國(guó)土空間復(fù)合生態(tài)功能識(shí)別與分區(qū)
——以浙江省湖州市為例

姜芳茗，徐志 紅2，王建 鋒2，游詩(shī) 雪，沈少 澤2，岑慶 ，鄧勁 松,3*

（1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，杭州310058；2.浙江省自然資源調(diào)查登記中心，杭州310012；3.浙江生態(tài)文明研究院，浙江湖州313300）

過(guò)去30年，中國(guó)經(jīng)歷了快速的城市化發(fā)展。與此同時(shí)，城市人口激增、環(huán)境污染、生物多樣性減少和用地矛盾等一系列問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)[1]。其中，用地矛盾主要體現(xiàn)為建設(shè)用地、農(nóng)用地和生態(tài)用地相互擠占，在一定程度上會(huì)對(duì)區(qū)域土地資源的可持續(xù)利用造成威脅[2]?；谏鷳B(tài)功能識(shí)別對(duì)國(guó)土空間進(jìn)行合理分區(qū)能為空間用途管控提供參考[3]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程所形成和維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[4]，對(duì)其重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)可以識(shí)別生態(tài)功能空間分異規(guī)律及提供生態(tài)功能的重要區(qū)域。目前，多數(shù)研究在評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)所選取的指標(biāo)主要集中于生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)。如：陳峰等[5]選取固碳、水土保持、水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù)等指標(biāo)對(duì)中國(guó)陸地的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；高夢(mèng)雯等[6]在構(gòu)建喀斯特山區(qū)生態(tài)安全格局的研究中，選取生物多樣性、水源涵養(yǎng)和水土保持等指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)。這些研究普遍對(duì)供給服務(wù)和文化服務(wù)的重視不夠，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果較片面，評(píng)價(jià)結(jié)果的應(yīng)用具有局限性。在評(píng)價(jià)方法的選擇上，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評(píng)估（integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs, InVEST）模型相較生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)人工智能（artificial intelligence for ecosystem services,ArIES）模型、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值（social values for ecosystem services,SolVES）模型等更為成熟，在空間分析功能、應(yīng)用成本和評(píng)估精度方面更具優(yōu)勢(shì)[7]，被廣泛應(yīng)用于生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)的評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)的方法中，市場(chǎng)價(jià)格法[8]、邁阿密模型[9]等方法能夠較客觀地反映該服務(wù)的空間分布情況。但評(píng)價(jià)景觀文化服務(wù)的方法尚處于探索階段，多數(shù)研究結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)和問(wèn)卷調(diào)查法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)，如付晶等[10]結(jié)合興趣點(diǎn)（point of interest, POI）數(shù)據(jù)與訪談法獲得了較好的可信數(shù)據(jù)，以評(píng)價(jià)珠穆朗瑪峰的文化服務(wù)。

區(qū)域空間兼具社會(huì)功能、經(jīng)濟(jì)功能和生態(tài)功能，因此，在分區(qū)時(shí)應(yīng)充分考慮區(qū)域空間的多功能性，追求復(fù)合功能價(jià)值的最大化與可持續(xù)利用[11]。國(guó)外對(duì)國(guó)土空間分區(qū)的研究起步較早，歐洲及美國(guó)等地常以區(qū)域空間特征為基礎(chǔ)，注重區(qū)域間的差異性，且最小分區(qū)單元不打破行政界限，這對(duì)國(guó)內(nèi)國(guó)土空間分區(qū)的研究有一定的借鑒意義[12]。國(guó)內(nèi)對(duì)國(guó)土空間分區(qū)的研究主要集中于對(duì)地域功能的識(shí)別以及對(duì)生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間等“三生空間”的劃定[13]。國(guó)土空間的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)空間的科學(xué)管控密切相關(guān)，而合理的國(guó)土空間評(píng)價(jià)體系和技術(shù)方法構(gòu)建是生態(tài)空間識(shí)別和分區(qū)的基礎(chǔ)。張合兵等[14]根據(jù)地類用途劃分基礎(chǔ)生態(tài)空間和人工生態(tài)空間，并確定了自然生態(tài)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)范圍，該方法易于操作且便于后期管理，但無(wú)法權(quán)衡各地類生態(tài)功能的復(fù)合性。傅麗華等[15]、鄭茜等[16]分別從網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、景觀連通性等理論出發(fā)構(gòu)建生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)，彈性劃定生態(tài)空間邊界，該方法基于一定的生態(tài)要素進(jìn)行功能分區(qū)，但構(gòu)建的結(jié)果抽象，實(shí)際管理困難。還有大量學(xué)者從生態(tài)功能重要性、生態(tài)敏感性的角度出發(fā)劃定生態(tài)空間分區(qū)[17-19]，該方法能權(quán)衡地類的多功能集成，但現(xiàn)有研究多側(cè)重于對(duì)水土保持、碳固定等生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)的權(quán)衡，缺少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)其他維度的評(píng)價(jià)。在分區(qū)方法的選擇上，國(guó)內(nèi)早期研究國(guó)土空間分區(qū)常用的方法有專家咨詢法、綜合分析法等定性分析方法[20]，后來(lái)又發(fā)展了如聚類分析法[21]、主成分分析法[22]等定量分析方法。近年來(lái)，“三維魔方”模型在國(guó)土功能分區(qū)研究中也被廣泛用于識(shí)別空間主導(dǎo)利用方式[23]。

