李恒凱，李淑芳,，鄭春燕，鄧昊鍵

（1. 江西理工大學(xué)土木與測(cè)繪工程學(xué)院，贛州 341000；2. 嘉應(yīng)學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院，梅州 514015）

0 引 言

國土空間生態(tài)安全是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，黨的第十八次全國代表大會(huì)指出，“要大力開展生態(tài)文明建設(shè)，以形成科學(xué)的、合理的農(nóng)業(yè)-城市-生態(tài)安全的發(fā)展格局，以實(shí)現(xiàn)國土空間開發(fā)格局的優(yōu)化”。黨的第十九屆五中全會(huì)中指出，“要維護(hù)生態(tài)安全底線，包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、山水林田湖草空間，以及生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境承載能力”。關(guān)鍵性生態(tài)空間（Critical Ecological Space，CES）是指在生態(tài)空間范圍內(nèi)，對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、維持生態(tài)敏感性因子穩(wěn)定具有支撐、保障作用，維系生態(tài)安全格局、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性空間，其識(shí)別能夠?yàn)榇_定國家永久基本農(nóng)田的范圍、生態(tài)保護(hù)紅線的邊界、城鎮(zhèn)開發(fā)的界線提供科學(xué)參考依據(jù)，可以更好地保障國土空間生態(tài)安全，也是現(xiàn)階段生態(tài)保護(hù)的首要工作。

目前，國內(nèi)外學(xué)者在CES識(shí)別的研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性、生態(tài)敏感性、城市綠地空間及生態(tài)安全格局的構(gòu)建等方面，如：Zarandian等基于InVEST模型評(píng)估了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能并對(duì)伊朗北部的Sarvelat和Javaherdasht保護(hù)區(qū)進(jìn)行了空間規(guī)劃；劉林等基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能并利用MCR模型對(duì)滇池流域進(jìn)行了關(guān)鍵性生態(tài)用地的識(shí)別；朱立晨等采用NPP（Net Primary Productivity）定量評(píng)價(jià)法對(duì)閩三角區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)，證實(shí)了該方法適用于大中尺度的研究；Kebede等利用RUSLE模型，進(jìn)行了上貝萊斯流域的水土流失空間識(shí)別，取得了良好的效果；Vasu等基于GIS與RS技術(shù)評(píng)估孟買城市綠地在街區(qū)間的分布，便捷有效地識(shí)別出城市綠地空間；彭建等從地質(zhì)災(zāi)害敏感性方面構(gòu)建了云南省玉溪市的山地生態(tài)安全格局；Zong等從生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性建立了生態(tài)安全重要性指標(biāo)體系，進(jìn)而劃定了生態(tài)安全空間。當(dāng)前CES的識(shí)別多局限于生態(tài)環(huán)境自身狀況或服務(wù)重要性的辨識(shí)，而綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性與生態(tài)敏感性的研究相對(duì)較少。從研究方法看，CES的劃定主要有以下兩種方法：一是以遙感影像為基礎(chǔ)，根據(jù)有關(guān)資料，將生態(tài)用地、自然保護(hù)區(qū)等核心區(qū)直接劃為CES；二是依據(jù)《生態(tài)紅線劃定指南》，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生態(tài)敏感性，構(gòu)建符合區(qū)域特征的綜合指標(biāo)體系進(jìn)而劃分CES。前者相對(duì)簡(jiǎn)單易操作，但評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取主觀性較強(qiáng)，準(zhǔn)確度難以把握，后者可根據(jù)地域分異特征，從多方面選取指標(biāo)，更加全面、靈活，準(zhǔn)確度較高，更適合區(qū)域CES的識(shí)別評(píng)價(jià)。本文考慮到研究區(qū)地處典型的南方紅壤生態(tài)脆弱區(qū)，故在指標(biāo)選取時(shí)，使用符合該研究區(qū)的地域特征的評(píng)價(jià)模型并綜合考慮其各生態(tài)過程。即本文在構(gòu)建各單因子評(píng)價(jià)過程中，使用南方山區(qū)日降雨模型獲取降雨侵蝕力因子，并且根據(jù)具有相同地域特征的相關(guān)研究，確定水土保持因子等，以獲取各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子。在NPP定量評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建符合當(dāng)?shù)氐脑u(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以使得關(guān)鍵性生態(tài)空間辨識(shí)結(jié)果更加精準(zhǔn)。同時(shí)，也能夠?yàn)榫哂邢嗤赜蛱卣鞯膮^(qū)域CES識(shí)別提供一定的參考依據(jù)。

