張亞麗, 胡希軍, 陳存友

基于GIS平臺的東山島生態(tài)保護紅線劃定研究

張亞麗1,2, 胡希軍2,*, 陳存友2

1. 邵陽學院, 湖南 邵陽 422000 2. 中南林業(yè)科技大學, 長沙 410000

為構建東山島綠色空間網(wǎng)絡和實現(xiàn)東山島國際旅游海島城市的發(fā)展目標, 對東山島生態(tài)空間的紅線劃定進行研究。以定性和定量相結合方法, 運用GIS技術將研究區(qū)的生態(tài)功能重要性、生態(tài)環(huán)境敏感性及禁止開發(fā)區(qū)進行綜合評價, 劃定其生態(tài)紅線。研究結果表明, 東山島生態(tài)功能紅線區(qū)域總面積為7518. 3hm2, 占研究區(qū)面積的30.27%。主要分兩級管控區(qū)域, 一級生態(tài)紅線區(qū)域面積為2064.84 hm2, 二級生態(tài)保護紅線區(qū)域面積5453.46 hm2, 生態(tài)紅線區(qū)域主要分布在西北部的大山、王爹山、針嶺山、牛犢山, 東南部的蘇峰山、親營山, 東部的海岸景觀帶, 南部的大帽山、旗山等植被覆蓋度高的區(qū)域。紅線區(qū)域的生態(tài)價值極高, 對維護全縣生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、提升生態(tài)安全格局水平、提高旅游生態(tài)承載力有著重要意義。

GIS; 生態(tài)紅線; 生態(tài)功能重要性; 生態(tài)敏感性; 東山島

0 前言

對于我國經(jīng)濟技術開發(fā)第一梯隊的東南沿海城市群而言, 海島是城市開發(fā)過程中的重要戰(zhàn)略資源。伴隨著交通業(yè)、旅游業(yè)、農(nóng)牧漁業(yè)等行業(yè)的深層“介入”, 近年來東山島的綠色空間水平下降、生物多樣性減弱等問題日漸嚴峻。生態(tài)紅線是特殊時期遏制生態(tài)環(huán)境惡化的客觀需要, 是促使城市共享與品質(zhì)發(fā)展的重要舉措, 更是優(yōu)化國家生態(tài)安全格局的基本前提[1]。在此背景下, 探討海島型城市的生態(tài)紅線劃定, 對于東山島實現(xiàn)生態(tài)資源有效保護、構建適度開發(fā)的城市發(fā)展框架具有積極意義。

生態(tài)紅線指的是保障和維護國土空間生態(tài)安全的最低限度(底線), 是生態(tài)空間內(nèi)需要強制力保護的具有特殊重要生態(tài)功能的區(qū)域, 是對城市生態(tài)用地的空間、面積和管理上進行綜合保護的制度和規(guī)劃理念創(chuàng)新。

