吳健生，鐘曉紅,*，彭 建，秦 維

1 北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院，深圳 518055 2 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，北京 100871

基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的小尺度區(qū)域生態(tài)用地功能分類
——以重慶兩江新區(qū)為例

吳健生1，鐘曉紅1,*，彭 建2，秦 維1

1 北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院，深圳 518055 2 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，北京 100871

生態(tài)用地功能分類是其生態(tài)價(jià)值評估及管理的基礎(chǔ)，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系聯(lián)系密切；對小尺度區(qū)域進(jìn)行生態(tài)用地功能分類研究有助于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生態(tài)資源管理。以重慶兩江新區(qū)為例，選取該區(qū)8種重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，兼顧生態(tài)與社會(huì)成分，基于層次聚類法得到6類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇，依據(jù)提供重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和維護(hù)關(guān)鍵生態(tài)過程的原則，對其重要性等級進(jìn)行了劃分；依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇與土地利用類型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將生態(tài)用地定義為提供重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、維護(hù)關(guān)鍵生態(tài)過程或生態(tài)脆弱的用地空間，并按重要性將其劃分為3個(gè)等級。研究結(jié)果表明，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的生態(tài)用地分類框架不僅能夠最大限度涵蓋生態(tài)用地的功能屬性，而且能夠在空間上量化不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相對比例，有助于對用地類型與生態(tài)功能之間的對應(yīng)關(guān)系形成深入系統(tǒng)的認(rèn)識，也可為精細(xì)化生態(tài)管理提供參考。

生態(tài)用地; 功能分類；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇；小尺度區(qū)域；兩江新區(qū)

生態(tài)用地不僅是維護(hù)生態(tài)安全格局的重要屏障，也是改善人居環(huán)境、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要土地資源[1- 3]。20世紀(jì)90年代以來，中國快速城市化所產(chǎn)生的城市問題逐漸顯現(xiàn)，“生態(tài)用地”作為“自然環(huán)境中具有生態(tài)防護(hù)功能的空間要素”[4]被首次提出。然而，由于國外沒有嚴(yán)格意義上的“生態(tài)用地”概念，國內(nèi)學(xué)者對其界定標(biāo)準(zhǔn)也一直存在分歧，生態(tài)用地的深入研究和精細(xì)化管理遭遇瓶頸[5- 7]。針對管理實(shí)踐中生態(tài)用地要與現(xiàn)行土地分類體系接軌的需求，不少學(xué)者從土地利用/土地覆蓋現(xiàn)狀特征、主體功能等角度出發(fā)，進(jìn)行了生態(tài)用地概念的界定和功能分類的探索[7]。然而，目前尚無定量的評估方法進(jìn)一步探討生態(tài)用地分類的合理性。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇(ecosystem service bundles)是近年提出的有助于提高多功能景觀管理的研究方法。2007年，Kareiva等[8]首次提出“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇”這一概念，認(rèn)為自然可以被視為多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集合。Raudsepp-Hearne等[9]通過對研究區(qū)12種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行空間制圖和統(tǒng)計(jì)聚類分析，發(fā)現(xiàn)所形成的6類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇在空間上的分布與各類“社會(huì)-生態(tài)”子系統(tǒng)存在潛在聯(lián)系，并將這種“簇”定義為多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在空間或時(shí)間上的集聚。目前該方法主要用于識別生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系，定量分析多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在空間上的集聚特征[9- 12]。這種特征識別的結(jié)果即為用地的主導(dǎo)功能。借助生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇概念與方法，定量評估生態(tài)用地功能分類，將是檢驗(yàn)和完善既有分類體系的有益探索。

本文選取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)豐富且數(shù)據(jù)可獲得性較高的小尺度區(qū)域作為研究對象，以重慶兩江新區(qū)為例，在分析其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布特征與簇模式的基礎(chǔ)上，探討各類用地的空間和功能屬性，為建立適于復(fù)合生態(tài)空間管理[13]的用地分類體系提供新的研究思路。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