浙江省湖州市是全國(guó)唯一一個(gè)同時(shí)榮獲國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)示范市和“綠水青山就是金山銀山”實(shí)踐創(chuàng)新基地稱號(hào)的地級(jí)市，對(duì)其開(kāi)展復(fù)合生態(tài)功能識(shí)別與分區(qū)的探索對(duì)新時(shí)代國(guó)土空間規(guī)劃體系的構(gòu)建具有示范和借鑒意義。本研究基于湖州市的生態(tài)本底和發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)體系，識(shí)別復(fù)合生態(tài)功能空間分布，以評(píng)價(jià)結(jié)果為判斷依據(jù)，利用“三維魔方”模型對(duì)湖州市進(jìn)行分區(qū)研究，并對(duì)不同分區(qū)的保護(hù)或利用方式提出建議。

1 研究區(qū)概況與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

浙江省湖州市位于30°22′—31°11′N、119°14′—120°29′E，東西長(zhǎng)126 km，南北寬90 km。地勢(shì)總體由西南向東北傾斜，中西部為丘陵、河谷平原，東部屬長(zhǎng)江三角洲沖積平原，河網(wǎng)密布。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候。全市轄吳興、南潯兩區(qū)和德清、長(zhǎng)興、安吉三縣，面積5 820 km2，戶籍人口265萬(wàn)，常住人口298 萬(wàn)，2018 年全市地區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)2 719億元。湖州市作為“長(zhǎng)三角城市群”組成城市、環(huán)杭州灣大灣區(qū)核心城市，區(qū)位條件優(yōu)越，自然資源豐富。以湖州市為對(duì)象開(kāi)展復(fù)合生態(tài)功能識(shí)別與分區(qū)研究能為新時(shí)代國(guó)土空間規(guī)劃提供參考。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本研究所用數(shù)據(jù)包括：數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（http://www.gscloud.cn），空間分辨率為30 m；2018 年氣象站點(diǎn)降水量、土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)（http://www.resdc.cn），空間分辨率為1 000 m；2018年常住人口數(shù)據(jù)（http://www.worldpop.org），空間分辨率為100 m；其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)自《湖州統(tǒng)計(jì)年鑒（2019）》、高德地圖平臺(tái)、攜程旅游網(wǎng)平臺(tái)以及政府相關(guān)部門，相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得到，數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)皆為2018年。

本研究中數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正和地形校正；統(tǒng)一數(shù)據(jù)坐標(biāo)系；將相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)空間化；將POI表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)矢量圖層；將所有柵格圖層重采樣為100 m×100 m空間分辨率的數(shù)據(jù)，以100 m×100 m作為綜合評(píng)價(jià)時(shí)的空間尺度。

2 研究方法

2.1 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)

聯(lián)合國(guó)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估（millennium ecosystem assessment,MA）計(jì)劃將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為4 類，包括生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)、物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)、景觀文化服務(wù)以及維持其他類型服務(wù)所必需的支持服務(wù)[24]。本文選取前3類作為研究區(qū)復(fù)合生態(tài)功能識(shí)別的依據(jù)。

