張家界市生態(tài)空間的綜合評(píng)價(jià)研究

付春艷，朱深海

（吉首大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖南 張家界 427000）

近年來國家對(duì)生態(tài)空間的關(guān)注與日俱增，十九大報(bào)告明確指出要“完成生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條控制線規(guī)定工作”，“加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度”[1]。自然資源部也相繼頒布了諸多關(guān)于自然資源與生態(tài)空間管控的政策文件，規(guī)劃領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)逐漸由城市空間發(fā)展?fàn)I造向生態(tài)空間綜合管控轉(zhuǎn)變[2]。

張家界作為湖南省重要的生態(tài)綠肺，生態(tài)空間分布廣泛，具有良好的生態(tài)本底優(yōu)勢[3]，但近年受旅游開發(fā)快速推進(jìn)、規(guī)劃實(shí)施不足及其他多方因素影響，市域內(nèi)的生態(tài)空間保護(hù)與景區(qū)開發(fā)建設(shè)、城區(qū)空間發(fā)展之間的矛盾逐漸加大，其生態(tài)空間的管控還存在諸多問題，亟待梳理張家界市生態(tài)空間保護(hù)現(xiàn)狀，探究不同層級(jí)種類生態(tài)空間的分布情況，對(duì)需要保護(hù)管控的生態(tài)空間進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和判定。

該研究從張家界生態(tài)空間管控的全局意義出發(fā)，基于國土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”技術(shù)模型，構(gòu)建生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)體系，繪制精細(xì)化生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)成果，提出生態(tài)空間管控策略，為同類城市的生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)與管控提供方法參考與策略借鑒。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

張家界市位于湖南省西北部的武陵山脈地區(qū)，域內(nèi)濕潤的氣候條件和適中的降雨量為各類綠色植物的生長提供了良好的環(huán)境，具有生態(tài)空間面積廣闊、總量豐富，城市與各類生態(tài)空間結(jié)合緊密等獨(dú)特的地域特征。一直以來不僅是享譽(yù)世界的旅游勝地，也是重要的生態(tài)空間保護(hù)區(qū)，更是相關(guān)學(xué)者研究大范圍生態(tài)空間統(tǒng)籌布局的絕佳對(duì)象。選取整個(gè)張家界市域范圍作為研究區(qū)，包括永定區(qū)、武陵源區(qū)、桑植縣、慈利縣，研究區(qū)總面積約9 534 km2，總?cè)丝诩s170.87 萬。

1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

1.2.1 基礎(chǔ)土地利用數(shù)據(jù) 包括張家界市域的土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)（2018 年）、林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)（2018 年）和地理國情普查數(shù)據(jù)（2018 年），主要來源于張家界市自然資源和規(guī)劃局。在ArcGIS 中進(jìn)行數(shù)據(jù)矢量轉(zhuǎn)換、屬性字段建立、土地利用數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)一等前置工作。

1.2.2 專項(xiàng)調(diào)查和規(guī)劃數(shù)據(jù) 包括張家界市域的土地利用總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、森林公園現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)、飲用水源地規(guī)劃數(shù)據(jù)、綜合交通現(xiàn)狀與規(guī)劃數(shù)據(jù)、生態(tài)功能區(qū)劃數(shù)據(jù)等，主要來源于張家界市相關(guān)職能部門。在ArcGIS 中轉(zhuǎn)換直接獲取的矢量數(shù)據(jù)坐標(biāo)系，掃描、校正獲取的圖像數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行矢量化。

1.2.3 其他自然地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 包括張家界市域的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）、氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。DEM 數(shù)據(jù)（30 m 分辨率）通過中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)下載，并進(jìn)行矢量轉(zhuǎn)化。氣象數(shù)據(jù)從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)中獲得，通過空間插值法將下載的中國地面氣候標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)據(jù)集（1981—2010 年）相關(guān)資料轉(zhuǎn)換為所需的氣象數(shù)據(jù)。土壤數(shù)據(jù)則通過國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)下載獲得。