重慶兩江新區(qū)介于北緯29°33′54″—29°54′2″，東經(jīng)106°26′4″—106°45′35″之間，位于重慶主城長江以北、嘉陵江以東，包括江北區(qū)、渝北區(qū)、北碚區(qū)三個(gè)行政區(qū)部分區(qū)域及北部新區(qū)、兩路寸灘保稅港區(qū)。規(guī)劃面積約1200km2，可開發(fā)建設(shè)用地面積550km2。2010年，兩江新區(qū)被正式批為內(nèi)陸第一個(gè)國家級開發(fā)開放新區(qū)，不僅成為我國內(nèi)陸重要的先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地、長江上游地區(qū)的金融中心及創(chuàng)新中心和內(nèi)陸地區(qū)對外開放的重要門戶，更是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革試驗(yàn)的先行區(qū)和科學(xué)發(fā)展的示范窗口。

同時(shí)，該區(qū)地勢整體由西北向東南長江河谷緩慢傾斜降低，“四山夾三槽”以及“南接城北依山”的分布格局，形成了明顯的“城鎮(zhèn)人居-生態(tài)涵養(yǎng)”梯度分布，是典型的“社會(huì)-生態(tài)”活躍區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)種類豐富，對全國其他地方的生態(tài)管理與建設(shè)具有良好的示范作用。

1.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)Costanza等[14- 15]對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類，其中最重要的服務(wù)包括氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、水供應(yīng)、休閑娛樂、災(zāi)害避難、文化等。兩江新區(qū)作為開發(fā)開放新區(qū)，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，2014年其第一產(chǎn)業(yè)已被第二、三產(chǎn)業(yè)取代，其農(nóng)牧產(chǎn)品供給服務(wù)數(shù)據(jù)無法獲取，故本文重點(diǎn)關(guān)注與環(huán)境、社會(huì)、文化等相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；但為與現(xiàn)行土地利用分類銜接，并探討包含水田、旱地等備受爭議的用地類型的生態(tài)功能，本文仍以2010年兩江新區(qū)土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。最終，本文兼顧生態(tài)與社會(huì)成分，選取了8種重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(表1)。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間制圖

由于空間數(shù)據(jù)的分布特征直接影響最終的生態(tài)功能分布與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇模式。因此，有必要對數(shù)據(jù)來源和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間制圖方法做進(jìn)一步闡釋。

表1 重慶市兩江新區(qū)關(guān)鍵性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

地下水供給 地下水不僅是城市用水的主要來源，也對地下土壤濕度的保持和水流凈化起著支撐作用[16]，屬于一個(gè)地區(qū)發(fā)展的剛性約束。因此，參考兩江新區(qū)1∶25萬飲用水源保護(hù)區(qū)分布圖，在ArcGIS中，將飲用水源地賦值為1，其他賦值為0，等精度制成柵格圖。

地表徑流調(diào)節(jié) 地表徑流可調(diào)節(jié)水質(zhì)和凈化污染[16]。采用年平均模擬徑流作為衡量指標(biāo)，基于5m×5m數(shù)字高程模型(DEM)通過ArcGIS水文分析模塊得到。

碳固定 碳固定是被廣泛認(rèn)可的最重要的調(diào)節(jié)服務(wù)之一[17]?；趦山聟^(qū)2010年土地利用數(shù)據(jù)，通過InVEST模型計(jì)算地表生物、地下生物、土壤及腐殖質(zhì)四大碳庫的綜合碳儲(chǔ)量。由于缺乏當(dāng)?shù)靥紟鞌?shù)據(jù)，本文參考了政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的相關(guān)參數(shù)。同時(shí)，由于區(qū)內(nèi)200m以下區(qū)域主要分布于河谷區(qū)，200—500 m區(qū)域主要分布于河谷與山脈之間，500 m以上區(qū)域主要為山脈[18]，屬原生自然資源，生長年限更長，具有更高的固碳能力，故在既有土地利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將500m以上林地的碳庫參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整(表2)。

表2 基于IPCC碳庫的重慶市兩江新區(qū)土地利用類型對應(yīng)碳儲(chǔ)量/(Mg/hm2)