2.1.1 生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)

參考相關(guān)生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)研究成果[25-31]，考慮研究區(qū)自然資源稟賦情況，選取對(duì)研究區(qū)較為重要的6類生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)（表1），并利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和InVEST模型[32]進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本研究選用InVEST模型的生境質(zhì)量模塊來(lái)評(píng)價(jià)生物多樣性，其關(guān)聯(lián)在于：生境質(zhì)量越高說(shuō)明生物受到的脅迫越少、被保護(hù)得越充分，即生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性維持功能越強(qiáng)。在運(yùn)用該模型時(shí)選取農(nóng)用地、城鎮(zhèn)用地、工業(yè)用地、道路及礦山作為威脅因子，依據(jù)土地利用與威脅因子間的作用關(guān)系，綜合考慮不同生境地類對(duì)威脅因子的脅迫強(qiáng)度，計(jì)算生境退化程度，再結(jié)合不同土地利用類型的生境適應(yīng)性進(jìn)行生境質(zhì)量評(píng)分，將生境質(zhì)量空間化。

本研究評(píng)價(jià)的6類生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)存在交叉重疊的情況，因此通過(guò)加權(quán)的方法對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。權(quán)重確立過(guò)程綜合應(yīng)用層次分析法、德?tīng)柗品ê蛯＜掖蚍址?。最后利用自然斷點(diǎn)法將評(píng)價(jià)結(jié)果分為三級(jí)。評(píng)價(jià)方法及各指標(biāo)權(quán)重如表1所示。

表1 生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)的方法及各指標(biāo)權(quán)重Table 1 Methods of importance evaluation of ecological regulation services and weight of each index

2.1.2 物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)

本文通過(guò)計(jì)算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的土地綜合生產(chǎn)潛力來(lái)體現(xiàn)物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)，并使用自然斷點(diǎn)法將結(jié)果分為三級(jí)。首先運(yùn)用Miami 模型和Thornthwaite Memorial 模型計(jì)算研究區(qū)的植被氣候生產(chǎn)潛力，并根據(jù)Liebig 最小因子定律取最低值作為氣候生產(chǎn)潛力標(biāo)準(zhǔn)值[33]。選取坡度、土壤質(zhì)地、道路距離、水源距離、工廠距離和城鎮(zhèn)距離等6個(gè)指標(biāo)作為修正因子，采用無(wú)量綱分值標(biāo)準(zhǔn)打分，各指標(biāo)的結(jié)果如表2所示。

表2 綜合生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)量綱分值標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Dimensionless score standard of comprehensive production potential evaluation indexes

對(duì)各指標(biāo)賦權(quán)重后計(jì)算得到綜合修正系數(shù)，然后對(duì)植被氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行修正，得到土地綜合生產(chǎn)潛力。計(jì)算公式如下：

式中：T為年平均氣溫；R為年降水量；V為年平均實(shí)際蒸散量；WT、WR、WV分別為年平均氣溫、年降水量和年平均實(shí)際蒸散量決定的氣候生產(chǎn)潛力；W為研究區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)氣候生產(chǎn)潛力；Yi為柵格i的綜合生產(chǎn)潛力；Wi為柵格i的氣候生產(chǎn)潛力；Ki為柵格i的綜合生產(chǎn)潛力修正系數(shù)；Xi為柵格i的綜合修正指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化分值。

2.1.3 景觀文化服務(wù)

生態(tài)系統(tǒng)是景觀文化服務(wù)的供應(yīng)者，人類是該服務(wù)的受益者，因此，本研究從供應(yīng)-需求視角評(píng)價(jià)景觀文化服務(wù)。由于景觀文化服務(wù)的無(wú)形性和人類體驗(yàn)的主觀性，景觀文化服務(wù)評(píng)價(jià)在空間量化表達(dá)上存在困難。本研究引入最大熵（maximum entropy, MaxEnt）模型[34]，利用多源數(shù)據(jù)，從供應(yīng)-需求的視角出發(fā)，識(shí)別研究區(qū)景觀文化服務(wù)空間分布，并采用自然斷點(diǎn)法將評(píng)價(jià)結(jié)果分為三級(jí)。

