邵明 李方正
隨著中國城市化進(jìn)程的發(fā)展,城市規(guī)劃逐步向城鄉(xiāng)統(tǒng)籌一體化過渡,城市空間與生態(tài)功能空間之間的矛盾沖突愈發(fā)激烈[1]。生態(tài)功能空間作為國土空間規(guī)劃最嚴(yán)格的底線約束與基礎(chǔ)原則[2],如何合理劃定其空間范圍并擬定相應(yīng)的管控策略,成為規(guī)劃者所關(guān)注的重點(diǎn)問題。
早期,國內(nèi)外學(xué)界對生態(tài)功能空間的評價與管控主要基于對宏觀政策、空間格局、景觀質(zhì)量等方面的評定:如1971年Bourne等[3]通過對加拿大各城市生態(tài)功能空間規(guī)劃策略的綜述總結(jié),提出4項城市生態(tài)功能空間基本管控原則;1984年Goodchild等[4]結(jié)合市民反饋,對哈利法克斯城生態(tài)功能空間格局的時空變化進(jìn)行評價;1996年許學(xué)工等[5]通過對黃河三角洲生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價,建立了相應(yīng)的空間預(yù)警管控對策。但是,這一類型的生態(tài)功能空間評價方式往往從單一視角出發(fā),評價途徑偏向定性總結(jié),對生態(tài)功能空間整體系統(tǒng)把控偏弱。
而后,隨著1997年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能概念的提出與完善[6],2005年聯(lián)合國發(fā)布《千禧年生態(tài)系統(tǒng)評估體系》,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為量化自然系統(tǒng)與評價生態(tài)功能空間的重要手段進(jìn)行推廣,并迅速在國內(nèi)外學(xué)界得到廣泛應(yīng)用:如2010年Jari等[7]通過評估芬蘭各城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值,提出相應(yīng)的綠色生態(tài)功能空間規(guī)劃辦法;2014年James等[8]基于紐約市域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價,構(gòu)建紐約生態(tài)功能空間網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃;2019年,孔令橋等[9]通過服務(wù)重要度與生態(tài)敏感性雙向評價,提出長江流域生態(tài)功能空間劃定辦法??傮w來看,基于整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評價有助于城市生態(tài)功能空間的整體認(rèn)知,也有助于宏觀管控策略的把控擬定。但是,較大尺度的城市生態(tài)功能空間往往在不同區(qū)域存在著生態(tài)服務(wù)功能配比與相互作用關(guān)聯(lián)機(jī)制的空間差異,基于整體系統(tǒng)的服務(wù)價值評估無法準(zhǔn)確對其進(jìn)行規(guī)劃回應(yīng)。
因此,國內(nèi)外學(xué)者紛紛提出基于空間主導(dǎo)服務(wù)功能識別、多項服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同關(guān)聯(lián)評價的研究思路:如2018年,Vallet等[10]通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值評價,對哥斯達(dá)黎加雷文塔松流域6項主導(dǎo)服務(wù)功能價值與其權(quán)衡協(xié)同關(guān)系進(jìn)行評價識別,并提出相應(yīng)的空間管控措施;2019年王曉峰等[11]分析了中國重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)土壤保持、植被凈初級生產(chǎn)力和產(chǎn)水服務(wù)的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系;2020年鞏杰等[12]提出甘肅白龍江流域4項典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同關(guān)聯(lián)機(jī)制。但是,目前國內(nèi)外學(xué)者更多將研究重點(diǎn)放在中宏觀尺度中各項服務(wù)之間的作用差異,在對各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中主導(dǎo)性服務(wù)識別,以及利用主導(dǎo)性服務(wù)間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系指導(dǎo)城市生態(tài)功能空間規(guī)劃管控領(lǐng)域的研究仍處于空白階段,因此對該領(lǐng)域展開研究具有必要性與緊迫性。