土壤保持 土壤流失降低土壤肥力，從而降低土地生產(chǎn)力，還會(huì)引發(fā)滑坡等自然災(zāi)害。本文中采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE模型)[19]計(jì)算得到。分別計(jì)算裸地土壤侵蝕量：RKLS=R×K×L×S，以及有管理措施和植被覆蓋的土壤侵蝕量：USLE=R×K×L×S×C×P，進(jìn)而得到土壤保持力：RUSLE=RKLS-USLE。其中，R為降雨侵蝕力，K為土壤可蝕性因子，L為坡長因子，S為坡度因子，C為植被覆蓋因子，P為土壤保持措施因子。由于兩江新區(qū)范圍較小，區(qū)域內(nèi)降雨量無顯著差異，因而降雨侵蝕力R取為常數(shù)1，其他因子基于土壤數(shù)據(jù)、DEM以及土地利用數(shù)據(jù)，參考InVEST模型說明書得到。

生境支持 生物多樣性的保持與生境質(zhì)量密切相關(guān)。借助InVEST模型分析生境斑塊在所處基質(zhì)中受到的各種威脅的綜合影響，主要涉及：每種威脅的相對影響、每種生境類型對于每種威脅源的相對敏感性、生境斑塊與威脅來源的距離以及土地受法律保護(hù)的程度。研究區(qū)內(nèi)土地的法律保護(hù)是有效的，賦值均為1；威脅因子除各級道路、各類建設(shè)用地、工礦用地以外，還包括農(nóng)田和果園，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)施肥和噴灑農(nóng)藥等活動(dòng)也直接威脅原生物種的生存。參考InVEST模型說明書及專家意見，確定威脅因子與敏感性因子的權(quán)重值及威脅源對生境的最大影響距離，最后輸入InVEST模型得到生境質(zhì)量分布圖。

土壤肥力 土壤有機(jī)質(zhì)含量一般表征土壤對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)支持能力的高低，但在本例中其作用在于表征生態(tài)建設(shè)的成本大小。土壤肥力越高，生態(tài)建設(shè)的成本越小，因此該項(xiàng)指標(biāo)對于生態(tài)管理決策具有重要參考價(jià)值。研究中采用的土壤有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)分別來自渝北、江北、北碚三區(qū)的土壤數(shù)據(jù)庫，經(jīng)ArcGIS等精度轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)。

文化娛樂 旅游景點(diǎn)具有較高的文化和觀賞價(jià)值。根據(jù)兩江新區(qū)綜合游憩分布圖，將郊野森林公園、大型城市公園、重要公共服務(wù)中心、重要文化活動(dòng)中心及其他區(qū)域按照重要性分別賦值為1、0.7、0.5、0.3、0，進(jìn)而反距離插值得到全域旅游景點(diǎn)重要性分布圖。

自然娛樂 森林面積越大的區(qū)域，自然觀賞價(jià)值和生物多樣性越高[9]。提取土地利用數(shù)據(jù)中“有林地”與“其他林地”，賦值為1，其他賦值為0，制成等精度柵格圖，選取森林面積比例作為指標(biāo)。

由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的最低精度為1∶25萬，等精度轉(zhuǎn)化相當(dāng)于500m×500m柵格。為了最大限度保留數(shù)據(jù)信息，本文在也將研究區(qū)劃分為500m×500m格網(wǎng)；同時(shí)剔除完全位于建設(shè)用地中的網(wǎng)格，最終得到3978個(gè)生態(tài)網(wǎng)格。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間制圖的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)各生態(tài)網(wǎng)格中各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量，并進(jìn)行0—1標(biāo)準(zhǔn)化，值越大則其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量在全域中的相對值越高(圖1)。