東江流域地跨粵、贛兩省，是廣東及香港地區(qū)的重點(diǎn)水質(zhì)保護(hù)區(qū)及重要飲用水源地。該流域?qū)儆谥袊湫偷哪戏降蜕角鹆陞^(qū)、南方生態(tài)脆弱紅壤區(qū)，水土流失頻繁，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱。近年來，該流域經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題日益突出，因此亟需辨識(shí)其關(guān)鍵性生態(tài)空間，以維護(hù)流域生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。本文綜合考慮其重要的水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能、生物多樣性功能3種服務(wù)功能及流域內(nèi)典型的水土流失敏感性、地質(zhì)災(zāi)害敏感性2種生態(tài)敏感問題，對(duì)東江流域進(jìn)行區(qū)域CES識(shí)別，以期為東江流域有效實(shí)施分區(qū)管控、制定生態(tài)保護(hù)策略等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

東江流域坐落于廣東省東北部、江西省南部，南部鄰接香港，介于113°～116°E，22°～26°N之間，主要涉及贛州、河源、韶關(guān)、增城、東莞、惠州、深圳等城市（圖1）。地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫相對(duì)適宜，流域內(nèi)變化較小，地區(qū)差異較為明顯；年平均降雨量豐沛，主要集中在4月份至9月份，南部降雨量普遍高于北部；地勢(shì)西北高、東南低，地形較為破碎，各種自然資源豐富，上游主要種植臍橙、百香果，為東江源地，下游地勢(shì)較為平坦，為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市。

圖1 東江流域示意圖Fig.1 Overview of the Dongjiang River Basin

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)包括：NPP（植被凈初級(jí)生產(chǎn)力）、NDVI（歸一化植被指數(shù)）、氣象數(shù)據(jù)、DEM（數(shù)字高程模型）、土壤數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)及部分市縣國土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)參數(shù)如表1所示。將空間數(shù)據(jù)都重采樣至250m的空間分辨率，并轉(zhuǎn)換為WGS-1984坐標(biāo)系。

表1 數(shù)據(jù)說明Table 1 Data specification

2 研究方法

本文依據(jù)生態(tài)紅線劃定指南的內(nèi)涵，借助GIS空間分析平臺(tái)進(jìn)行關(guān)鍵性生態(tài)空間辨識(shí)。首先構(gòu)建東江流域生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能、生物多樣性功能服務(wù)能力指數(shù)，以及水土流失、地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)；其次，計(jì)算上述各指數(shù)并進(jìn)行分級(jí)賦值，完成單因子生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能或生態(tài)敏感性的識(shí)別；最后對(duì)各單因子進(jìn)行空間疊加分析，完成綜合關(guān)鍵性生態(tài)空間識(shí)別。

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)

NPP定量評(píng)價(jià)法對(duì)于大中尺度、地域特征明顯地區(qū)更具有適用性，在辨別區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)主要功能的基礎(chǔ)上，獲取的評(píng)估結(jié)果更具可靠性。因此，本文采用NPP定量評(píng)價(jià)法，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果用自然間斷法（Jenks）進(jìn)行分級(jí)賦值，如表2所示。

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性量化分級(jí)Table 2 Quantitative classification of ecosystem service function importance

2.1.1 水源涵養(yǎng)功能

水源涵養(yǎng)功能用生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)能力指數(shù)評(píng)估，計(jì)算公式如下：