高吉喜(2000)對浙江安吉進行生態(tài)規(guī)劃時首次提出“紅線控制”的相關概念[2], 2011年, “生態(tài)紅線”概念由國務院在《國務院關于加強環(huán)境保護重點工作的意見》中正式提出。高吉喜經(jīng)研究(2013)提出, 生態(tài)紅線有廣義和狹義之分, 狹義的生態(tài)紅線是在國土空間中的生態(tài)功能重要性、生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)、脆弱區(qū)等區(qū)域為實行嚴格保護而進行的界線劃定, 一般對應的是廣義中的生態(tài)功能保障基線[3]。蘇同向和王浩通過對不同學科學者的概念界定研究進行總結, 認為生態(tài)紅線是指保障城鄉(xiāng)生態(tài)安全格局、實現(xiàn)城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展的基本生態(tài)底線, 是戰(zhàn)略性的生態(tài)安全保護途徑, 其更強調(diào)從空間耦合的思路落實紅線劃定, 強調(diào)保護與建設工作的高度統(tǒng)一[4]。呂紅迪等(2014)認為生態(tài)紅線需要從空間構建的角度去看待, 把握“多要素、重過程、多分區(qū)、全覆蓋、含管理”等多個方面[5]。饒勝、張強等(2012)人認為, 生態(tài)紅線是由空間紅線、面積紅線和管理紅線共同構成的綜合管理體系[6]。燕守廣等(2014)在評估現(xiàn)狀資源等級及生態(tài)敏感性的基礎上, 將江蘇省風景名勝區(qū)、森林公園等已被保護的自然地區(qū)域劃為生態(tài)紅線范圍, 并分為兩級管控。黃偉等基于各區(qū)域的生態(tài)重要過程和管理需求的不同, 構建了海洋生態(tài)紅線區(qū)分級、分類劃定依據(jù), 該依據(jù)將生態(tài)紅線區(qū)分為重要海洋生態(tài)功能區(qū)、敏感區(qū)和脆弱區(qū)兩類, 并進行分級管控[7]。高吉喜詳細闡述了生態(tài)紅線劃定方法: 對國家重要功能區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)、脆弱區(qū)作為空間范圍的選取, 同時明確保護重點及存在的主要問題, 結合生態(tài)功能重要性、生態(tài)敏感性等評價, 最終通過空間疊加和制圖的方法得出[8]。

因研究時間較短和實證研究不足, 目前相關研究仍然存在不少待解決的問題。主要是因地域差異性, 而出現(xiàn)的如生態(tài)保護紅線面積最低控制值選取、評價體系建立及指標選取、評價方法及權重選取等各項環(huán)節(jié)的適宜性問題, 以及數(shù)據(jù)獲取及精度等[9]問題。因此, 本研究結合現(xiàn)有研究成果, 以東山島為例, 針對其生態(tài)旅游城市建設目標、綠色生態(tài)網(wǎng)絡構建框架的特點, 以現(xiàn)狀調(diào)研數(shù)據(jù)結合研究區(qū)自然地理特征, 嘗試建立對該區(qū)域更加全面、科學合理、具體的生態(tài)紅線劃定的技術方法及評價指標體系, 篩選針對性強、有效性高的指標因子, 探討東山島生態(tài)保護紅線的劃定方法。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

東山島位于福建省南部, 其地理坐標為北緯23°33′—23°47′, 東經(jīng)117°17′—117°35′, 屬典型的南亞熱帶海洋性季風氣候, 年平均降水量為1113.9 mm, 省少雨區(qū)。該島四面環(huán)海, 由東山主島和周圍67個小島組成, 陸地總面積為247.24 km2。

東山島整體地勢西北高、東南低, 西北部為低丘臺地地區(qū)、東南部多為濱海平原。島內(nèi)主要河流有西鋪溪、湖尾溪、東赤港溪等, 主要湖泊(庫塘)有紅旗水庫、雙東水庫等。

東山島植被系屬于閩粵沿海丘陵平原亞熱帶雨林區(qū)、閩南博平嶺東南濕熱帶雨林小區(qū), 區(qū)內(nèi)有高等植物352種, 島內(nèi)植被主要以常綠闊葉樹及南亞熱帶植物為主。

近年來, 東山島按照“一島一城市, 一島一景區(qū)”的思路進行城鄉(xiāng)一體化建設, 積極統(tǒng)籌全島各要素配置, 確定了建設國家全域旅游示范區(qū)、國際旅游海島的發(fā)展目標。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預處理

(1) 遙感影像數(shù)據(jù): 來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺下載的30 m空間分辨率的覆蓋東山島的Landsat 8 OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字影像和DEM數(shù)據(jù), 統(tǒng)一坐標系統(tǒng)為 WGS_1984_UTM_50N, 含云量小于3% , 數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。通過ENVI軟件將遙感影像進行輻射定標、大氣校正、影像裁剪的等預處理后采用監(jiān)督分類和目視解譯方法得到土地利用圖。