圖1 2010年重慶兩江新區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布圖

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇模式識別

對于500m×500m的格網(wǎng)來說，每個(gè)網(wǎng)格都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集合，即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇，但相鄰網(wǎng)格之間相似度極大，需要進(jìn)一步的聚類。聚類分析是數(shù)據(jù)挖掘、模式識別的重要內(nèi)容，是根據(jù)數(shù)據(jù)集中樣本的特征相似程度，將樣本劃分成不同類的過程，一般包括特征選擇、算法選擇、有效性驗(yàn)證和結(jié)果解釋四個(gè)步驟[20]。為得到較為穩(wěn)定的聚類結(jié)果，本文采用凝聚型層次聚類算法，參考CSP(Compact-Separate Proportion)聚類有效性指標(biāo)[21]確定最佳聚類數(shù)目。該指標(biāo)為樣本的聚類離差度和聚類合成度的比值，最大值即為最佳聚類數(shù)目。

3 結(jié)果與討論

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布特征

不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在重慶兩江新區(qū)的分布特征如圖1所示。輔以各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的Moran′ I指數(shù)發(fā)現(xiàn)，除土壤保持服務(wù)在空間上沒有明顯的集聚特征以外，其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均呈現(xiàn)出一定的集聚狀態(tài)。社會(huì)、生態(tài)、地理因素導(dǎo)致人類活動(dòng)和相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的集中。例如人類的文化娛樂活動(dòng)優(yōu)先分布于較為平坦且靠近自然娛樂性高的地區(qū)，自然娛樂性高的地區(qū)分布于碳固定、生境質(zhì)量、土壤肥力等服務(wù)值相對較高的地區(qū)，地下水源供給主要集中于人口密度極小的地區(qū)。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇模式分析

將3978個(gè)生態(tài)網(wǎng)格的8種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行層次聚類，最終確定的6類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇(圖2)，分別為：

A. 水源保護(hù)型。功能類型較為單一，其中地下水供給服務(wù)最顯著，其他服務(wù)均較弱，分布于區(qū)內(nèi)主要水源地：嘉陵江、長江、觀音洞水庫和御臨河西河水庫。B. 土壤保持型。土壤肥力和土壤保持服務(wù)顯著，但其他服務(wù)較弱，分布于四大山脈之間的低山丘陵區(qū)。C. 森林公園型。森林觀賞性、生境支持和碳固定服務(wù)最高，土壤肥力中等，主要分布于海拔500米以上的山地。D. 污染凈化型。地表水供給服務(wù)最為突出，文化娛樂服務(wù)中等，其他服務(wù)水平不高，主要分布于嘉陵江。E. 生態(tài)保育型。土壤肥力最高，生境支持、碳固定、自然娛樂和土壤保持服務(wù)排第二，分布于B和C類之間。F. 文化旅游型。文化娛樂服務(wù)最高，土壤肥力和土壤保持服務(wù)中等，其分布呈鑲嵌式，嵌于B中，并靠近E類。

圖2 2010年重慶兩江新區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇空間分布及簇模式圖

從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的重要性來看，水源保護(hù)及污染凈化型服務(wù)簇具有不可替代的生態(tài)功能，森林公園型服務(wù)簇具有最佳的生境，對保護(hù)生物多樣性具有重要價(jià)值，因此，這三者重要性級別最高；生態(tài)保育型服務(wù)簇其次，但其緩沖作用不容忽視，是城市可持續(xù)發(fā)展的必要保證；而土壤保持和文化旅游型服務(wù)簇自然生態(tài)功能最弱。因此，就重要性級別來說，ACD高于E，E高于BF。

從空間分布來看，這種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇模式與該區(qū)的“社會(huì)-生態(tài)”子系統(tǒng)相對應(yīng)。由此可知，分析不同空間上土地利用類型具有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇模式有助于識別出“社會(huì)-生態(tài)”子系統(tǒng)中土地的生態(tài)功能差異。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇與土地類型的關(guān)聯(lián)關(guān)系