式中NPP為多年（21a）植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值（g/cm）；F為土壤滲流因子，F=/13，其中為USDA土壤質(zhì)地分類；F為多年（21a）平均降雨量（mm），經(jīng)普通克里格插值并進(jìn)行歸一化；F為坡度（°），由DEM計(jì)算并進(jìn)行歸一化。

2.1.2 水土保持功能

水土保持功能用水土保持服務(wù)能力指數(shù)S評(píng)估，計(jì)算公式如下

式中為土壤可蝕性因子，經(jīng)普通克里格插值并進(jìn)行歸一化。

2.1.3 生物多樣性功能

生物多樣性功能用生物多樣性保護(hù)服務(wù)能力指數(shù)S評(píng)估，計(jì)算公式如下：

式中F為多年（21a）平均氣溫（℃），經(jīng)普通克里格插值并進(jìn)行歸一化；F為海拔，由DEM計(jì)算并進(jìn)行歸一化。

2.1.4 生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能

采用析取算法，計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性指數(shù)ESI。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)

2.2.1 水土流失敏感性

東江流域水土流失敏感性用水土流失敏感性指數(shù)SS評(píng)估。將各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并進(jìn)行空間疊置分析，其評(píng)價(jià)結(jié)果用自然間斷法分級(jí)賦值，計(jì)算公式如下：

式中為降雨侵蝕力因子；為坡度坡長因子，=·，無量綱；為植被覆蓋與管理因子；為水土保持措施因子，為坡度因子。

：采用南方山區(qū)日降雨侵蝕模型。

式中D為第天的日降雨量（D≥12 mm），否則記為0；和為模型參數(shù)；P為日平均降雨量，mm；P為年平均降雨量，mm。

：根據(jù)已有研究，采用目前應(yīng)用較為廣泛的EPIC模型。

式中為修正前的；為土壤砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；為粉粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；為黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；為常數(shù)，=1-/100；TOC為有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

：根據(jù)已有研究，不同的坡段的計(jì)算可使用Moore等提出坡長因子的算法。

式中為坡長；為坡度坡長指數(shù)；表示坡度，%。

：緩坡、陡坡分別使用Liu等的公式計(jì)算。

式中為度數(shù)表示坡度，(°)。

植被覆蓋度對(duì)植被覆蓋與管理因子有重要的影響，以MODIS的NDVI為數(shù)據(jù)源，參照文獻(xiàn)[3,28]，計(jì)算公式：

式中VFC為植被覆蓋度；、為常數(shù)（其中=2，=1）。

：水土保持措施因子，是指有水土保持措施的土壤流失量與未采取該措施的土壤流失量之比，目前，多根據(jù)土地利用類型對(duì)進(jìn)行賦值，如表3所示。

表3 水土保持措施因子賦值Table 3 Factor assignment of soil and water conservation

2.2.2 地質(zhì)災(zāi)害敏感性

研究區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、滑坡、泥石流等重力型地質(zhì)災(zāi)害與勢(shì)能有關(guān)，而勢(shì)能與海拔、植被覆蓋度、地形起伏度、人類活動(dòng)干擾度等密切相關(guān)。使用地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)GS進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)估，計(jì)算公式如下：

式中G為第個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的敏感性等級(jí)值，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)及賦值如表4所示。

表4 地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)及賦值Table 4 Evaluation index and assignment of geological hazard sensitivity

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)綜合敏感性

采用析取算法，計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)敏感性指數(shù)，公式如下：

2.3 關(guān)鍵性生態(tài)空間辨識(shí)方法

上述各單因子評(píng)價(jià)結(jié)果僅可體現(xiàn)某一類因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的作用過程，要綜合識(shí)別出東江流域的CES，需要整合上述5類指數(shù)的重要性進(jìn)行分級(jí)賦值，計(jì)算各個(gè)柵格的綜合生態(tài)用地指數(shù)，獲取區(qū)域綜合生態(tài)空間類型等級(jí)分布圖，進(jìn)而識(shí)別出CES范圍。本文利用析取算法計(jì)算，公式如下

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)