2 研究方法

2.1 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)的內(nèi)容構(gòu)成與指標(biāo)體系

2.1.1 內(nèi)容構(gòu)成 生態(tài)空間的綜合評(píng)價(jià)以國土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”為基礎(chǔ)，在“雙評(píng)價(jià)”的體系構(gòu)架中提取生態(tài)空間評(píng)價(jià)的相關(guān)組成成分，構(gòu)成生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容，如圖1 所示，分為單要素評(píng)價(jià)、集成疊加評(píng)價(jià)、綜合評(píng)價(jià)與修正3 大部分。單要素評(píng)價(jià)包括生態(tài)重要性評(píng)價(jià)、生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)2 大核心板 塊[4]。生態(tài)重要性用于評(píng)價(jià)研究區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于生活生產(chǎn)活動(dòng)的重要程度，生態(tài)環(huán)境敏感性則用以評(píng)價(jià)研究區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)遭受外界干擾時(shí)，發(fā)生各類生態(tài)問題的難易程度與可能性[5]。集成疊加評(píng)價(jià)是將單要素評(píng)價(jià)中2 類評(píng)價(jià)結(jié)果在GIS 中進(jìn)行疊加處理，以確 定不同空間的生態(tài)保護(hù)等級(jí)。最后在集成疊加評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生態(tài)斑塊集中度和重要生態(tài)廊道修正集成疊加評(píng)價(jià)成果，得到最終的生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。2.1.2 指標(biāo)體系 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由國土空間雙評(píng)價(jià)體系演化而來，采用層次分析法對(duì)雙評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行遴選優(yōu)化，構(gòu)建該研究的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1 所示。首先確定評(píng)價(jià)目標(biāo)，即通過張家界市生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)張家界市生態(tài)空間的差異化保護(hù)；然后確定主要的評(píng)價(jià)板塊，分析制約生態(tài)空間保護(hù)的主要因素，包括生態(tài)重要性因素、生態(tài)敏感性因素與綜合集成要素；在此基礎(chǔ)上確定綜合評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)，生態(tài)重要性程度以水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護(hù)功能為評(píng)價(jià)指標(biāo)，生態(tài)敏感性程度以水土流失敏感性、石漠化敏感性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合集成要素包括生態(tài)等級(jí)評(píng)價(jià)、成果校正。最后基于核心評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)一步選取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來表征其特征和狀態(tài)。

2.2 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)的基本方法

2.2.1 單要素評(píng)價(jià) （1）生態(tài)重要性評(píng)價(jià)。生態(tài)重要性評(píng)價(jià)包括水源涵養(yǎng)功能重要性與生物多樣性維護(hù)功能重要性2 部分。水源涵養(yǎng)功能重要性以各類水系的流域范圍與植被覆蓋度進(jìn)行分級(jí)[6]，范圍尺度與分類標(biāo)準(zhǔn)參照《湖南省資源承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南（試行）》（以下簡稱《指南》）。生物多樣性維護(hù)功能主要與研究區(qū)內(nèi)的森林公園、自然保護(hù)區(qū)、濕地公園等各類生態(tài)保護(hù)空間有關(guān)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照《指南》。

圖1 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)構(gòu)成圖

（2）生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。選取水土流失和石漠化來表征張家界市的生態(tài)敏感性。生態(tài)敏感性程度選取水土流失敏感性與石漠化敏感性中的最高值作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果。水土流失敏感性評(píng)價(jià)因子包括降雨侵蝕力、土壤質(zhì)地、地形起伏度和植被覆蓋度[7]。在對(duì)各評(píng)價(jià)因子?xùn)鸥駡D像進(jìn)行分級(jí)賦值的基礎(chǔ)上，通過ArcGIS柵格計(jì)算獲得水土流失敏感性的分布情況，公式如下：