探討土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇類型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，本文從以下兩個(gè)角度展開：(1)按網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)，識別各網(wǎng)格內(nèi)的主要土地利用類型(網(wǎng)格內(nèi)面積最大的土地利用類型)，在此基礎(chǔ)上得到各地類對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇分布比例；(2)按地類統(tǒng)計(jì)，計(jì)算研究區(qū)內(nèi)各用地類型所對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇分布比例。前者可濾除研究區(qū)內(nèi)面積小且破碎的土地利用類型(如圖3中人工牧草地、農(nóng)村道路、港口碼頭、坑塘水面等)，進(jìn)而識別出典型用地及其典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇類型，即用地的主要生態(tài)功能；后者則更為全面地涵蓋了研究區(qū)內(nèi)所有用地的生態(tài)功能，可補(bǔ)充完善典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇之間的相對強(qiáng)弱關(guān)系，即用地的主導(dǎo)生態(tài)功能。然而值得注意的是，按地類統(tǒng)計(jì)時(shí)，可能存在小面積地塊受周圍大環(huán)境的干擾，其表現(xiàn)出的主導(dǎo)生態(tài)功能并非源于自身。

圖3 土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇類型關(guān)聯(lián)關(guān)系統(tǒng)計(jì)圖

由圖3可知，海拔高于500m的有林地主要具有水源保護(hù)、森林公園以及生態(tài)保育等3種生態(tài)功能(按網(wǎng)格統(tǒng)計(jì))，其中有近3/4是森林公園型，近1/4是生態(tài)保育型(按地類統(tǒng)計(jì))；海拔低于500m的有林地主要生態(tài)功能除以上3種之外，還有一定的文化旅游功能(按網(wǎng)格統(tǒng)計(jì))，且其生態(tài)保育功能更加突出(按地類統(tǒng)計(jì))。其他土地利用類型所對應(yīng)的主要和主導(dǎo)生態(tài)功能如表3。

結(jié)合表3及圖2，可知：(1)水庫水面、河流水面是重要的水源保護(hù)和污染凈化用地，與人類活動(dòng)關(guān)系密切(具有一定文化旅游功能)，是提供重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)且極為脆弱的用地類型，需重點(diǎn)建設(shè)和維護(hù)；(2)海拔較高的山地有林地是森林公園建設(shè)的源地，而海拔較低的有林地、灌木林地、其他林地、果園具有較高的生態(tài)保育功能，是森林公園到城鎮(zhèn)的必要緩沖池，一旦缺失，生態(tài)系統(tǒng)將變得極其脆弱；(3)內(nèi)陸灘涂、采礦用地周邊與河流沿岸需要保留生態(tài)保育功能的綠地以維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(4)其他園地、茶園、其他草地、裸地、旱地、水田等多數(shù)為自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較弱且受人為影響較大的用地，生態(tài)價(jià)值較低；但也有少部分因距水源保護(hù)區(qū)較近，影響到關(guān)鍵的生態(tài)過程，例如施肥、噴灑農(nóng)藥等會(huì)造成地表徑流和地下水的污染，應(yīng)當(dāng)將其劃入生態(tài)用地，因此，判別此類用地的性質(zhì)需考慮其空間屬性；(5)設(shè)施農(nóng)用地、機(jī)場用地?zé)o重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，不屬于生態(tài)用地；(6)公路用地、鐵路用地、風(fēng)景名勝及特殊用地、村莊、建制鎮(zhèn)、城市等，本身不提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，但其與人類活動(dòng)關(guān)系密切，且部分還分布于水源保護(hù)區(qū)，因此，其周圍或內(nèi)部的綠地、水體等宜作為生態(tài)用地加以保護(hù)，一方面起到凈化空氣、防止水體污染以及緩解城市熱島效應(yīng)的作用，另一方面也是提升城市人居質(zhì)量的重要途徑；(7)其他用地的生態(tài)功能限于研究區(qū)數(shù)據(jù)暫時(shí)無法探討。

基于以上分析，生態(tài)用地具有提供重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、維護(hù)關(guān)鍵生態(tài)過程或生態(tài)脆弱等特點(diǎn)，具有一定的空間屬性，可劃分為三個(gè)等級：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)顯著的大面積有林地、灌木林地、其他林地、果園，以及生態(tài)脆弱且功能不可替代的河流、水庫等宜納入一級生態(tài)用地；處于關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇空間范圍內(nèi)的內(nèi)陸灘涂、采礦用地、其他園地、茶園、其他草地、裸地、水田及旱地等宜歸為二級生態(tài)用地；公路用地、鐵路用地沿線、風(fēng)景名勝及特殊用地、村莊、建制鎮(zhèn)以及城市內(nèi)部的綠地和水體，有助于提高人居質(zhì)量，可列為三級生態(tài)用地。在生態(tài)管理中，一、二級生態(tài)用地宜全部納入禁建區(qū)，需重點(diǎn)保護(hù)和完善；三級生態(tài)用地可根據(jù)社會(huì)發(fā)展需要進(jìn)行合理的建設(shè)與改造；其他用地不納入生態(tài)用地范疇。