MaxEnt模型基于最大熵原理，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過(guò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)建立約束條件，探索樣本數(shù)據(jù)與多個(gè)環(huán)境變量間的特征關(guān)系，構(gòu)建約束條件-特征函數(shù)，可以識(shí)別出空間內(nèi)最大熵的概率分布。本研究選取已有的風(fēng)景區(qū)、觀光園和公園（POI 數(shù)據(jù)）作為樣本點(diǎn)，選用自然變量（土地利用覆被、坡度、距水源距離）和人為變量（距道路、食宿、城鎮(zhèn)中心距離）作為環(huán)境變量[35-36]，通過(guò)MaxEnt 模型識(shí)別得出景觀文化服務(wù)供應(yīng)能力的空間分布。

景觀文化服務(wù)需求水平由景觀文化受益群體的空間分布和景點(diǎn)POI 的受歡迎程度來(lái)反映。其中，常住人口數(shù)據(jù)來(lái)源于英國(guó)南安普頓大學(xué)通過(guò)建模生成的網(wǎng)格化人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集，選取年份為2018年；旅游人口數(shù)據(jù)來(lái)源于《湖州統(tǒng)計(jì)年鑒（2019）》，按區(qū)縣統(tǒng)計(jì)分析；景點(diǎn)POI 受歡迎程度通過(guò)從攜程網(wǎng)平臺(tái)上獲取2018年景點(diǎn)的評(píng)論條數(shù)，然后對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行地理空間插值得到。本研究對(duì)以上3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行正向歸一化處理后再重采樣成相同空間分辨率的柵格圖層。景觀文化服務(wù)需求水平計(jì)算公式如下：

式中：Di為柵格i的景觀文化服務(wù)需求水平指數(shù)；Wr、Wt、Wv分別為常住人口、旅游人口和景點(diǎn)POI 受歡迎程度3 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，分別為0.2、0.3、0.5；Ri為柵格i的常住人口指數(shù)；Ti為柵格i的旅游人口指數(shù)；Vi為柵格i的景點(diǎn)POI受歡迎程度指數(shù)。

將景觀文化服務(wù)供應(yīng)能力和需求水平結(jié)果進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，公式如下：

式中：Li為柵格i的景觀文化服務(wù)綜合水平；wR、wT分別為景觀文化服務(wù)供應(yīng)能力、需求水平2個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，分別為0.5、0.5；Si為柵格i的景觀文化服務(wù)供應(yīng)能力指數(shù)；Di為柵格i的景觀文化服務(wù)需求水平指數(shù)。

2.2 生態(tài)功能空間分區(qū)方法

本研究引入“三維魔方”模型對(duì)生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)、物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)、景觀文化服務(wù)進(jìn)行三維評(píng)判，將得到的單元空間歸為不同分區(qū)類型。“三維魔方”模型的基本原理是將不同指標(biāo)作為互為正交的向量并構(gòu)建三維空間坐標(biāo)系，在相應(yīng)維度上設(shè)定n個(gè)節(jié)點(diǎn)表示指標(biāo)的屬性值，不同維度的節(jié)點(diǎn)可組合形成n×n×n個(gè)三維魔方單元，通過(guò)制訂單元?dú)w類規(guī)則可對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分類。本研究設(shè)定生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)為X軸，物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)為Y軸，景觀文化服務(wù)為Z軸，依據(jù)3類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評(píng)價(jià)結(jié)果中按重要性劃分的1、2、3 級(jí)[12,37-38]（數(shù)值越小代表該服務(wù)的重要性越顯著），構(gòu)建出3×3×3 的三維魔方，共27 種組合，歸類規(guī)則如表3所示。

表3 生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)-物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)-景觀文化服務(wù)的“三維魔方”單元Table 3 “Three-dimensional Rubik’s cube” unit of ecological regulation service-material production service-landscape culture service