根據(jù)上述建立的方法，東江流域的水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能、生物多樣性功能各服務(wù)功能重要性及生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2、圖3所示。在生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性分級(jí)評(píng)價(jià)中，從面積占比來看，一般重要、中等重要、高度重要、極重要面積占比相對(duì)均衡，分別為23.40%、26.41%、25.40%、19.16%，流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能整體較強(qiáng)；從分布上來看，東江流域的中游、上游中部的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性較高，下游較低。其重要性面積占比、分布都與水土保持功能較為一致，表明了東江流域的水土保持功能是生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能的主導(dǎo)因子，而水源涵養(yǎng)功能、生物多樣性功能主導(dǎo)力相對(duì)較弱，生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能總體上呈現(xiàn)出下游＜上游＜中游。

圖2 生態(tài)系統(tǒng)各重要性等級(jí)面積占比Fig.2 Area ratio of each importance level of ecosystem

圖3 生態(tài)系統(tǒng)各功能重要性分級(jí)評(píng)價(jià)Fig.3 Grading evaluation of importance of ecosystem functions

在水土保持功能重要性分級(jí)評(píng)價(jià)中，極重要、高度重要區(qū)域面積占比分別為15.81%、22.29%，即水土保持能力較高的區(qū)域主要分布在東江流域上游的三百山風(fēng)景區(qū)、中游的河源市的萬綠湖風(fēng)景區(qū)周邊區(qū)域及下游的惠東的蓮花山脈周邊區(qū)域，土壤多為黏土壤土、壤土等質(zhì)地，土壤可侵蝕性較低，因此該地區(qū)的土壤保水能高強(qiáng)且不易流失。從地形條件因素來看，海拔高、坡度陡峭的山區(qū)，人為擾動(dòng)也相對(duì)較小。此外，NPP與植被分布有著密切的聯(lián)系，這些NPP較大的區(qū)域，其植被覆蓋較高，能夠有效的減少地表徑流流失、穩(wěn)固土壤，水土保持能力較好。

在生物多樣性功能重要性分級(jí)評(píng)價(jià)中，極重要、高度重要區(qū)域面積占比相對(duì)較小，分別為5.67%、1.29%，主要分布在象牙山、羅浮山、南昆山等自然保護(hù)區(qū)或風(fēng)景區(qū)中。這些區(qū)域海拔較高，人為擾動(dòng)小，原有的地表植被保留相對(duì)完整，因此，野生動(dòng)物、植物的存活率較高。此外，東江流域中游、下游區(qū)域相對(duì)于上游降雨較豐沛，氣溫相對(duì)適宜，生物保護(hù)多樣性保護(hù)功能較高。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)

根據(jù)上述建立的評(píng)價(jià)方法，東江流域的生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示。

圖4 生態(tài)系統(tǒng)各敏感性分級(jí)評(píng)價(jià)Fig.4 Grading evaluation of sensitivity of ecosystem

在生態(tài)系統(tǒng)綜合敏感性分級(jí)評(píng)價(jià)中，以較敏感為主，面積占比為43.32%，均勻分布于流域各區(qū)，而極敏感與高度敏感的面積占比相對(duì)較小，總和僅為8.92%，主要分布在下游的東莞、惠州市市轄區(qū)及惠陽市、寶安等較為發(fā)達(dá)的粵港澳大灣區(qū)城市以及上游的尋烏，該地段的人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)較為頻繁，對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾較大，生態(tài)環(huán)境較為敏感；中游以不敏感和較敏感為主；上游以較敏感和高度敏感為主；相比較于上游，中游植被覆蓋度較高、降雨較為豐沛、自然狀況較好，且該區(qū)域地形起伏變化也較大，人為擾動(dòng)相對(duì)較??；上游的生態(tài)敏感性較高，原因是當(dāng)?shù)刂饕N植臍橙、百香果，植被類型以果樹為主，林分結(jié)構(gòu)較為單一，加之其稀土資源豐富，過度開采、盜采情況較為嚴(yán)重，因此生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較于中游地區(qū)稍差。隨著粵港澳經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，部分環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移到上游，使其生態(tài)環(huán)境遭受破壞，水土流失、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增加。即生態(tài)系統(tǒng)綜合敏感性呈現(xiàn)出中游＜上游＜下游。