表3 重慶市兩江新區(qū)土地利用類型的主導(dǎo)和主要生態(tài)功能

4 結(jié)論

生態(tài)用地的界定與功能分類不僅是相關(guān)生態(tài)政策制定的基礎(chǔ)，也是城市開發(fā)建設(shè)首先必須明確的問題，關(guān)系到土地資源的合理利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。為解決目前生態(tài)用地概念界定不清且分類體系混亂的問題，本文從復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論出發(fā)，以生態(tài)管理精度要求較高的小尺度區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的定量研究方法，對重慶兩江新區(qū)用地的生態(tài)功能進(jìn)行了實(shí)證分析?；趯ν恋乩妙愋团c生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析，本文總結(jié)出生態(tài)用地的界定標(biāo)準(zhǔn)，即提供重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、維護(hù)關(guān)鍵生態(tài)過程或生態(tài)脆弱的用地空間，這與大部分學(xué)者的定義一致。但關(guān)于生態(tài)用地的分類體系，本文并不囿于現(xiàn)行土地分類框架中按照社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性劃分的“類別”概念，而是引入生態(tài)用地的“空間”概念，將社會(huì)因子納入用地生態(tài)功能的權(quán)衡當(dāng)中，兼顧了生態(tài)成分和社會(huì)成分在空間上的互動(dòng)。這在一定程度上回答了既有研究中關(guān)于“水田、旱地、裸地等是否屬于生態(tài)用地”的爭議，為生態(tài)脆弱區(qū)的識別提供了新的視角和途徑；另一方面也有助于建立復(fù)合生態(tài)空間管理需求下的土地分類框架。

本文存在以下不足：一、兩江新區(qū)的個(gè)例不足以包含所有的用地類型，對于區(qū)域內(nèi)面積較小的地類也缺乏數(shù)據(jù)支撐，因此，要討論生態(tài)用地分類的普適標(biāo)準(zhǔn)還有待其他案例的補(bǔ)充；二、研究中選取的八種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，雖然較為典型，但服務(wù)種類涵蓋面有限，其他地區(qū)仍需根據(jù)自身的自然-社會(huì)特征加以改進(jìn)；三、本文探討了現(xiàn)有土地利用分類與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上得出了生態(tài)用地分類分級標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)用地分類與土地利用分類體系的銜接問題尚未論及，以上問題都有待改進(jìn)。

[1] 沈國舫. 關(guān)于“生態(tài)保護(hù)和建設(shè)”名稱和內(nèi)涵的探討. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(7): 1891- 1895.

[2] 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.

[3] 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.

[4] 董雅文, 周雯, 周嵐, 周慧. 城市化地區(qū)生態(tài)防護(hù)研究——以江蘇省、南京市為例. 城市研究, 1999, (2): 6- 8, 10- 10.

[5] 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)劃與管理對策研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(11).

[6] 喻鋒, 李曉波, 張麗君, 徐衛(wèi)華, 符蓉, 王宏. 中國生態(tài)用地研究: 內(nèi)涵、分類與時(shí)空格局. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(14).

[7] 符蓉, 喻鋒, 于海躍. 國內(nèi)外生態(tài)用地理論研究與實(shí)踐探索. 國土資源情報(bào), 2014, (2): 32- 36.

[8] Kareiva P, Watts S, McDonald R, Boucher T. Domesticated nature: Shaping landscapes and ecosystems for human welfare. Science, 2007, 316(5833): 1866- 1869.

[9] Raudsepp-Hearne C, Peterson G D, Bennett E M. Ecosystem service bundles for analyzing tradeoffs in diverse landscapes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(11): 5242- 5247.