(2) 氣象數(shù)據(jù): 數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng), 下載研究區(qū)附近漳浦、詔安、云霄等及臺灣省內(nèi)部分氣象站點的1981—2010年的30年累年降雨數(shù)據(jù)集, 在ArcGIS中采用克里金插值法將各氣象站點的數(shù)據(jù)進行插值, 得到研究區(qū)降雨柵格圖。

(3) 土壤侵蝕數(shù)據(jù): 來源于中國科學院地理科學與資源研究所平臺下載的1:1000中國土壤侵蝕空間分布的柵格數(shù)據(jù)。

2 研究方法

借鑒前人學者燕守廣、黃偉等的研究成果, 在評估現(xiàn)狀資源等級及生態(tài)敏感性的基礎上, 將東山島風景名勝區(qū)、森林公園等自然保護地劃為生態(tài)紅線范圍, 并分為兩級管控。

2.1 技術路線

因該研究的生態(tài)紅線劃定為空間紅線的劃定, 故不對資源上限和生態(tài)產(chǎn)品供給進行研究?；凇渡鷳B(tài)保護紅線劃定指南》, 本文擬通過對研究區(qū)進行生態(tài)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性評價, 并結合禁止開發(fā)區(qū)的范圍, 通過AHP層次分析法、GIS空間分析等技術方法劃定研究區(qū)生態(tài)保護紅線范圍, 構建起生態(tài)空間紅線基本技術框架(見圖1)。

2.2 評價指標選取與計算

每個城市的自然條件與人文狀況都有所差異, 面對不同類型的城市, 往往要根據(jù)其生態(tài)需求、環(huán)境現(xiàn)狀、城市發(fā)展等要素因地制宜的確定評價因子。在《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》內(nèi)容中得知, 東山島屬于水土保持功能區(qū)范疇, 這符合對一般海島定位。但就東山島實際情況來看, 東山島屬于福建省暴雨大風重災區(qū), 水土流失總量居高不下, 且淡水資源匱乏; 因島內(nèi)植被群落構成單一, 防護林退化嚴重(以木麻黃為主); 且整體地形較平緩, 加上城鎮(zhèn)建設規(guī)模加大, 所以東山島綜合防災能力水平較低[10], 水源涵養(yǎng)能力較弱, 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。據(jù)《福建省生態(tài)功能區(qū)劃》資料顯示, 東山島屬于省內(nèi)土壤侵蝕敏感性區(qū)域的輕度敏感、敏感區(qū)域, 風沙與石漠化敏感區(qū)。根據(jù)島內(nèi)生態(tài)狀況特征及參考前人成果, 以數(shù)據(jù)可獲取性選擇適宜的指標對東山島生態(tài)功能重要性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性進行評價, 具體評價內(nèi)容及指標如表1所示:

圖1 東山島生態(tài)空間紅線劃定技術路線圖

Figure 1 Technology roadmap of red line delineation in ecological space of Dongshan Island

表1 東山島評價內(nèi)容與指標分析

(1) 土地覆被類型

根據(jù)遙感圖像結合《土地利用現(xiàn)狀分類》(GBT21010—2017)、縣域現(xiàn)狀, 在ENVI中通過監(jiān)督分類和目視解譯, 得到東山島土地覆被類型圖。

(2) 植被覆蓋度

是指植被冠層的垂直投影面積與土地總面積之比。植被覆蓋度(VFC)計算公式如下:

其中,NDVI 為完全是裸土或無植被覆蓋區(qū)域的NDVI值,NDVI 則代表

完全被植被所覆蓋的像元的NDVI值, 即純植被像元的NDVI值。

將東山島的遙感影像數(shù)據(jù)在ENVI中處理后得到縣域的植被覆蓋結果, 在ArcGis中將覆蓋度分為5類, 得到東山島植被覆蓋度分級圖。

(3) 水系緩沖區(qū)