水土流失敏感性分級(jí)評(píng)價(jià)中，以不敏感為主，面積占比為69.55%，主要分布于東江流域上游、中游；高度敏感、中等敏感、極敏感主要分布于下游的東莞市、惠州市市轄區(qū)、惠陽市、寶安區(qū)以及中游的增城市南部、博羅縣南部地區(qū)，這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，活動(dòng)頻繁，對(duì)生態(tài)環(huán)境干擾力大，并且常年降雨豐沛，植被覆蓋低，加之地形起伏較大，降雨侵蝕力強(qiáng)，極容易發(fā)生水土流失。

地質(zhì)災(zāi)害敏感性分級(jí)評(píng)價(jià)中，不敏感、較敏感的面積占比分別為34.73%、44.17%，其中，東江流域中游地區(qū)以不敏感、較敏感、中等敏感為主，均勻分布于中游各區(qū)域；上游地區(qū)以較敏感和高度敏感為主，分布在安遠(yuǎn)、定南的中部區(qū)域、尋烏的西北部、中部及東南部地區(qū)沿山脊線呈不規(guī)則帶狀分布，極敏感則分布于較敏感和高度敏感區(qū)域的中心；下游以中等敏感、高度敏感為主，分布在東莞市及寶安區(qū)。常有崩塌、滑坡、泥石流等現(xiàn)象發(fā)生，可能是地區(qū)短時(shí)局部強(qiáng)降雨、地形起伏變化大等或人為開采稀土礦、切坡建房等誘發(fā)的。

3.3 關(guān)鍵性生態(tài)空間識(shí)別評(píng)價(jià)

將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性、生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)的極重要、極敏感區(qū)劃為底線型生態(tài)空間，高度重要、高度敏感區(qū)劃為危機(jī)型生態(tài)空間，中等重要、中等敏感劃為緩沖型生態(tài)空間，較敏感、一般重要、不敏感、不重要?jiǎng)潪檫m宜開發(fā)生態(tài)空間，如表5所示。

表5 東江流域關(guān)鍵性生態(tài)空間識(shí)別結(jié)果Table 5 Critical Ecological Spatial (CES) identification results of Dongjiang River Basin

底線型生態(tài)空間是維持現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)功能最基本、不可突破的最低限制或臨界區(qū)域，一旦破壞會(huì)導(dǎo)致生態(tài)功能不可恢復(fù)的極嚴(yán)重后果，它在生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著極為重要功能，但同時(shí)又是極為敏感區(qū)域。辨識(shí)結(jié)果與Google Earth影像進(jìn)行疊加分析（圖5a），可以發(fā)現(xiàn)這類空間基本涵蓋了研究區(qū)的各類自然保護(hù)區(qū)，主要分布于東江流域中下游地區(qū)（西部：魯古河自然保護(hù)區(qū)、南昆山國家森林公園、大封門森林公園、大金峰生態(tài)景區(qū)；中部：新豐江國家森林公園、萬綠湖風(fēng)景區(qū)、鏡花緣生態(tài)旅游度假風(fēng)景區(qū)；南部：羅浮山、象牙山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)；東南部：廣東省惠東古田省級(jí)保護(hù)區(qū)），少部分分布在上游中部地區(qū)（三百山國家風(fēng)景名勝區(qū)）。危機(jī)型生態(tài)空間是生態(tài)系統(tǒng)本身高敏感、高度重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的空間，若受到過多的人為干預(yù)，則容易導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能的失調(diào)。因此將底線型生態(tài)空間與危機(jī)型生態(tài)空間劃定為關(guān)鍵性生態(tài)空間，其總面積為16 734.48 km，所占比例為50.49%。危機(jī)型生態(tài)空間與底線型生態(tài)空間相比更接近于人類活動(dòng)的區(qū)域，廣泛的分布于下游地區(qū)以及底線型生態(tài)空間的周邊地區(qū)，底線型生態(tài)空間則接近于國土空間規(guī)劃中的生態(tài)紅線劃定空間。緩沖型生態(tài)空間面積為10 011.89 km，面積占比為30.21%，其分布相對(duì)均勻但相對(duì)破碎化。宜開發(fā)型生態(tài)空間面積為6 397.06 km，面積占比為19.30%，其分布廣泛分布于危機(jī)型生態(tài)空間與緩沖型生態(tài)空間周邊地區(qū)，分布也較為破碎。