本研究基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價視角,依據(jù)城市生態(tài)功能空間內(nèi)不同區(qū)域占據(jù)主導(dǎo)地位的一項或多項生態(tài)服務(wù)功能的識別,將生態(tài)功能空間進(jìn)行細(xì)化劃分,并在此基礎(chǔ)上對不同區(qū)域主導(dǎo)服務(wù)與非主導(dǎo)服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系進(jìn)行測度,分析其生態(tài)系統(tǒng)正向或負(fù)向演化發(fā)展推動機(jī)制,從而為城市生態(tài)功能空間內(nèi)部管控策略的細(xì)化制定提供依據(jù)。
本研究以成都市東部新城為研究對象,所涉面積3 981.63 km2。2019年7月,成都市發(fā)布《成都市東部新城空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2017—2035年)》,明確東部新城三項轉(zhuǎn)變、五對關(guān)系以及十大策略,明確東部新城將作為成都市中遠(yuǎn)期發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域,東進(jìn)戰(zhàn)略成為成都市在國家宏觀調(diào)控背景下國土空間開發(fā)的重點(diǎn)戰(zhàn)略之一[13]。在此背景下,東部新城范圍內(nèi)生態(tài)功能空間主導(dǎo)功能的識別與管控成為東進(jìn)戰(zhàn)略的重要問題之一。
首先,本研究采用當(dāng)量因子法對成都市東部新城的生態(tài)功能空間功能進(jìn)行量化評估[14];其后,研究利用熱點(diǎn)分析指標(biāo)(指數(shù))劃定東部新城核心生態(tài)功能空間并篩選相應(yīng)主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的落位空間,其能有效排除突變空間因子,準(zhǔn)確反映各子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在空間的集聚主導(dǎo)特征[15];最后,利用雙變量空間局部自相關(guān)指數(shù)(Local Moran’s I)的空間化特征優(yōu)勢[16],分析不同區(qū)域2項服務(wù)功能之間的關(guān)聯(lián)作用差異,從而厘清東部新城不同空間單元不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能之間的權(quán)衡協(xié)同機(jī)制。
2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測定
中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子表[17]為謝高地等基于700余位相關(guān)領(lǐng)域?qū)<乙庖妼ostanza所擬定的全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能當(dāng)量系數(shù)表修正后獲得,其以研究區(qū)域單位面積的糧食平均市場價值的1/7作為標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量,將因子系數(shù)轉(zhuǎn)化為不同生態(tài)系統(tǒng)所對應(yīng)服務(wù)功能類型的價值系數(shù),測度公式如下[18-19]:
式中,V是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值,n、m分別為土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型數(shù)量,Vxy代表第x類土地類型的第y項服務(wù)功能價值,j為地方主要糧食作物種類數(shù)量,Vi代表第i類單位面積主要糧食作物種類市場價值,Qi代表第i類主要糧食作物播種面積比例,Mxy代表第x類土地類型的第y項服務(wù)功能價值系數(shù),Sx代表第x類土地類型面積。
2.2.2 空間聚集性評價
2.2.3 雙變量空間局部自相關(guān)指數(shù)
研究選擇雙變量空間局部自相關(guān)指數(shù)進(jìn)行篩選后的核心主導(dǎo)服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同判定。傳統(tǒng)莫蘭指數(shù)只能從判斷變量與整體空間或局部空間是否存在關(guān)聯(lián)性[23],而空間局部自相關(guān)指數(shù)在傳統(tǒng)莫蘭指數(shù)的基礎(chǔ)上將一元變量拓展至二元變量,可以有效揭示各項生態(tài)系統(tǒng)功能間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系[24],其公式如下:
式中,Moran’I是空間i位置x、y2類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)性指數(shù),ES、ES分別是空間i、j位置x、y類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值數(shù),、分別是x、y類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值平均數(shù),n是空間柵格數(shù)量,Wij是基于空間鄰域建立的權(quán)重矩陣。