表1 張家界市生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

式中，R 為降雨侵蝕力，K 為土壤可蝕性，LS為地形起伏度，C 為植被覆蓋度。

石漠化敏感性評(píng)價(jià)包括碳酸巖裸露面積百分比、地形坡度、植被覆蓋度。操作步驟與水土流失敏感性評(píng)價(jià)步驟相同，評(píng)價(jià)公式如下：

式中，D 為碳酸巖裸露面積比例，P 為地形坡度，C 代表植被覆蓋度。

2.2.2 集成疊加評(píng)價(jià) 對(duì)單要素評(píng)價(jià)中的2 類評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行疊加，以確定研究區(qū)內(nèi)不同空間的生態(tài)保護(hù)等級(jí)。生態(tài)保護(hù)等級(jí)選取生態(tài)重要性和敏感性評(píng)價(jià)中的高級(jí)別值，評(píng)價(jià)結(jié)果中不重要或不敏感、一般重要或一般敏感、中等重要或中等敏感、高度重要或高度敏感、極重要或極敏感對(duì)應(yīng)的生態(tài)保護(hù)等級(jí)分別為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)。

2.2.3 綜合評(píng)價(jià)與結(jié)果校正 基于集成疊加評(píng)價(jià)成果，結(jié)合生態(tài)斑塊集中度與生態(tài)廊道重要性，得到生態(tài)空間的綜合評(píng)價(jià)成果并進(jìn)行修正，通過最終的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果反映國土空間自然本底條件對(duì)人類生產(chǎn)生活活動(dòng)的支撐能力[8]。評(píng)價(jià)單元的生態(tài)保護(hù)等級(jí)與其需要保護(hù)的迫切程度成正相關(guān)。

第一步，根據(jù)生態(tài)斑塊集中度、生態(tài)保護(hù)等級(jí)初步劃分市域生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)等級(jí)（表2）。生態(tài)斑塊集中度把相鄰且生態(tài)保護(hù)等級(jí)相同的生態(tài)細(xì)碎斑塊整合為連片的完整地塊（整合距離20～50 m），整合后的斑塊面積分為＜0.25 km2、0.25～0.5 km2、0.5～1 km2、1～2 km2、≥2 km2，分別對(duì)應(yīng)生態(tài)斑塊集中度等級(jí)中的低、較低、一般、較高、高，初步劃分市域生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)等級(jí)。

第二步，通過生態(tài)廊道重要性修正生態(tài)空間保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)級(jí)別。生態(tài)廊道重要性表示生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)功能的完整性與連貫性，包括濕地水域廊道、植被廊道、山體廊道等。修正過程中將重要生態(tài)廊道區(qū)域的綜合評(píng)價(jià)級(jí)別調(diào)整為高度重要。

表2 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)等級(jí)判定

3 結(jié)果與分析

3.1 單要素評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1.1 生態(tài)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果 主要從水源涵養(yǎng)功能重要性及生物多樣性維護(hù)功能重要性2 方面展開分析，將二者在GIS 中疊加分析獲得張家界市生態(tài)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖2、表3 所示。從規(guī)模上看，生態(tài)極重要區(qū)與高度重要區(qū)占張家界市國土面積的79.18%，不重要和一般重要的區(qū)域約占到整個(gè)張家界市的18.47%，說明張家界市具有優(yōu)越的生態(tài)本底條件（表3）。張家界是全國森林覆蓋率較高城市，林地總面積720 319.11 hm2，占全市土地面積的75.55%。

3.1.2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果 主要從水土流失敏感性及石漠化敏感性2 方面展開分析，將二者的評(píng)價(jià)結(jié)果在GIS 中疊加分析獲得張家界市生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖3、表4 所示。整體上，張家界市生態(tài)敏感性以中度敏感性區(qū)域?yàn)橹?，占比?6.64%，極度敏感和高度敏感的區(qū)域面積為2 620.14 km2，占比為27.48%。生態(tài)不敏感區(qū)主要分布在地形起伏度較低、植被覆蓋度較好、地形坡度較低的區(qū)域，面積約為 1 496.11 km2，占比為15.69%。