CES辨別結(jié)果與部分市縣國土空間規(guī)劃圖的生態(tài)保護(hù)紅線比對(duì)較為一致（圖5b）。底線型生態(tài)空間主要分布在惠州北部和東部，即羅浮山——南昆山生態(tài)屏障區(qū)、東江生態(tài)廊道、蓮花山脈生態(tài)屏障區(qū)；增城市的北部和西部，位于增城市北部山地生態(tài)片區(qū)、西部山水生態(tài)片區(qū)，該區(qū)域主要為連綿起伏的生態(tài)山林；此外，還分布在河源市的北部和中部、安遠(yuǎn)縣東部與尋烏縣西部的交界處。

3.4 土地利用現(xiàn)狀

將GlobeLand30的土地利用類型重新分為：草地、耕地、建設(shè)用地、林地（灌木地、森林）、水域（水體、濕地）、未利用地（裸地）共6大類。

3.4.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性及土地利用現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)（圖6），從水源涵養(yǎng)與生物多樣性功能各重要性級(jí)別的土地利用占比來看，兩者皆呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜草地＜建設(shè)用地＜耕地＜林地；水土保持功能在不重要級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜草地＜耕地＜建設(shè)用地＜林地，而在其他重要性級(jí)別區(qū)域則呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜草地＜建設(shè)用地＜耕地＜林地。表明在林地面積較大的區(qū)域，植被覆蓋度高，其對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)能力也相應(yīng)較高，而其他地類的影響相對(duì)較弱。隨著重要性級(jí)別的提高，林地面積所占比例顯著增加，而草地、耕地、建設(shè)用地和水域的面積所占比例均先增加后下降，未利用地所占比例呈現(xiàn)出平穩(wěn)下降的趨勢(shì)。表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能增加發(fā)生在林地等植被覆蓋區(qū)域，減少則在建設(shè)用地、未利用地等非生態(tài)用地區(qū)域。

3.4.2 生態(tài)系統(tǒng)敏感性及土地利用現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)（圖7），從水土流失敏感性級(jí)別的土地利用占比來看，在不敏感和較敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜建設(shè)用地＜草地＜耕地＜林地，而在中等敏感呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜草地＜建設(shè)用地＜林地＜耕地，在高度敏感和極敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜草地＜水域＜林地＜耕地＜建設(shè)用地；從地質(zhì)災(zāi)害敏感性級(jí)別的土地利用占比來看，在不敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜建設(shè)用地＜耕地＜草地＜林地，在較敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜建設(shè)用地＜草地＜耕地＜林地，在中等敏感、極敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜草地＜水域＜林地＜耕地＜建設(shè)用地，在高度敏感級(jí)別區(qū)域呈現(xiàn)出未利用地＜水域＜草地＜林地＜耕地＜建設(shè)用地。表明在建設(shè)用地、耕地面積較大、林地面積較少的區(qū)域，人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度較高、植被覆蓋度較低，其對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)變得更為敏感，而其他地類的影響相對(duì)較弱。隨著敏感性級(jí)別的提高，建設(shè)用地面積所占比例出現(xiàn)明顯的提升，而耕地、林地和草地的面積所占比例都有所減少，表現(xiàn)最明顯為林地，原因是城鎮(zhèn)化加速了對(duì)建設(shè)用地的需求增加，主要來自耕地、林地和草地。即當(dāng)耕地被建設(shè)用地占用時(shí)，耕地的補(bǔ)充主要由生態(tài)用地轉(zhuǎn)換而來。