利用DEM數(shù)據(jù)提取研究區(qū)水系, 然后進行緩沖區(qū)分析, 考慮廊道邊緣存在輻射效應, 提取出水域附近1 km 的區(qū)域作為緩沖區(qū)。

(4) 地形因素

在GIS平臺中進行一系列數(shù)據(jù)處理, 得到東山島高程分布圖、坡度圖。

(5) 氣候因素

根據(jù)中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng), 確定東山島周邊漳浦、云霄、詔安、饒平均有氣象站點, 于氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)上下載各站點的降雨數(shù)據(jù)集, 東側選取兩個站點, 采用克里金插值法計算得到區(qū)域內(nèi)降雨量分布。

(6) 土壤因素

從中國科學院地理科學與資源研究所, 資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺下載的1:1000中國土壤侵蝕空間分布數(shù)據(jù), 掩膜裁剪得到東山島的土壤侵蝕數(shù)據(jù), 縣域范圍內(nèi)分布有水力侵蝕和風力侵蝕數(shù)據(jù)。

這六個單因子依據(jù)上述方法分析所得到的圖如下所示(圖2)。

2.3 生態(tài)環(huán)境敏感性分析

2015年環(huán)保部發(fā)布《生態(tài)保護紅線劃定技術指南》, 將生態(tài)敏感區(qū)定義為“對外界干擾和環(huán)境變化具有特殊敏感性或潛在自然災害影響, 極易受到人為的不當開發(fā)活動影響而產(chǎn)生負面生態(tài)效應的區(qū)域”[11]。

結合《全國生態(tài)功能區(qū)劃(修編版)》、《福建省林業(yè)生態(tài)紅線劃定工作方案》等資料, 分析出地形、氣候、土壤、植被、水文多種因素對島內(nèi)活動的敏感性有較大影響。

(1) 評價指標分級賦值與權重計算

通過ARCGIS平臺, 手動將各單因子評價結果劃分為5類, 并依據(jù)高敏感、較高敏感、中敏感、較低敏感、低敏感5個等級依次賦值9、7、5、3、1的分值。通過AHP層次分析法, 對做出的對比矩陣進行一致性檢驗, 根據(jù)己有的客觀數(shù)據(jù)、咨詢專家意見進行兩兩之間的敏感度評分以及分析者的分析綜合得出敏感度判斷矩陣的數(shù)值及權重, 其中, 計算其一致性可檢查矩陣的判斷質(zhì)量, 當檢查結果滿足一致性時則有效(＜0.10, 則可認為該判斷矩陣滿足一致性, 否則需要調(diào)整)。得到=0.0518<0.1, 即保持顯著水平, 對比矩陣是保持一致性的, 得到的結果是可以使用的。結果見表2:

圖2 單因子分析圖

Figure 2 Single factor analysis graph

(2) 生態(tài)環(huán)境敏感性評價結果

將以上得出的單因子評價結果和各評價因子指標的權重相結合綜合考慮每個因素指標的評價結果。生態(tài)環(huán)境敏感性重要性的評價模型如下:

式中,S代表單元上的生態(tài)服務功能評價值,C代表單元上因子的等級值,W代表因子在生態(tài)環(huán)境敏感性評價中所占權重。評價結果中 S值越大表示生態(tài)環(huán)境越敏感, 反之越不敏感。將因子賦值與權通過評價模型計算后進行空間疊加后, 采用 ArcGIS 平臺的自然斷點分類法(Jenks),得到東山島生態(tài)敏感性分級結果。自然斷點分類法是基于上述數(shù)據(jù)中固有的分組, 對分類間隔加以識別, 可對相似值進行最恰當?shù)胤纸M, 并可使各個類之間的差異最大化, 對研究中的數(shù)據(jù)分類及分布情況最為適合。