本研究從生態(tài)保護(hù)的視角進(jìn)行空間分級(jí)。首先根據(jù)生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)等級(jí)將研究區(qū)劃分為3 個(gè)等級(jí)：一級(jí)為重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)，二級(jí)為生態(tài)功能保障，三級(jí)為綜合利用。再基于復(fù)合生態(tài)功能將研究區(qū)劃分為7 個(gè)分區(qū)：核心類生態(tài)保護(hù)區(qū)為生態(tài)效益最好的區(qū)域，也包括少部分生態(tài)與生產(chǎn)功能值都高的區(qū)域；重要自然資源保護(hù)區(qū)為生態(tài)功能值最高且兼具農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和景觀文化旅游發(fā)展的區(qū)域；一般類生態(tài)保護(hù)區(qū)為生態(tài)功能值較高、物質(zhì)生產(chǎn)功能和景觀文化服務(wù)不突出的生態(tài)區(qū)；生態(tài)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)為生態(tài)功能較好、物質(zhì)生產(chǎn)功能顯著的區(qū)域；生態(tài)-旅游經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)為生態(tài)功能較好且景觀文化服務(wù)也較顯著的區(qū)域；城鎮(zhèn)-旅游經(jīng)濟(jì)區(qū)為城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)景觀文化服務(wù)較好的區(qū)域；城鎮(zhèn)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)區(qū)為城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)物質(zhì)生產(chǎn)功能較好的區(qū)域。

按照集聚性原則，結(jié)合研究區(qū)城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界和生態(tài)保護(hù)紅線以及自然保護(hù)區(qū)、森林公園、生態(tài)公益林及風(fēng)景名勝區(qū)等生態(tài)嚴(yán)格保護(hù)區(qū)域邊界線，將同類型破碎斑塊進(jìn)行合并，從而確定7 個(gè)分區(qū)的邊界范圍。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)空間分布

研究區(qū)的生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)值呈較明顯的自西向東逐漸降低的趨勢(shì)，與植被覆蓋度和地形地貌特征有很大的相關(guān)性（圖1）。一級(jí)區(qū)占比41.41%，主要分布于安吉縣、長(zhǎng)興縣北部、吳興區(qū)西南部和德清縣西部；二級(jí)區(qū)占比38.13%，主要分布于南潯區(qū)、長(zhǎng)興縣南部及德清縣東部；三級(jí)區(qū)占比20.46%，集中分布在湖州市東部和中北部等水網(wǎng)平原區(qū)。其中，不同類型的生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)高值區(qū)存在差異：生物多樣性維持高值區(qū)主要集中在環(huán)市域北、西、南三面，同時(shí)與東部城鎮(zhèn)空間交替分布；水源涵養(yǎng)高值區(qū)集中于安吉縣和德清縣西部；碳固定高值區(qū)集中在安吉縣、德清縣和長(zhǎng)興縣等高山林地；土壤保持高值區(qū)集中在市域西南、中南和北部的林地、園地和草地等自然屬性地類區(qū)；水環(huán)境凈化高值區(qū)主要分布于安吉縣南部、長(zhǎng)興縣北部的自然植被區(qū)；大氣環(huán)境凈化高值區(qū)集中在水網(wǎng)密集的南潯區(qū)和吳興區(qū)東北部。

圖1 湖州市生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.1 Evaluation results of ecological regulation service in Huzhou City

3.2 物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)空間分布

研究區(qū)的物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)值呈東高西低、中部高、南北低的趨勢(shì)（圖2）。一級(jí)區(qū)占比37.30%，主要分布在湖州市東部水網(wǎng)平原區(qū)與西部河谷丘陵區(qū)，集中于長(zhǎng)興縣和德清縣；二級(jí)區(qū)占比29.24%，主要分布在長(zhǎng)興縣以北和安吉縣的林地、灌叢和草地等天然用地區(qū)；三級(jí)區(qū)占比33.46%，分布于湖州市北部和南部山區(qū)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，市域東部地區(qū)呈現(xiàn)極高值與極低值交叉分布的狀態(tài)，體現(xiàn)該區(qū)域存在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)發(fā)展的用地矛盾。

圖2 湖州市物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Evaluation results of material production service in Huzhou City

3.3 景觀文化服務(wù)空間分布

研究區(qū)景觀文化服務(wù)值的空間分布體現(xiàn)了自然要素和社會(huì)要素的共同作用（圖3）。一級(jí)區(qū)占比14.56%，分布在安吉縣自然景觀資源豐富的低地勢(shì)區(qū)、吳興區(qū)北部城鎮(zhèn)集中發(fā)展區(qū)和中南部生態(tài)公益林區(qū)及德清縣西北部莫干山風(fēng)景區(qū)和中部水源保護(hù)區(qū)；二級(jí)區(qū)占比46.95%，主要分布于一級(jí)區(qū)周邊區(qū)域；三級(jí)區(qū)占比38.49%，主要分布于南潯區(qū)。