圖5 CES識(shí)別結(jié)果與生態(tài)保護(hù)紅線對(duì)比Fig.5 Comparison between CES identification results and ecological protection red line

圖6 不同生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能重要性級(jí)別的土地利用類型面積占比Fig.6 Area ratio of land use type in each service function importance level of different ecosystems

圖7 不同生態(tài)系統(tǒng)各敏感性級(jí)別的土地利用類型面積占比Fig.7 Area ratio of land use type in each sensitivity level of different ecosystems

3.4.3 關(guān)鍵性生態(tài)空間及土地利用現(xiàn)狀

從土地利用現(xiàn)狀分析來看（表6），在CES中，有47.04%的建設(shè)用地占用CES，主要分布在危機(jī)型生態(tài)空間中，僅有4.47%分布在底線型生態(tài)空間中。相較于建設(shè)用地，耕地占用比較嚴(yán)重，有66.66%的耕地占用CES。在非CES中，有52.96%的建設(shè)用地占用非CES，適宜開發(fā)生態(tài)空間中僅占有11.25%，大部分占用了緩沖型生態(tài)空間，有33.34%的耕地占用非CES。草地、林地、水域、未利用地主要分布在CES中，占比分別為69.21%、42.76%、78.89%、72.74%，其中有大部分都位于危機(jī)型生態(tài)空間之中，表明該類生態(tài)空間中的土地利用度相對(duì)較高；在適宜開發(fā)生態(tài)空間之中，各地類分布在此類空間較少，表明該類生態(tài)空間的土地利用程度相對(duì)較低。

表6 土地利用現(xiàn)狀分析Table 6 Analysis of the land use status%

從各生態(tài)空間內(nèi)土地利用類型面積占比來看（圖8），未利用地＜水域＜草地＜建設(shè)用地＜耕地＜林地，大部分建設(shè)用地與耕地分布在CES內(nèi)，但從圖10可知，兩者分別為2.48%、17.35%，僅占底線型生態(tài)空間總面積的19.83%，分別占危機(jī)型生態(tài)空間總面積的11.41%和26.28%，原因是該區(qū)域大部分位于自然保護(hù)區(qū)及其周邊，建設(shè)用地與耕地的規(guī)劃布局相對(duì)集中。雖然建設(shè)用地主要集中在在危機(jī)型生態(tài)空間中，但積極建設(shè)綠化帶，因此森林、草地覆蓋較高，加之嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)開發(fā)邊界，因此兩者面積占比能得到有效控制。

圖8 各生態(tài)空間內(nèi)不同土地利用類型面積占比Fig.8 Area ratio of different land use types in each ecological space

4 討 論

每個(gè)空間單元的土地都承擔(dān)著多種生態(tài)過程，其扮演著提供生態(tài)功能的角色同時(shí)又面臨著各種生態(tài)危機(jī)。因此，本文綜合地從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性兩個(gè)方面出發(fā)，將區(qū)域多種關(guān)鍵性生態(tài)過程統(tǒng)一納入辨識(shí)方法中，進(jìn)而更加全面的對(duì)區(qū)域關(guān)鍵性生態(tài)空間進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)，這對(duì)區(qū)域的土地利用規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界的劃定有重要的指導(dǎo)意義。目前國內(nèi)外對(duì)于CES的識(shí)別，針對(duì)不同尺度、不同地域的研究，選用的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)不同，其適用性也不同。

本文根據(jù)東江流域的地域特征、其提供的主要生態(tài)系統(tǒng)功能及面臨的生態(tài)環(huán)境問題，構(gòu)建該區(qū)域的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因地適宜地選取水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性、水土流失、地質(zhì)災(zāi)害，并使用具有靈活度更高的NPP定量評(píng)價(jià)法以及模型評(píng)價(jià)法，構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)空間綜合用地指數(shù)及其關(guān)鍵性生態(tài)空間的識(shí)別方法。最終的CES識(shí)別結(jié)果與Google Earth影像進(jìn)行了疊加分析，并且與各市縣區(qū)域的國土空間規(guī)劃進(jìn)行了對(duì)比，證實(shí)其空間分布存在一致性，表明使用該方法進(jìn)行區(qū)域CES識(shí)別是有效的。