2.4 重點生態(tài)功能區(qū)分析

東山屬省內(nèi)少雨區(qū), 區(qū)域內(nèi)還存在的包括土壤沙質(zhì)多, 用地較浪費, 次生林及人工林地結構單調(diào), 植被稀疏, 水域灘涂利用率不高等一系列問題[12]。綜合現(xiàn)狀情況, 在研究區(qū)內(nèi)選擇土地利用類型、植被覆蓋度、水系緩沖區(qū)作為生態(tài)功能區(qū)分析指標。

(1) 生態(tài)功能重要性指標分級賦值

通過GIS平臺的手動將各單因子評價結果劃分為5類, 依據(jù)極重要、非常重要、重要、一般重要、不重要5個等級依次賦值9、7、5、3、1的分值; 運用與生態(tài)敏感性分析中相同的AHP層次分析法計算權重并通過一致性檢驗, 在評價過程中得出一致性比例=0.0372＜0.1, 表明得到的結果是可行的, 均符合一致性。得到表3。

(2) 生態(tài)功能重要性評價結果

將以上得出的單因子評價結果和各評價因子指標的權重相結合綜合考慮每個因素指標的評價結果。生態(tài)功能重要性的評價模型如公式（3）, 公式說明參見公式(2):

表2 生態(tài)敏感性評價因子分級表

表3 生態(tài)功能重要性評價賦值表

將因子賦值與權通過評價模型計算后進行空間疊加, 并采用自然斷點法分類, 得到東山島生態(tài)功能重要性分級結果。

3 結果與分析

3.1 生態(tài)敏感性綜合評價

將研究區(qū)現(xiàn)狀結合《全國生態(tài)功能區(qū)劃(修編版)》、《福建省林業(yè)生態(tài)紅線劃定工作方案》等資料, 對研究區(qū)地形因素、氣候因素、土壤因素、植被因素、水文狀況等方面來分析, 對研究區(qū)內(nèi)受干擾程度進行分析和分級評價, 得到圖3。

對研究區(qū)內(nèi)各級敏感區(qū)進行面積統(tǒng)計, 結果顯示高敏感區(qū)占比最小3.38%, 較低敏感區(qū)和低敏感區(qū)域占整個縣域面積約60%, 具體數(shù)據(jù)見表4:

圖3 東山島生態(tài)環(huán)境敏感性評價結果

Figure 3 Evaluation results of ecological environment sensitivity in Dongshan Island

表4 東山島生態(tài)敏感性分級面積統(tǒng)計

同時, 對7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行了敏感性級別面積及面積占比統(tǒng)計, 能夠清晰對比出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的敏感性差異和鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)各級別敏感度的面積占比, 統(tǒng)計得到表5。

結合圖3和表5得知, 高敏感區(qū)以陳城鎮(zhèn)和西埔鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境高敏感區(qū)占比最大, 陳城鎮(zhèn)占389.29 hm2, 主要分布在大帽山、澳角、旗山, 這幾處地區(qū)海拔較高, 且在山頂開發(fā)建設, 生態(tài)破壞較大, 尤其是澳角、大帽山是降雨最少的地帶, 對植被生長較為不利; 西埔鎮(zhèn)占有319.07 hm2, 以蘇峰山、親營山以及城區(qū)周邊分布最大, 兩座山頭的海拔高, 其中蘇峰山為縣境內(nèi)海拔最高處, 坡度陡峭, 生態(tài)敏感性極高。高敏感區(qū)域應以保護及修護為主, 嚴禁進行破壞環(huán)境的開發(fā)建設活動。較高敏感區(qū)主要分布于西埔鎮(zhèn)和陳城鎮(zhèn), 其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有少量分布, 雖然其生態(tài)狀況稍強于高敏感區(qū), 但也容易受到人為或自然的侵害, 所以對非常敏感同樣需要加強重視生態(tài)保護。研究區(qū)內(nèi)中敏感、低敏感區(qū)都主要分布于西埔鎮(zhèn)、陳城鎮(zhèn), 其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也均有分布。除西埔鎮(zhèn)外, 其他6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布相對均勻。