[10] Qiu J X, Turner M G. Spatial interactions among ecosystem services in an urbanizing agricultural watershed. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(29): 12149- 12154.

[11] Petz K, Minca E L, Werners S E, Leemans R. Managing the current and future supply of ecosystem services in the Hungarian and Romanian Tisza River Basin. Regional Environmental Change, 2012, 12(4): 689- 700.

[12] Bennett E M, Peterson G D, Gordon L J. Understanding relationships among multiple ecosystem services. Ecology Letters, 2009, 12(12): 1394- 1404.

[13] 王如松, 李鋒, 韓寶龍, 黃和平, 尹科. 城市復(fù)合生態(tài)及生態(tài)空間管理. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(1): 1- 11.

[14] Costanza R. Ecosystem services: Multiple classification systems are needed. Biological Conservation, 2008, 141(2): 350- 352.

[15] Costanza R, DArge R, DeGroot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, ONeill R V, Paruelo J, Raskin R G, Sutton P, VandenBelt M. The value of the world′s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387(6630): 253- 260.

[16] Egoh B, Reyers B, Rouget M, Richardson D M, Le Maitre D C, van Jaarsveld A S. Mapping ecosystem services for planning and management. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2008, 127(1/2): 135- 140.

[17] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 4: Agriculture, Forestry and Other Land Use // Buendia L, Miwa K, Ngara T, Tanabe K, eds. The National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston, HS. Hayama, Japan: Institute for Global Environmental Strategies (IGES), 2006.

[18] 潘卓. 基于生態(tài)位適宜度的兩江新區(qū)低丘緩坡土地利用情景模擬研究[D]. 重慶: 西南大學(xué), 2013.

[19] Renard K G, Foster G R, Weesies G A, Porter J P. RUSLE: Revised universal soil loss equation. Journal of Soil and Water Conservation, 1991, 46(1): 30- 33.

[20] 張尚超. 基于連通性的聚類有效性問題研究[D]. 北京: 北京交通大學(xué), 2010.

[21] 周世兵. 聚類分析中的最佳聚類數(shù)確定方法研究及應(yīng)用[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2011.

Function classification of ecological land in a small area based on ecosystem service bundles: a case study in Liangjiang New Area, China

WU Jiansheng1, ZHONG Xiaohong1,*, PENG Jian2, QIN Wei1

1SchoolofUrbanPlanningandDesign,PekingUniversity,Shenzhen518055,China2CollegeofUrbanandEnvironmentSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China

Evaluation and management of ecological land (EL) are based on its proper function classification, which links closely with ecosystem service tradeoffs and synergies. The study of EL function classification in a small area may be a useful tool for improving the management of natural resource. In this study, we quantified 8 ecosystem services (ES), both ecological and social ones, in Liangjiang New Area, Chongqing, China. Based on the ES data, we identified 6 ecosystem service bundles based on hierarchical clustering analysis, and classified the bundles into 3 levels based on their relationship with key ecological processes and the importance of their service supply. Finally, we discussed the relationship between ecosystem service bundles and land use type, based on which we summarized the concept of EL and classified the land use type into 3 different levels of EL. The results showed that the function classification framework of EL based on ecosystem service bundles can express functional properties more comprehensively, as well as spatially quantify the relative proportions between different ecosystem services, which gives us a deeper understanding of the relationship between EL functions and land use types in small areas and provide guidelines for better ecosystem management.

ecological land; function classification; ecosystem service bundles; small area; Liangjiang New Area

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201311006)

2014- 08- 08;

2015- 03- 06

10.5846/stxb201408081581

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhong_xh@pku.edu.cn

吳健生，鐘曉紅，彭建，秦維.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇的小尺度區(qū)域生態(tài)用地功能分類——以重慶兩江新區(qū)為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(11):3808- 3816.

Wu J S, Zhong X H, Peng J, Qin W.Function classification of ecological land in a small area based on ecosystem service bundles: a case study in Liangjiang New Area, China.Acta Ecologica Sinica,2015,35(11):3808- 3816.