根據(jù)相關(guān)研究成果[25-26],本研究取整體聚集性回歸系數(shù)為(0.4,1.0]時為強(qiáng)協(xié)同關(guān)聯(lián),[0.2,0.4]為弱協(xié)同關(guān)聯(lián),(-0.2,0.2)為無顯著關(guān)聯(lián),[-0.4,-0.2]為弱權(quán)衡關(guān)聯(lián),[-1.0,-0.4)為強(qiáng)權(quán)衡關(guān)聯(lián)。
研究中,土地利用及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)來源于國土空間二調(diào)數(shù)據(jù)及地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站(http://www.gscloud.cn/)所提供的Landsat 8 OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)據(jù),參考二調(diào)數(shù)據(jù)矯正后識別為田地、園地、林地、草地、水域、濕地、已建設(shè)地、未利用地8類。社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒2019》及地方農(nóng)業(yè)局統(tǒng)計經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),土地利用數(shù)據(jù)分辨率為30 m×30 m,坐標(biāo)系采用CGCS2000(圖1)根據(jù)相關(guān)研究[27-28],綜合單元尺度、研究范圍、數(shù)據(jù)精度,選擇1 000 m×1 000 m漁網(wǎng)矢量單元對其進(jìn)行統(tǒng)計。
1 成都東部新城土地利用分布Land use distribution map of Eastern New City of Chengdu
根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2019》,利用公式(1~2)與中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值因子表計算得出成都東部新城各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值分布,在ArcGIS平臺采用5級自然分?jǐn)帱c(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化,得到東部新城各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值子項分布(圖2)。
2 子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分布Sub-ecosystem service value distribution
由結(jié)果可知,各子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間分布特征明顯。其中,東部新城西側(cè)龍泉山一線具有較高的原材料供給、氣候調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性維持的生態(tài)服務(wù)功能,中部沱江及三岔湖地區(qū)水文調(diào)節(jié)、廢物處理、景觀美學(xué)提供生態(tài)服務(wù)功能較高,東部淺丘農(nóng)田區(qū)域食物生產(chǎn)服務(wù)價值明顯較高。
子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分布圖可以良好的表現(xiàn)單一生態(tài)服務(wù)功能空間分布的相對關(guān)系,但價值分布無法反映其空間相關(guān)聚集程度與主導(dǎo)性。因此,在ArcGIS 10.6平臺利用公式(3~5)計算各子項服務(wù)功能價值的熱點(diǎn)分析指標(biāo)(指數(shù)),并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表將之轉(zhuǎn)換為零假設(shè)拒絕概率,參照統(tǒng)計學(xué)概念及相關(guān)研究[20,29],選擇±2.58、±1.96、±1.65作為間斷點(diǎn),分別對應(yīng)±99%,±95%,±90%聚集程度概率,并統(tǒng)一進(jìn)行空間拉伸顯示,得到各子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間聚集性分布圖(圖3)。
3 子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間聚集性分布Spatial aggregation distribution of sub-ecosystem services