3.2 生態(tài)功能重要性綜合評價

從研究區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)、水土保持和生物多樣性等生態(tài)功能出發(fā), 選擇土地覆被類型、植被覆蓋度、水系緩沖區(qū)作為生態(tài)功能區(qū)分析因子, 對各類單因子進行評價后綜合疊加分析, 得到圖4。

表5 東山島鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)敏感性區(qū)域面積分布表

從圖4看出, 東山島重點功能區(qū)主要分布在西北部的前樓鎮(zhèn)、杏陳鎮(zhèn), 西南部的陳城鎮(zhèn)及西埔鎮(zhèn)的東南區(qū)域, 通過統(tǒng)計得到東山島生態(tài)服務功能區(qū)域面積, 結果見表6:

圖4 東山島生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價結果

Figure 4 Evaluation results of ecosystem service function importance in Dongshan Island

表6 東山島生態(tài)服務功能區(qū)面積統(tǒng)計

通過比較鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同等級的面積差異, 以及不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的各生態(tài)服務功能區(qū)域的差異, 得到東山島各級生態(tài)服務功能區(qū)域面積分布(表7)。

從表7可以看出, 研究區(qū)生態(tài)功能重要性的極重要區(qū)域分布在陳城鎮(zhèn)、西埔鎮(zhèn), 這2個縣的生態(tài)服務功能極重要區(qū)域最多, 陳城鎮(zhèn)面積2134.07hm2, 占研究區(qū)總面積的8.59%。極重要區(qū)對整個縣域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生態(tài)環(huán)境發(fā)展的可持續(xù)性有著不可忽視的作用。

島內(nèi)的生態(tài)功能重要性非常重要區(qū)也主要分布在陳城鎮(zhèn)和西埔鎮(zhèn), 除銅陵鎮(zhèn)外6個縣域的生態(tài)功能非常重要區(qū)的面積相對平均。重要區(qū)屬陳城鎮(zhèn)分布最高, 是在各級分類和各個城鎮(zhèn)中面積最大的區(qū)域。

島內(nèi)一般重要區(qū)主要分布在陳城鎮(zhèn)和杏陳鎮(zhèn)。島內(nèi)的生態(tài)功能重要性不重要區(qū)主要分布在陳城鎮(zhèn)和西埔鎮(zhèn)。這兩個地區(qū)生態(tài)基礎較差, 要更加重視生態(tài)發(fā)展和綠地建設, 增強鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)效益, 與其他城鎮(zhèn)協(xié)同發(fā)展。

3.3 禁止開發(fā)區(qū)的確定

禁止開發(fā)區(qū)是指依法設立的各級各類自然文化資源保護區(qū)域, 以及其他禁止進行工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)、需要特殊保護的重點生態(tài)功能區(qū)。

根據(jù)東山綠地現(xiàn)狀與東山島用地適宜性評價, 將東山島的將自然保護區(qū)、集中成片的基本農(nóng)田保護區(qū)、飲用水源保護區(qū)、森林公園、風景名勝區(qū)、郊野公園、山地、河流水庫等劃定為生態(tài)紅線范圍, 作為綠色開敞地區(qū), 禁止進行大規(guī)模城市建設, 其中山地主要有旗山、大帽山、蘇峰山、親營山、大山、王爹山、針嶺山、牛犢山等(圖5)。

表7 東山島各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各級生態(tài)服務功能區(qū)域面積分布表

圖5 東山島禁止開發(fā)區(qū)分布圖

Figure 5 Distribution map of forbidden development zone in Dongshan Island

計算得出禁止開發(fā)區(qū)面積2064.84 hm2, 占研究區(qū)面積的8.31%, 具體劃分與數(shù)據(jù)見表8:

3.4 生態(tài)空間紅線劃定結果

將前文分析所得的生態(tài)功能極重要區(qū)域、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)域和禁止開發(fā)區(qū)范圍進行疊加合并所得到的區(qū)域作為東山島兩級生態(tài)紅線(圖6)。并對生態(tài)紅線區(qū)域進行分析, 得到東山島生態(tài)功能紅線總面積為7518.3 hm2, 占縣域面積的30.27%, 其中一級生態(tài)保護紅線(禁止開發(fā)區(qū))為2064.84 hm2, 二級生態(tài)保護紅線5453.46 hm2。

生態(tài)紅線區(qū)域在各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分。一級生態(tài)紅線區(qū)域主要在西北部的大山、王爹山、針嶺山、牛犢山等生態(tài)山林地, 東南部的漫長海岸帶、蘇峰山、親營山, 南部的大帽山、旗山, 這些區(qū)域植被覆蓋度高, 生態(tài)較脆弱, 分布有自然保護區(qū)和森林郊野公園, 整體生態(tài)價值極高, 對維護全縣生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生態(tài)安全格局、發(fā)展旅游度假城市有著重要意義。二級生態(tài)紅線圍繞一級生態(tài)紅線分布, 并且城區(qū)組團中也分布較多。

表8 禁止開發(fā)區(qū)面積統(tǒng)計

圖6 東山島生態(tài)紅線分布圖

Figure 6 Ecological red line distribution map of Dongshan Island

東山島生態(tài)紅線的劃定是多要素綜合分析得到的保護區(qū)域。其中, 一級生態(tài)保護紅線以區(qū)域郊野公園、飲用水源保護區(qū)、風景名勝區(qū)等自然資源豐富的地域為主, 應進行重點保護, 注重保護和恢復生態(tài)系統(tǒng)服務功能, 禁止開發(fā)建設活動, 對核心區(qū)資源更應杜絕一切人為干擾, 更加注重維護城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的平衡, 促進生態(tài)產(chǎn)品的提供。二級生態(tài)保護紅線的區(qū)域分布在耕地周邊的林地、城鎮(zhèn)綠化區(qū)域, 介于生態(tài)核心保護區(qū)域和城鄉(xiāng)建設用地之間, 起著重要的聯(lián)通和穩(wěn)定城鎮(zhèn)的發(fā)展的作用, 應實行差別化的管控措施, 減少有損主導生態(tài)功能的開發(fā)建設活動[13]。

4 討論與結論

該研究以東山島為例, 針對其特殊的海島低山丘陵特征, 以定性和定量的方式相結合, 從生態(tài)功能重要性、生態(tài)環(huán)境敏感性、禁止開發(fā)區(qū)這三個方面進行評價與疊加分析, 劃定研究區(qū)生態(tài)紅線, 對東山島的生態(tài)安全格局和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有著重要作用, 探索了海島型小城市尺度下的生態(tài)保護紅線劃定方法, 也為其他區(qū)縣提供借鑒與參考。研究表明, 東山島生態(tài)紅線區(qū)域總面積為7518.3 hm2, 占縣域面積的30.27%, 其中一級生態(tài)保護紅線為2064.84 hm2, 二級生態(tài)保護紅線5453.46 hm2。生態(tài)紅線區(qū)域主要分布在東南部的生態(tài)海岸帶, 西北部的大山、王爹山、針嶺山、牛犢山等生態(tài)山林地, 東南部的蘇峰山、親營山, 南部的大帽山、旗山等植被覆蓋度較高的區(qū)域, 除山體中有小塊的開發(fā)區(qū)域外, 其他區(qū)域都有十分重要的生態(tài)價值。

