1): 69- 78.

[17] 韓光輝. 北京歷史人口地理. 北京: 北京大學(xué)出版社, 1996.

[18] 北京市統(tǒng)計(jì)局. 北京市統(tǒng)計(jì)年鑒2012. 北京: 中國統(tǒng)計(jì)出版社, 2012

[19] 黃棟. 北京市平原區(qū)地下水脆弱性研究 [D]. 北京: 首都師范大學(xué), 2009.

[20] 邢韶華, 林大影, 鮮冬婭, 崔國發(fā). 北京山地植物多樣性優(yōu)先保護(hù)地區(qū)評價(jià). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 29(10): 5299- 5312.

[21] 董珂. 北京山區(qū)高保護(hù)價(jià)值森林的判定研究 [D]. 北京: 北京林業(yè)大學(xué), 2008.

[22] Groffman P M, Bain D J, Band L E, Belt K T, Brush G S, Grove J M, Pouyat R V, Yesilonis I C, Zipperer W C. Down by the riverside: urban riparian ecology. Frontiers in Ecology and the Environment, 2003, 1(6): 315- 321.

[23] 閻麗鳳, 石險(xiǎn)峰, 于立忠, 苗永剛, 姚立平, 李莉. 沈陽地區(qū)河岸植被緩沖帶對氮、磷的削減效果研究. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 19(2): 403- 408.

[24] Ozer S, Irmak M A, Yilmaz H. Determination of roadside noise reduction effectiveness ofPinussylvestrisL. andPopulusnigraL. in Erzurum, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 2008, 144(1/3): 191- 197.

[25] 李月輝, 胡遠(yuǎn)滿, 李秀珍, 肖篤寧. 道路生態(tài)研究進(jìn)展. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2003, 14(3): 447- 452.

Ecological land use planning and management in Beijing

OUYANG Zhiyun*, LI Xiaoma, XU Weihua, LI Yushan, ZHENG Hua, WANG Xiaoke

StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China

Along with rapid social and economic development, irrational land development accelerated the disturbance and encroachment on natural and semi-natural ecosystems, which decreases ecosystem service and impairs regional ecological security. Land is the basis for both socio-economic development and ecosystem service provision. The function (e.g. economic function or ecological function) of a land unit is usually determined by land use. Therefore, it is of great importance to plan and manage the amount and spatial distribution of different land use types properly. At present, the widely used land use classification system in China is the Current Land Use Classification for National Standard (CLUCNS) issued in 2007. This classification system is mainly designed based on the social and economic attributes of the land, and mainly for promoting social and economic development. However, the ecological function of the land is neglected, which may further degrade the ecosystem service and hinder the regional ecological sustainability. It is urgent to recognize the ecosystem service provision function of land and integrate it into CLUCNS. Though much effort has been devoted in identifying the ecological land use (ELU) and designing integrated land use classifications that integrates social, economic and ecological attributes and functions of the land, further studies are needed to clarify the concept, planning, and management of ecological land use. Taking Beijing as an example, we firstly designed the procedure of ELU classification and planning, and then analyzed the ecosystem services needed to guarantee the ecological security of Beijing. The importance of each ecosystem service provision function was evaluated and classified into four grades, based on which we planned the ELU in Beijing for both amount and spatial distribution. Seven ELU types were planned, including surface water conservation land, ground water conservation land, biodiversity conservation land, water and soil retention land, river protection land, road protection land, and urban greenspace. These land uses cover an area of 5137.37 km2, accounting for 31.31% of the total area. We also discussed the planning method and management measure of ELU from three aspects: 1) the identification and classification of ELU, 2) the integration of ELU into CLUCNS, and 3) the management of ELU. Results of this study can help the government better plan and manage land use in Beijing. In addition, the designed method and procedure of ELU planning and management can be applied to direct ELU planning and management in other areas.

ecological land use; ecological security pattern; land use classification; land use planning; ecosystem service

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41030744); 國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201011018)

2013- 08- 07;

2014- 06- 12

10.5846/stxb201308072038

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zyouyang@ rcees.ac.cn

歐陽志云, 李小馬, 徐衛(wèi)華, 李煜珊, 鄭華, 王效科.北京市生態(tài)用地規(guī)劃與管理對策.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(11):3778- 3787.

Ouyang Z Y, Li X M, Xu W H, Li Y S, Zheng H, Wang X K.Ecological land use planning and management in Beijing.Acta Ecologica Sinica,2015,35(11):3778- 3787.