由結(jié)果可知,各子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間聚集性特征明確,且與價值分布特征基本吻合。食物生產(chǎn)服務(wù)高值聚集空間集中分布在東南側(cè)淺丘農(nóng)田,低值聚集空間以西側(cè)龍泉驛擴(kuò)散影響至龍泉山中部;原材料供給、氣體調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性維持、景觀美學(xué)提供服務(wù)空間分布特征相似,除龍泉山一線較明顯的高值聚集空間分布外,龍泉驛、簡陽新城與空港新城呈現(xiàn)較明顯的低值集聚空間;氣候調(diào)節(jié)服務(wù)除龍泉山中部的高值聚集空間外,沒有明顯的低值聚集空間,水文調(diào)節(jié)、廢物處理則除沱江沿線與三岔湖區(qū)域外,顯現(xiàn)了龍泉山中部的高值聚集分布空間特征。
高值聚集空間代表各子項服務(wù)功能核心聚集分布空間,在此基礎(chǔ)上對各子項服務(wù)價值聚集空間進(jìn)行極值運(yùn)算,疊加結(jié)果選擇空間最大值[30],獲得東部新城核心生態(tài)功能空間分布圖(圖4),并識別空間單元最大值所對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能作為該單元主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,將3類以上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能參與的單元定義為綜合性服務(wù)功能單元,分別得到單主導(dǎo)、雙主導(dǎo)、綜合性東部新城生態(tài)功能空間主導(dǎo)服務(wù)功能分布圖(圖5)。
東部新城所識別核心生態(tài)功能空間面積2 231.08 km2,占全域面積56.03%,主要分布在區(qū)域西側(cè)龍泉山、西南側(cè)三岔湖、東南側(cè)淺丘農(nóng)田、中部沱江沿線區(qū)域,呈現(xiàn)較為明顯的圈層化空間分布特征(圖4)。
4 東部新城核心生態(tài)功能空間分布Distribution map of the core ecological space in eastern new city
核心生態(tài)功能空間內(nèi)單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間占比為65.21%,達(dá)到1 454.95 km2,其中占據(jù)主導(dǎo)型的是位于東南側(cè)淺丘農(nóng)田地區(qū)的食物供給、南部淺山地區(qū)的原材料供給、西部龍泉山淺山地區(qū)氣候調(diào)節(jié)、中部沱江沿線廢物處理、東部平原土壤保持5類核心空間,其空間占比分別達(dá)到37.42%、6.41%、11.96%、4.65%、3.45%,氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、生物多樣性維持、景觀美學(xué)提供單主導(dǎo)服務(wù)空間占比均小于1%。核心生態(tài)功能空間內(nèi)雙主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間為229.26 km2,占比為10.28%,主要分布在龍山泉半坡與沱江中部,共計14類,表現(xiàn)出較為明顯的供給、支持、調(diào)節(jié)、文化四大類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)子項間關(guān)聯(lián)性。綜合性服務(wù)空間為546.87 km2,占比為24.51%,空間分布明顯集中在龍泉山與三岔湖一線,同時東部邊界也有少量綜合性服務(wù)空間分布(圖5)。
5 東部新城生態(tài)功能空間主導(dǎo)服務(wù)功能分布Distribution map of dominant service function of ecological space in the eastern new city
在核心生態(tài)功能空間識別基礎(chǔ)上,基于公式(6)對各子項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行雙變量空間局部自相關(guān)計算,得到東部新城核心生態(tài)功能空間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同關(guān)系表(表1)。
由表1可知,在東部新城內(nèi)食物生產(chǎn)與氣候調(diào)節(jié)、景觀美學(xué)提供呈現(xiàn)較強(qiáng)的權(quán)衡關(guān)系(Moran’s I<-0.4);食物生產(chǎn)與原材料供給、氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、生物多樣性維持,廢物處理與土壤保持呈現(xiàn)弱權(quán)衡關(guān)系(-0.4≤Moran’s I≤-0.2);原材料供給與氣體調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性維持,氣體調(diào)節(jié)與氣候調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性維持,氣候調(diào)節(jié)與生物多樣性維持,水文調(diào)節(jié)與廢物處理、景觀美學(xué)提供,廢物處理與景觀美學(xué)提供,土壤保持與生物多樣性維持,生物多樣性維持與景觀美學(xué)提供均呈現(xiàn)強(qiáng)協(xié)同關(guān)系(Moran’s I>0.4);原材料供給與氣候調(diào)節(jié)、景觀美學(xué)提供,氣體調(diào)節(jié)與景觀美學(xué)提供,氣候調(diào)節(jié)與水文調(diào)節(jié)、土壤保持、景觀美學(xué)提供,水文調(diào)節(jié)與生物多樣性維持呈現(xiàn)弱協(xié)同關(guān)系(0.2≤Moran’s I≤0.4)。