圖2 張家界市生態(tài)重要性評(píng)價(jià)

圖3 張家界市生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

表3 張家界市生態(tài)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 張家界市生態(tài)敏感評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 集成疊加評(píng)價(jià)結(jié)果分析

將生態(tài)重要性與生態(tài)敏感性進(jìn)行疊加得到張家界市生態(tài)保護(hù)等級(jí)的集成評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖4、表5 所示。從空間分布來看，張家界市生態(tài)保護(hù)等級(jí)高的區(qū)域主要分布在林地集中、水源涵養(yǎng)功能較強(qiáng)地區(qū)。這些地區(qū)大多地形坡度較陡，水土流失發(fā)生概率較大，生態(tài)敏感性指數(shù)較高，是生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。生態(tài)保護(hù)等級(jí)低的區(qū)域主要集中在人類活動(dòng)密集的地區(qū)。從總體來看，張家界市具有較好的生態(tài)本底條件。

圖4 張家界市生態(tài)保護(hù)等級(jí)評(píng)價(jià)

由表5 可知，張家界市生態(tài)保護(hù)等級(jí)為I 和II級(jí)的區(qū)域面積為1 479.49 km2，約占全域的15.51%；保護(hù)等級(jí)為Ⅲ級(jí)的面積約為338.46 km2，約占全域的3.55%；保護(hù)等級(jí)為IV 和V 級(jí)的面積約為7 716.48 km2，約占全域的80.94%。整體來看，張家界生態(tài)保護(hù)等級(jí)較高。

3.3 生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)成果

圖5 張家界市域生態(tài)保護(hù)綜合評(píng)價(jià)

在生態(tài)保護(hù)等級(jí)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，綜合疊加生態(tài)斑塊集中度與重要生態(tài)廊道數(shù)據(jù)，最終形成的張家界生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖5、表6 所示。張家界市生態(tài)保護(hù)重要性等級(jí)整體上屬于高度重要，主要分布在水源涵養(yǎng)林、公益林、自然保護(hù)區(qū)等集中連片的重要生態(tài)保護(hù)區(qū)內(nèi)。從規(guī)模上看，高度重要的區(qū)域面積達(dá)到了7 042.95 km2；占張家界市全域面積的73.87%。中度重要區(qū)域面積為1 123.92 km2，占整個(gè)張家界總面積的11.79%；一般重要及不重要區(qū)域面積為 1 367.74 km2，占整個(gè)張家界總面積的14.35%。

表5 張家界市生態(tài)保護(hù)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

4 基于綜合評(píng)價(jià)的生態(tài)空間分區(qū)及管控策略

4.1 生態(tài)空間管控分區(qū)

通過對(duì)張家界市生態(tài)空間的綜合評(píng)價(jià)分析，可以直觀地表現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)不同重要層級(jí)的生態(tài)空間分布情況，快速辨識(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的生態(tài)保護(hù)關(guān)鍵空間[9]；但如需對(duì)張家界市生態(tài)空間分層級(jí)提出管控與保護(hù)策略，僅以生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)結(jié)果做為依據(jù)仍不夠細(xì)致充分，在具體指導(dǎo)市域生態(tài)空間管控時(shí)針對(duì)性難免不足。因此需在綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)張家界市生態(tài)空間進(jìn)行分區(qū)劃定，以此提出精細(xì)化與針對(duì)性的管控策略與措施。

首先，借助GIS 的空間分析方法與技術(shù)，對(duì)核心評(píng)價(jià)要素：生態(tài)重要性評(píng)價(jià)與生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)賦值與空間疊加，以中度重要與中度敏感的區(qū)域?yàn)樾枰鷳B(tài)空間管控的最低標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域，構(gòu)建張家界生態(tài)空間管控分區(qū)的二維關(guān)聯(lián)矩陣。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)空間的管控強(qiáng)度和功能用途，將張家界市的生態(tài)空間劃分為剛性生態(tài)空間和彈性生態(tài)空間。剛性生態(tài)空間進(jìn)一步分為生態(tài)管控核心區(qū)和生態(tài)管控重要區(qū)；彈性生態(tài)空間則進(jìn)一步分為生態(tài)緩沖保育區(qū)和生態(tài)綜合發(fā)展區(qū)，劃分依據(jù)見表7，張家界市生態(tài)空間管控分區(qū)結(jié)果見圖6。