本文對(duì)于大中尺度、典型的南方低山丘陵區(qū)、南方紅壤脆弱區(qū)的CES識(shí)別也有一定的指導(dǎo)意義。但是，本文在CES的級(jí)別劃分上，是根據(jù)各單項(xiàng)評(píng)價(jià)中的最高級(jí)別作為綜合生態(tài)空間級(jí)別，而各單項(xiàng)評(píng)價(jià)的級(jí)別劃分則是根據(jù)得分從到高到低進(jìn)行劃分，兩者的劃定方法存在不同進(jìn)而可能會(huì)忽視某一生態(tài)過程的突出作用，因此在今后的研究工作中需要進(jìn)行補(bǔ)充完善，從而更加精準(zhǔn)的識(shí)別區(qū)域CES。此外，由于研究涉及的數(shù)據(jù)種類較多、精度各異，收集難度較大，且在進(jìn)行數(shù)據(jù)空間化過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)的精度存在一定的損失，因此需要提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精度及豐度，以便更好的支撐各單項(xiàng)因子的評(píng)價(jià)，從而進(jìn)一步提高CES的辨識(shí)精度。

5 結(jié) 論

本文從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及生態(tài)系統(tǒng)敏感性兩方面綜合考慮，對(duì)東江流域進(jìn)行了關(guān)鍵性生態(tài)空間辨別，并將識(shí)別結(jié)果與土地利用現(xiàn)狀結(jié)合進(jìn)行分析。得出的主要結(jié)論如下：

1）東江流域的生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能各重要性占比相對(duì)均衡，服務(wù)功能整體較強(qiáng)。從空間分布上來看，東江流域的中游、上游中部的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性較高，下游較低，其重要性面積占比、分布都與水土保持功能較為一致，即水土保持功能是生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能的主導(dǎo)因子，而其他功能主導(dǎo)能力相對(duì)較弱，表現(xiàn)為下游＜上游＜中游。

2）東江流域的生態(tài)系統(tǒng)綜合敏感性主要以較敏感為主，下游地區(qū)人類活動(dòng)干擾度大，生態(tài)環(huán)境較為敏感；相比較于上游，中游植被覆蓋度較高、降雨較為豐沛，人為擾動(dòng)相對(duì)較小，因此敏感度較低，表現(xiàn)為中游＜上游＜下游。生態(tài)系統(tǒng)敏感性高低與植被覆蓋、土壤質(zhì)地、地形、降雨等有關(guān)，其敏感性的增加主要發(fā)生在建設(shè)用地、耕地等非生態(tài)用地區(qū)域，減少主要發(fā)生在林地面積增加的區(qū)域。

3）東江流域的關(guān)鍵性生態(tài)空間由底線型生態(tài)空間與危機(jī)型生態(tài)空間共同構(gòu)成，總面積為16 734.48 km，面積占比為50.49%，空間上主要分布在東江流域中游、下游地區(qū)。其中底線型生態(tài)空間面積為5 481.21 km，空間上主要分布在各類自然保護(hù)區(qū)中、與國土空間規(guī)劃中的生態(tài)保護(hù)紅線劃定空間較為一致；危機(jī)型生態(tài)空間面積為11 253.27 km，空間上主要分布在東江流域下游地區(qū)、底線型生態(tài)空間周邊且較為接近人類活動(dòng)區(qū)域。其中，有47.04%、66.66%的耕地占用關(guān)鍵性生態(tài)空間，相較于建設(shè)用地，耕地占比較為嚴(yán)重，且主要分布在危機(jī)型生態(tài)空間中，少部分分布在底線型生態(tài)空間中。但從危機(jī)型生態(tài)空間內(nèi)的土地利用類型來看，建設(shè)用地與耕地僅占其總面積的19.83%，表明建設(shè)用地與耕地的規(guī)劃布局較為集中，該區(qū)域的土地利用開發(fā)能夠得到有效控制。