表1 生態(tài)服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同關(guān)系Tab. 1 Synergy relationship table of ecological service function trade-off
綜合核心生態(tài)功能空間的主導(dǎo)性生態(tài)服務(wù)功能的分析結(jié)果表明,單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間內(nèi)東南部食物生產(chǎn)功能區(qū)與其他子項服務(wù)弱權(quán)衡關(guān)系明確,其主要原因是農(nóng)田基底生態(tài)類型較為單一,所提供生產(chǎn)性服務(wù)功能專一性較強(qiáng),極大程度壓迫區(qū)域內(nèi)其他生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)類型存量;西側(cè)淺山區(qū)氣候調(diào)節(jié)服務(wù)與多數(shù)子項服務(wù)呈現(xiàn)較明顯的強(qiáng)協(xié)同關(guān)系,主要是因?yàn)樵搮^(qū)域氣候調(diào)節(jié)功能多數(shù)由淺山疏林草地提供,自身生態(tài)系統(tǒng)正向演化趨勢較為明確,周邊林地與草地生態(tài)系統(tǒng)也對其具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。雙主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間內(nèi)沱江水文調(diào)節(jié)與氣候調(diào)節(jié)服務(wù)、水文調(diào)節(jié)與景觀美學(xué)提供服務(wù)雙主導(dǎo)趨勢明確,主要由于河道水體與近河道濕地的生態(tài)服務(wù)功能極容易受到周邊復(fù)雜環(huán)境因素影響,與其他生態(tài)服務(wù)功能呈現(xiàn)較明顯的弱權(quán)衡關(guān)系;西側(cè)龍泉山中部地區(qū)氣體調(diào)節(jié)與氣候調(diào)節(jié)、原材料供給與氣體調(diào)節(jié)主導(dǎo)趨勢明確,其生態(tài)功能復(fù)合主要由山體中部疏林草地向密林地過渡所導(dǎo)致,且該類型空間與子項服務(wù)呈現(xiàn)較明顯的弱協(xié)同關(guān)系。綜合性服務(wù)空間集中在龍泉山及三岔湖區(qū)域,與多數(shù)服務(wù)呈現(xiàn)較明確的協(xié)同關(guān)系,主要是因?yàn)楝F(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,服務(wù)功能結(jié)構(gòu)完善,正向演化趨向明確。
目前,中國國土空間三區(qū)三線中生態(tài)紅線及生態(tài)功能空間劃定的重要依據(jù)之一就是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要度,本研究所識別的核心生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布空間、主導(dǎo)性服務(wù)功能類型、主導(dǎo)性服務(wù)功能數(shù)量、主導(dǎo)性與非主導(dǎo)性服務(wù)功能權(quán)衡協(xié)同關(guān)聯(lián)分別為國土空間規(guī)劃中生態(tài)紅線范圍的劃定、生態(tài)功能空間功能的定位、生態(tài)功能空間管控的方向以及方式提供依據(jù)。
生態(tài)功能空間內(nèi)的主導(dǎo)性服務(wù)類型差異指導(dǎo)其在國土空間規(guī)劃中的基礎(chǔ)功能定位。如食物生產(chǎn)、原材料供給屬于基礎(chǔ)性供給服務(wù),其主導(dǎo)空間載體多為耕地園地,存在底線約束要求,基礎(chǔ)功能定位應(yīng)以遵循相關(guān)法律法規(guī)、確保底線生態(tài)服務(wù)功能為前提;氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、廢物處理屬于環(huán)境性調(diào)節(jié)服務(wù),主導(dǎo)空間載體多為林草地或水域濕地,對周邊環(huán)境基礎(chǔ)有正向協(xié)同作用,提供了良好生態(tài)發(fā)展或景觀營造的基礎(chǔ)條件,基礎(chǔ)功能定位應(yīng)以綠色循環(huán)發(fā)展為主,適度引入綠色產(chǎn)業(yè);土壤保持、生物多樣性維持屬于結(jié)構(gòu)性支持服務(wù),主導(dǎo)空間載體多為山林系統(tǒng)與林草空間,對周邊生態(tài)結(jié)構(gòu)多數(shù)有正向協(xié)同作用,應(yīng)充分利用其優(yōu)勢,促進(jìn)區(qū)域整體生態(tài)結(jié)構(gòu)向良性演替發(fā)展。