在劃定過程中, 從研究區(qū)的實際生態(tài)狀況出發(fā), 考慮生態(tài)旅游城市建設目標, 將水土保持、水源涵養(yǎng)的基本生態(tài)功能納入指標中, 優(yōu)先考慮且更加注重生物多樣性保護、土壤侵蝕度、石漠化這些特殊地域影響重大的生態(tài)功能指標, 為東山島生態(tài)紅線劃定建立了合理的評價體系及指標因子, 增加其可落實性和科學性, 并且對海島生態(tài)系統(tǒng)保護、生態(tài)服務功能維持有著突出的作用, 利于促進建設綠色東山、提高森林覆蓋率和保護生物多樣性, 維護東山島生態(tài)安全底線。

在研究過程中, 為了使數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布, 主要借助GIS平臺中的自然間斷點分級法, 這一分類手段能夠?qū)ο嗨浦颠M行恰當?shù)胤纸M, 適合研究中的數(shù)據(jù)分類及分布情況, 但ArcGIS中還有許多分類法, 如定義間隔分類、等量分類、標準差分類等, 其中的標準差分類法也同樣適合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用, 在文中僅采用了一種方法, 實屬局限, 且目前缺少對于GIS平臺中的相關分類方法差異性的研究成果, 希望在后面的研究評價體系能夠?qū)⑦@一內(nèi)容引入思考, 以提高評價的科學性。

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Research on the red line delineation of ecological protection for Dongshan Island based on GIS

Zhang Yali1,2, HU Xijun2,*, CHEN Cunyou2

1. Shaoyang University,Shaoyan, Hunan 422000,China 2.Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410000,China

In order to construct the green space network of Dongshan Island for the development goal of Dongshan Island International Tourism Island City, the red line delineation of Dongshan Island's ecological space is studied. Combing qualitative analysis with quantitative analysis, the importance of ecological service function, the sensitivity of ecological environment and the forbidden development zone in the study area were evaluated synthetically with GIS technology, and finally the ecological red line was drawn. The results show that the ecological red line of Dongshan Island is divided into two level control areas, namely, the first-grade ecological red line which covers 2064.84 hm2, and the secondary ecological protection red line which covers 5453.46hm2. The total area of Dongshan Island ecological function red line area is 7518.3hm2, while that of the ecological red line of Dongshan Island is 7518.3hm2, accounting for 30.27% of the area of the city domain area. Moreover, the ecological red line area is distributed mainly in the area highly covered by vegetation, such as the northwest of Dashan, Wangdie Mountain, Zhenling Mountain, Niudu Mountain, and the southeast of the Sufeng Mountain, Qinying Mountain, and the south of the Damao Mountain, Qishan. With an extremely high ecological value, the red line area is of great significance to maintain the stability of the whole county's ecosystem, improve the ecological security pattern level, and enhance the carrying capacity of tourism ecology.

GIS;ecological red line;ecological function importance; ecological sensitivity; Dongshan Island

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.06.018

F301.2

A

1008-8873(2020)06-137-08

2019-10-03;

2019-11-03基金項目:林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(編號: 201404710); 國家林業(yè)局“十三五”重點學科(風景園林學)[林人發(fā)(2016)21號]

張亞麗(1995—), 女, 漢族, 江西贛州人, 碩士, 主要從事風景園林規(guī)劃與設計研究, E-mail: 1356631559@qq.com

胡希軍(1964—), 男, 漢族, 浙江東陽人, 博士, 教授, 主要從事景觀生態(tài)規(guī)劃、風景園林規(guī)劃與設計、城鄉(xiāng)規(guī)劃研究, E-mail: 120795043@qq.com

張亞麗, 胡希軍, 陳存友. 基于GIS平臺的東山島生態(tài)保護紅線劃定研究[J]. 生態(tài)科學, 2020, 39(6): 137–145.

ZhangYali, HUXijun, CHENCunyou. Research on red line delineation of ecological protection in Dongshan Island based on GIS platform[J]. Ecological Science, 2020, 39(6): 137–145.