4.2 生態(tài)空間管控策略

生態(tài)空間用途管控制度建設(shè)首先需科學(xué)劃定生態(tài)空間的保護(hù)邊界，進(jìn)而合理確定生態(tài)空間分級(jí)管控區(qū)域，最后根據(jù)分區(qū)劃定結(jié)果確定差異化的管控策 略[10]。因此，在生態(tài)空間保護(hù)邊界劃定與用途管制分區(qū)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自然資源部頒布的生態(tài)空間綜合管控相關(guān)規(guī)定與法律條例，從轉(zhuǎn)用許可管理、清單管理、分級(jí)管控規(guī)則、分區(qū)管控機(jī)制建設(shè)等方面提出張家界市生態(tài)空間管控策略建議。

（1）嚴(yán)控生態(tài)空間用地轉(zhuǎn)用許可。生態(tài)管控核心區(qū)和生態(tài)管控重要區(qū)內(nèi)的生態(tài)空間用地嚴(yán)禁轉(zhuǎn)換為城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)業(yè)用地或其他生態(tài)用地，對(duì)不同管控區(qū)域之間的生態(tài)用地轉(zhuǎn)換予以限制。因空間規(guī)劃修改或發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變等原因，生態(tài)空間進(jìn)行用途確需轉(zhuǎn)變的，須組織專家會(huì)進(jìn)行充分論證并嚴(yán)守審批程序。

（2）構(gòu)建生態(tài)空間清單管理機(jī)制。構(gòu)建“正面清單＋負(fù)面清單”的雙向清單管理機(jī)制。剛性生態(tài)空間內(nèi)按正面清單進(jìn)行嚴(yán)格管控，嚴(yán)禁危害主導(dǎo)生態(tài)功能、破壞生態(tài)環(huán)境特征的建設(shè)活動(dòng)。彈性生態(tài)空間內(nèi)按負(fù)面清單進(jìn)行管控，在確保已有生態(tài)功能的前提下，準(zhǔn)許資源和生態(tài)產(chǎn)品供給類的土地開發(fā)利用。

表6 張家界市生態(tài)空間綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

表7 生態(tài)空間管控分區(qū)依據(jù)

圖6 張家界市生態(tài)空間管控分區(qū)

（3）制定生態(tài)空間分類分級(jí)管控規(guī)則。綜合各管理部門的管理事權(quán)和土地利用現(xiàn)狀情況，進(jìn)行張家界市生態(tài)空間類型劃分，基于不同生態(tài)空間的功能特征，制定精細(xì)化的生態(tài)空間分類管控規(guī)則。同時(shí)基于生態(tài)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)張家界市生態(tài)空間進(jìn)行等級(jí)劃分，根據(jù)不同生態(tài)空間的等級(jí)差異，針對(duì)性的制定用途管控規(guī)則。

（4）健全生態(tài)空間分區(qū)管控的配套體系。首先應(yīng)以目前自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記為基礎(chǔ)，嘗試構(gòu)建協(xié)同管理、績效考核、生態(tài)補(bǔ)償、公眾參與等方面的生態(tài)空間分區(qū)管控實(shí)施保障機(jī)制。其次強(qiáng)化生態(tài)空間分區(qū)管控信息化平臺(tái)的建設(shè)，動(dòng)態(tài)監(jiān)察不同生態(tài)管控區(qū)內(nèi)的準(zhǔn)入許可、清單管理、用途轉(zhuǎn)換等內(nèi)容，以現(xiàn)代化的信息技術(shù)方法監(jiān)督相關(guān)政策條例的落實(shí)。