生態(tài)功能空間內(nèi)的主導(dǎo)性服務(wù)類型數(shù)量指導(dǎo)其在國土空間規(guī)劃中的管控策略方向。單主導(dǎo)或雙主導(dǎo)功能生態(tài)功能空間結(jié)構(gòu)簡單,整體脆弱度較高,管控方向應(yīng)以政策引導(dǎo)及人為介入為主,適度增加管控力度及頻率,確??臻g功能的長效可持續(xù)發(fā)展。綜合性服務(wù)功能空間生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定,生態(tài)存量豐富,管控方向應(yīng)以增加政策保護(hù)及維護(hù)自然演替為主,降低人為干擾,保持生態(tài)底線功能。
生態(tài)功能空間內(nèi)的主導(dǎo)性與非主導(dǎo)性服務(wù)間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系指導(dǎo)其在國土空間規(guī)劃中的管控方式及途徑。通過識別相應(yīng)主導(dǎo)性功能所對應(yīng)的協(xié)同性服務(wù),可以對其載體進(jìn)行正向或負(fù)向管控引導(dǎo),以達(dá)到促進(jìn)區(qū)域生態(tài)功能良性發(fā)展或優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)的管控目的;通過對主導(dǎo)性功能所對應(yīng)的權(quán)衡性服務(wù)載體進(jìn)行正向或負(fù)向的管控引導(dǎo),可以人為干預(yù)區(qū)域主導(dǎo)生態(tài)功能構(gòu)成,從而達(dá)到優(yōu)化城市生態(tài)功能結(jié)構(gòu)的目的。
因此,本研究基于所識別的核心生態(tài)功能空間范圍及其所對應(yīng)的不同主導(dǎo)服務(wù)功能,綜合考慮主導(dǎo)服務(wù)功能數(shù)量及其與非主導(dǎo)服務(wù)功能之間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系測定結(jié)果,劃定3種類型生態(tài)功能空間范圍(圖6~7),并提出不同類型東部新城生態(tài)功能空間管控策略[31]。
6 核心生態(tài)功能空間管控類型分布Distribution diagram of core ecological space management and control types
7 各類型生態(tài)服務(wù)功能空間分布圖Distribution map of various types of ecological service functions
單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間是成都市東部新城最主要的生態(tài)功能空間類型,該類型空間主要分布在東側(cè)丘陵農(nóng)田區(qū)域、西側(cè)龍泉山淺山區(qū)域,其空間分布呈現(xiàn)面狀結(jié)構(gòu),具有集聚性高、核心服務(wù)價值集中的特征,同時該類型空間生態(tài)功能構(gòu)成單一,結(jié)構(gòu)較為脆弱,受其他環(huán)境因素影響的彈性回應(yīng)能力較差,但各項服務(wù)間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系明確。
單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間與協(xié)同性服務(wù)空間的重疊空間分布集中且面積較大,多為農(nóng)業(yè)用地、平原或淺山林草地,單位面積服務(wù)價值不高,但整體生態(tài)存量較高,提供了區(qū)域內(nèi)最基礎(chǔ)性的生態(tài)服務(wù)功能。該類型空間應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則,通過主導(dǎo)服務(wù)功能帶動協(xié)同服務(wù)共同優(yōu)化,提升協(xié)同服務(wù)價值存量,增加生態(tài)功能空間整體服務(wù)功能價值與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,確保生態(tài)基底彈性發(fā)展。以西側(cè)淺山地區(qū)氣候調(diào)節(jié)服務(wù)主導(dǎo)空間為例,龍泉山淺山區(qū)與山頂山林區(qū)分界空間模糊,正向演化趨勢明顯,該空間在其自然狀態(tài)下受山體林草生態(tài)系統(tǒng)過渡空間的影響,與多數(shù)服務(wù)功能呈現(xiàn)較明顯的協(xié)同特征,應(yīng)充分利用現(xiàn)有疏林草地特征構(gòu)建生態(tài)保護(hù)地或生態(tài)廊道,穩(wěn)定現(xiàn)有生態(tài)功能格局,降低人為干擾,增加生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)正向演化趨勢,實(shí)現(xiàn)空間服務(wù)功能最大化。