圖3 湖州市景觀文化服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Evaluation result of landscape culture service in Huzhou City

3.4 生態(tài)功能空間分區(qū)結(jié)果

本研究最終形成3 個(gè)等級(jí)、7 個(gè)分區(qū)的分區(qū)結(jié)果（圖4）。

圖4 湖州市復(fù)合生態(tài)空間分級(jí)分區(qū)結(jié)果Fig.4 Grading and zoning results of complex ecological space in Huzhou City

1）一級(jí)劃定為重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)，占34.87%，重點(diǎn)保護(hù)龍王山自然保護(hù)區(qū)、天荒坪風(fēng)景名勝區(qū)、多個(gè)自然保護(hù)小區(qū)、老虎潭水庫(kù)、合溪水庫(kù)等重要生態(tài)要素。其中：核心類保護(hù)區(qū)占重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)的66.50%，主要分布在安吉縣、長(zhǎng)興縣北部和市域中南部。該區(qū)域地勢(shì)較高，森林密布，人為活動(dòng)痕跡極少，主要地類為林地和小部分園地。重要自然資源保護(hù)區(qū)與核心類保護(hù)區(qū)相間，零散分布于重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)內(nèi)，主要沿山谷呈條帶狀分布。

2）二級(jí)劃定為生態(tài)功能保障，占38.96%。其中：一般類生態(tài)保護(hù)區(qū)主要分布在南潯區(qū)西部和長(zhǎng)興縣南部的低丘緩坡區(qū)，該類型保護(hù)區(qū)內(nèi)的地類主要有林地、水域和少量生態(tài)效益較高的園地、水田，包含仙山湖和揚(yáng)子鱷自然保護(hù)區(qū)等典型生態(tài)要素；生態(tài)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)主要分布在長(zhǎng)興縣、安吉縣東北部和吳興區(qū)中南部的河谷平原地帶，用地類型主要為水田、茶園、果園，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要生態(tài)功能；生態(tài)-旅游經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)總范圍較小，零散分布于長(zhǎng)興縣和安吉縣的一般類生態(tài)保護(hù)區(qū)內(nèi)，多數(shù)為集聚小村鎮(zhèn)。

3）三級(jí)劃定為綜合利用，占26.17%。其中：城鎮(zhèn)-旅游經(jīng)濟(jì)區(qū)主要分布在城鎮(zhèn)空間內(nèi)交通、生活便捷的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的旅游景觀主要為人文類景觀，包括濕地公園、城市公園、博物館等；城鎮(zhèn)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)區(qū)集中分布在德清縣、長(zhǎng)興縣西部和南潯區(qū)東北部的城區(qū)內(nèi)，用地類型主要為水田，一定程度上為城鎮(zhèn)提供了生態(tài)服務(wù)。

4 討論

本研究從生態(tài)調(diào)節(jié)、物質(zhì)生產(chǎn)和景觀文化三方面入手，選取能充分反映研究區(qū)特征的指標(biāo)，形成一套完整的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)體系，識(shí)別復(fù)合生態(tài)功能分布情況，從而對(duì)湖州市進(jìn)行生態(tài)功能空間分區(qū)。本研究得到的評(píng)價(jià)體系及分區(qū)方法可以應(yīng)用于與湖州市類似的其他城市的生態(tài)功能識(shí)別研究與生態(tài)功能空間分區(qū)工作。在物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)評(píng)價(jià)中，運(yùn)用Miami 模型和Thornthwaite Memorial模型得到標(biāo)準(zhǔn)植被氣候生產(chǎn)潛力，選取指標(biāo)并分別賦權(quán)重構(gòu)建綜合修正因子對(duì)其進(jìn)行修正，客觀地反映出研究區(qū)物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)的空間分布情況，與當(dāng)量因子法相比更能體現(xiàn)區(qū)域特征。在景觀文化服務(wù)評(píng)價(jià)中，從供給-需求的視角出發(fā)，運(yùn)用MaxEnt 模型，利用網(wǎng)絡(luò)多源大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為該類型評(píng)價(jià)提供了新思路。