單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間與權(quán)衡性服務(wù)空間的重疊空間分布多位于與城市建設(shè)區(qū)域交接邊界或單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間邊緣區(qū)域,受環(huán)境周邊環(huán)境影響較為嚴(yán)重。該類型空間應(yīng)遵循底線控制原則,嚴(yán)格控制生態(tài)底線,通過政策引導(dǎo)、規(guī)劃控制增加局部生態(tài)功能空間服務(wù)復(fù)合結(jié)構(gòu)性,維持主導(dǎo)功能可持續(xù)發(fā)展。以東側(cè)淺丘地區(qū)食物供給服務(wù)主導(dǎo)空間為例,其集中分布了東部新城的大部分基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)田地空間,應(yīng)在堅持底線功能不改變的同時,在邊緣或局部小空間內(nèi)增加復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),確保其基本主導(dǎo)功能獨(dú)立性與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展可能性。
雙主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間在成都市東部新城范圍內(nèi)占比較低,主要在沱江沿線、龍泉山林草空間交界邊緣處呈線性分布,其空間趨向破碎化,往往分布在綜合性生態(tài)服務(wù)功能空間與單主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間過渡地區(qū)。該類型空間生態(tài)功能構(gòu)成趨向完整化,從量化價值來看服務(wù)價值整體較高,但極易受到主導(dǎo)服務(wù)之間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系影響,導(dǎo)致生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
雙主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間與協(xié)同性服務(wù)空間的重疊空間分布于山地與淺山地區(qū)交界、河流交匯處,有明顯的演化過渡趨勢。該類型空間應(yīng)遵循格局提升原則,在保持現(xiàn)有雙主導(dǎo)服務(wù)功能穩(wěn)定發(fā)展的前提下,首先考慮對其格局進(jìn)行提升。以西側(cè)龍泉山淺山山林交界處的氣候調(diào)節(jié)與氣體調(diào)節(jié)主導(dǎo)服務(wù)功能空間為例,其生態(tài)過渡特征較為明確,且受龍泉山森林影響,自然群落正向演化趨勢明確,應(yīng)與周邊綜合性服務(wù)功能區(qū)域統(tǒng)籌考慮,完善現(xiàn)有生態(tài)結(jié)構(gòu),通過生態(tài)服務(wù)功能間權(quán)衡協(xié)同作用,科學(xué)篩選協(xié)同服務(wù),促進(jìn)其向林地生態(tài)功能空間平穩(wěn)過渡。
雙主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間與權(quán)衡性服務(wù)空間的重疊空間多分布于鄰近單主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間或與城市交界的邊緣區(qū)域,空間分布破碎,易受周邊空間功能影響,自身穩(wěn)定性較低。該類型空間應(yīng)遵循功能強(qiáng)化原則,在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定前提下,降低權(quán)衡生態(tài)服務(wù)功能對于現(xiàn)有主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能的負(fù)向作用,向周邊綜合性生態(tài)功能空間過渡。以沱江地區(qū)水文調(diào)節(jié)與氣候調(diào)節(jié)雙主導(dǎo)服務(wù)功能空間為例,該區(qū)域鄰近東部新城數(shù)個城市規(guī)劃建設(shè)區(qū),同時兼具自然緩沖與人居環(huán)境塑造的復(fù)合特征,是中部地區(qū)核心的生態(tài)服務(wù)功能提供區(qū)域,應(yīng)優(yōu)化區(qū)域生態(tài)格局,構(gòu)建沿江濕地水域生態(tài)廊道,增加?xùn)|向山地西向淺丘的生態(tài)連通空間,強(qiáng)化現(xiàn)有生態(tài)功能,限制周邊城鎮(zhèn)化開發(fā)強(qiáng)度。
綜合性生態(tài)服務(wù)功能空間在成都市東部新城分布集中,主要分布在龍泉山內(nèi)部及三岔湖周邊,空間區(qū)塊化分布特征明顯。該類型空間提供了東部新城絕大多數(shù)生態(tài)服務(wù)功能價值,生態(tài)功能構(gòu)成相對完善、功能結(jié)構(gòu)也相對完整,但各項服務(wù)功能間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系復(fù)雜。