本研究結(jié)果表明，湖州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)呈現(xiàn)較明顯的空間集聚性，有利于后續(xù)規(guī)劃中生態(tài)保護(hù)邊界的劃定、開(kāi)發(fā)建設(shè)的選址以及各項(xiàng)政策的實(shí)施。湖州市西南部與北部以重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)為主；中部多數(shù)為生態(tài)功能保障區(qū)，鑲嵌部分綜合利用區(qū)；東部以綜合利用區(qū)為主。重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)應(yīng)保障其生態(tài)用地只增不減、土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度只降不升，整體以禁止開(kāi)發(fā)為主，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有擾動(dòng)或破壞的土地利用活動(dòng)建議退出，建立生態(tài)保護(hù)導(dǎo)向的考核機(jī)制，探索跨行政邊界的多元生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。生態(tài)功能保障區(qū)在空間管制上應(yīng)納入禁止建設(shè)區(qū)或限制建設(shè)區(qū)，整體目標(biāo)是以復(fù)合利用的方式保障生態(tài)、循序建設(shè)，發(fā)揮生態(tài)景觀、休閑觀光、歷史人文等多種功能，以求發(fā)揮更大生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。綜合利用區(qū)在空間管制上要避免城鎮(zhèn)用地?cái)D占生態(tài)用地，合理布局生態(tài)用地，控制建筑密度，提高綠化率，充分利用生態(tài)資源并進(jìn)行多樣化開(kāi)發(fā)以提高生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值。

本研究對(duì)湖州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)的結(jié)果旨在用于空間分區(qū)與后續(xù)管控的政策建議，因此未計(jì)算其貨幣價(jià)值。出于其他目的評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，還可以利用實(shí)際市場(chǎng)法、替代市場(chǎng)法和模擬市場(chǎng)法等方法，用統(tǒng)一的貨幣價(jià)值單位反映不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。由于數(shù)據(jù)的有限性，本研究在評(píng)價(jià)物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)時(shí)僅計(jì)算了土地綜合生產(chǎn)能力，未考慮漁業(yè)生產(chǎn)能力。此外，本研究目前只得出了宏觀的分區(qū)結(jié)果，在具體實(shí)施過(guò)程中可能與其他規(guī)劃存在矛盾，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步細(xì)化調(diào)整。本研究下一步工作的方向是基于生態(tài)功能空間識(shí)別結(jié)果提取生態(tài)源地，運(yùn)用最小累計(jì)阻力模型計(jì)算生成最小累計(jì)阻力面，提取生態(tài)廊道，從而進(jìn)一步探索構(gòu)建研究區(qū)的復(fù)合生態(tài)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)空間格局，增強(qiáng)研究結(jié)果的應(yīng)用性。

5 結(jié)論

本文以湖州市為研究區(qū)，秉持生態(tài)優(yōu)先的原則，兼顧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)土空間復(fù)合生態(tài)功能的識(shí)別與分級(jí)分區(qū)，得到以下主要結(jié)論：1）湖州市的生態(tài)本底優(yōu)勢(shì)明顯，生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)高值區(qū)主要集中分布在市域中西部地區(qū)和北部山區(qū)；物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)高值區(qū)主要分布在西部水網(wǎng)平原區(qū)；景觀文化服務(wù)呈現(xiàn)自然要素與社會(huì)要素共同作用的分布趨勢(shì)，高值區(qū)集中在東西中軸地區(qū)和北部山區(qū)。2）基于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果，采用“三維魔方”模型對(duì)湖州市進(jìn)行分級(jí)分區(qū)，并綜合當(dāng)?shù)卣咔闆r，形成3個(gè)等級(jí)、7個(gè)分區(qū)的空間分區(qū)結(jié)果。其中：一級(jí)劃定為重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)，分為核心類生態(tài)保護(hù)區(qū)和重要自然資源保護(hù)區(qū)；二級(jí)劃定為生態(tài)功能保障，分為一般類生態(tài)保護(hù)區(qū)、生態(tài)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)和生態(tài)-旅游經(jīng)濟(jì)復(fù)合區(qū)；三級(jí)劃定為綜合利用，分為城鎮(zhèn)-旅游經(jīng)濟(jì)區(qū)和城鎮(zhèn)-生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)區(qū)。