綜合性生態(tài)服務(wù)功能空間與協(xié)同性服務(wù)空間的重疊空間多由大面積天然山林地與自然保護(hù)地、水源保護(hù)地、濕地組成,承擔(dān)了區(qū)域內(nèi)絕大多數(shù)生態(tài)服務(wù)功能,是城市中重要的生態(tài)資源儲存基地。該類型空間應(yīng)遵循存量保護(hù)原則,以西側(cè)龍泉山綜合性服務(wù)主導(dǎo)空間為例,作為整個東部新城重要生態(tài)源地,生態(tài)屏障特征明確,應(yīng)禁止任何層面的開發(fā)建設(shè)活動,集中策劃生態(tài)保護(hù)與生態(tài)屏障功能,完善長效可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建設(shè)機(jī)制。
綜合性生態(tài)服務(wù)功能空間與權(quán)衡性服務(wù)空間的重疊空間多分布于山林地或鄰近核心生態(tài)功能空間的邊緣地區(qū),空間分布偏向破碎,演化趨勢趨向結(jié)構(gòu)退化。該類型空間應(yīng)遵循系統(tǒng)管控原則,以東部及北部邊緣空間為例,應(yīng)嚴(yán)格遵循系統(tǒng)管控調(diào)整原則,在禁止開發(fā)活動的基礎(chǔ)上,合理分析現(xiàn)有生態(tài)群落結(jié)構(gòu)演化模式及驅(qū)動方式,調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部環(huán)境,促進(jìn)系統(tǒng)正向演化,維持生態(tài)功能完整。
生態(tài)功能空間遵循國土空間規(guī)劃中最基礎(chǔ)控制原則,對其進(jìn)行空間劃定與空間識別管控具有必要性與現(xiàn)實(shí)意義。本研究基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能視角,通過熱點(diǎn)分析指標(biāo)(指數(shù))與雙變量空間局部自相關(guān)指數(shù)共同篩選成都市東部新城核心生態(tài)功能空間、識別主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、測算核心生態(tài)功能空間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同關(guān)系,并據(jù)此提出相應(yīng)生態(tài)功能空間管控模式:
1)成都市東部新城核心生態(tài)功能空間面積2 231.08 km2,面積占比56.03%,價值總占比超過64.58%,依托龍泉山、沱江、東南部淺丘農(nóng)田呈現(xiàn)較為明顯的圈層化空間分布特征。
2)成都市東部新城主導(dǎo)性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間可以分為單主導(dǎo)、雙主導(dǎo)、綜合性3類,其面積分別為1 454.95、229.26、546.87 km2,空間占比分別為65.21%、10.28%、24.51%,呈現(xiàn)較為明顯的單類型主導(dǎo)趨勢,主導(dǎo)類型為食物生產(chǎn)、原材料供給、氣候調(diào)節(jié)、廢物處理、土壤保持。
3)成都市東部新城核心生態(tài)功能空間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能多數(shù)呈現(xiàn)較為明顯的高協(xié)同關(guān)系,其中食物生產(chǎn)與除氣體調(diào)節(jié)外多數(shù)服務(wù),廢物處理與氣體調(diào)節(jié)、土壤保持呈現(xiàn)較高的權(quán)衡關(guān)系,綜合主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能空間類型分別提出底線控制、結(jié)構(gòu)優(yōu)化;功能強(qiáng)化、格局提升;存量保護(hù)、系統(tǒng)管控3個層級的管控策略。
目前本研究仍存在一定局限性,數(shù)據(jù)精度質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價手段的不同可能會帶來分析結(jié)果的局部偏差,從而影響核心服務(wù)功能范圍的識別與劃定。研究對服務(wù)價值的估算是基于土地利用類型與生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子表,未來可以考慮通過結(jié)合其他軟件模型模擬或?qū)崪y校驗(yàn)的手段進(jìn)一步提高價值評價精度。同時本研究主要從生態(tài)視角出發(fā),基于生態(tài)服務(wù)功能內(nèi)部間權(quán)衡協(xié)同效應(yīng)作用關(guān)系,未將社會經(jīng)濟(jì)因子納入服務(wù)功能驅(qū)動因素的討論,后續(xù)研究可進(jìn)一步提升評價系統(tǒng)完整性。
圖表來源(Sources of Figures and Table):
文中所有圖表均由作者繪制。