呂彥瑩,王曉婷 ,于新洋,2,孔祥斌,齊 偉,*

1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 泰安 271018

2 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源環(huán)境研究所, 北京 100101

3 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 北京 100193

城市化背景下,生態(tài)系統(tǒng)遭到人類活動(dòng)的破壞,區(qū)域的生態(tài)空間減少嚴(yán)重。系統(tǒng)化識(shí)別自然生態(tài)空間并進(jìn)行差異化管控[1]可以更好地建設(shè)和保護(hù)國(guó)土空間生態(tài)資源,實(shí)現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。長(zhǎng)期以來,自然資源的粗放利用和城市擴(kuò)張使得生態(tài)資源保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻,國(guó)土空間用途管制新機(jī)制亟待探索。明確生態(tài)屏障、生態(tài)廊道和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)格局,確定生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域是保護(hù)的自然空間和國(guó)土生態(tài)資源的基礎(chǔ),目前我國(guó)構(gòu)建生態(tài)空間上存在生態(tài)系統(tǒng)思想體現(xiàn)不足,難以承擔(dān)生態(tài)底線作用的問題[1]。因此,從維護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全和質(zhì)量的角度出發(fā)識(shí)別自然生態(tài)空間,明確各級(jí)需要保護(hù)的生態(tài)空間布局,并實(shí)行差異化管控[1,2]成為生態(tài)文明建設(shè)的必然要求。

自然生態(tài)空間的構(gòu)建和管控必須嚴(yán)守生態(tài)安全格局的底線思維[2—3],應(yīng)將所有需要保護(hù)和合理利用的重要生態(tài)功能和生態(tài)脆弱敏感區(qū)域納入自然生態(tài)空間范圍,使得跨區(qū)域的自然生態(tài)空間能夠有效連接[4]。遵循景觀生態(tài)學(xué)中格局與過程相互反饋的原理,識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)可以保障生物生存安全的關(guān)鍵區(qū)域、節(jié)點(diǎn)和廊道,并落實(shí)于具體的空間位置[5]。突破國(guó)土空間規(guī)劃中“一核五圈四帶”等思維定式[1],基于效率和品質(zhì)構(gòu)筑生態(tài)安全格局并實(shí)行差異化管控成為當(dāng)前發(fā)展的必然趨勢(shì)。在模式構(gòu)建方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過生態(tài)功能評(píng)價(jià)[6—8]、形態(tài)學(xué)[9]、生態(tài)紅線劃定[10]等方面來進(jìn)行生態(tài)安全格局構(gòu)建,逐步形成了“源地識(shí)別—阻力面構(gòu)建—廊道提取”的主流范式[11—13]。在差異化用途管控方面,當(dāng)前研究多集中在探索中尺度的用途管控理論和制度方面[14],自然空間的連續(xù)性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間流動(dòng)性決定了在大尺度上更需要進(jìn)行差異化管控研究。山東省土地利用集約化程度高,生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間沖突明顯。本研究以山東省為研究區(qū),集成地理信息模型與方法,耦合格局和過程[15],根據(jù)生態(tài)重要性和敏感性系統(tǒng)化識(shí)別重要生態(tài)空間,構(gòu)建完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),并有針對(duì)性的分類提出用途管制措施,為更好的建設(shè)和保護(hù)國(guó)土生態(tài)資源和發(fā)揮省級(jí)國(guó)土空間規(guī)劃的戰(zhàn)略性指導(dǎo)作用提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

山東省處于中緯度沿海地區(qū)(34°22.9′—38°24.01′N,114°47.5′—122°42.3′E),北臨渤海,東部和南部被黃海環(huán)繞,南部與安徽省、江蘇省接界,西部與河南省連接,是一個(gè)海陸兼?zhèn)涞氖》?。全省陸地面積15.79萬(wàn)km2,占全國(guó)總面積的1.66%。山東省中部山區(qū)地勢(shì)較高,西南、西北部平原區(qū)地勢(shì)平坦,形成以山地丘陵為主、平原盆地交錯(cuò)環(huán)列其間的地形環(huán)境,是探討自然生態(tài)空間系統(tǒng)化構(gòu)建與差異化管控研究的理想?yún)^(qū)域。立足于省域資源環(huán)境稟賦和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,明確生態(tài)屏障、生態(tài)廊道和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)格局,確定生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域,構(gòu)建系統(tǒng)化的自然生態(tài)空間十分必要。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究采用多源數(shù)據(jù),包括土地利用數(shù)據(jù)、高程和坡度數(shù)據(jù)、MODIS 植被凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)(Net Primary Productivity,NPP)、土壤數(shù)據(jù)等。土地利用空間分布數(shù)據(jù)來自于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心；數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)來自國(guó)家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中心；植被凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)采用美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地球資源環(huán)境觀察和科學(xué)中心的 MODIS17A影像；土壤數(shù)據(jù)來自于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD)。由于研究區(qū)域范圍較廣,本研究的基本空間單元為1 km的柵格數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

本研究技術(shù)路線圖如圖1所示,結(jié)合山東省地域特征,通過生態(tài)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià),提取具有重要生態(tài)價(jià)值的斑塊,識(shí)別生態(tài)源地,利用夜間燈光指數(shù)修正基于土地利用類型和人為干擾程度賦值的基本阻力面,通過最小累積阻力模型識(shí)別并區(qū)分關(guān)鍵生態(tài)廊道和優(yōu)化生態(tài)廊道,以構(gòu)建山東省自然生態(tài)空間,并提出差異化的管控措施。

圖1 技術(shù)路線圖

1.3.1生態(tài)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)安全的前提和保障,一個(gè)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越高,其生態(tài)環(huán)境越好,抵抗生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的能力也越高。根據(jù)山東省自然特征,從水源涵養(yǎng)、土壤保持、固碳釋氧、生境維持四個(gè)方面評(píng)價(jià)生態(tài)服務(wù)功能重要性,并篩選出具有較高價(jià)值的斑塊。

水源涵養(yǎng)能力是生態(tài)系統(tǒng)通過特有的結(jié)構(gòu)與水互相作用,對(duì)降水進(jìn)行截留、滲透、蓄積,并通過蒸散發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)水循環(huán)的調(diào)控。本文采用生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)能力指數(shù)的方法,具體表達(dá)式為：

WR=NPPMEAN×Fsic×Fpre(1-Fsio)

式中,WR為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)能力指數(shù), NPPMEAN為多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值,Fsic為土壤滲流因子,Fpre為多年平均降水量因子,Fsio為坡度因子[16]。

土壤保持功能是一項(xiàng)基本的陸地生態(tài)功能,反映了區(qū)域應(yīng)對(duì)特定侵蝕并保持生態(tài)安全的水平。目前國(guó)內(nèi)最常用的是采用通用水土流失方程(RUSLE)計(jì)算水土保持量,表征研究區(qū)域土壤保持的重要程度。采用RUSLE(修正土壤流失方程模型)進(jìn)行土壤保持服務(wù)能力的評(píng)價(jià),反映區(qū)域應(yīng)對(duì)特定侵蝕并保持生態(tài)安全的水平。具體表達(dá)式為：

Ac=Ap-Ar=R×K×L×S×(1-C)

式中,Ac為水土保持量(t hm-2a-1)；Ap為潛在土壤侵蝕量；Ar為實(shí)際土壤侵蝕量；R為降雨侵蝕力因子(MJ mm hm-2h-1a-1);K為土壤可蝕性因子(t hm2MJ mm)；L、S為地形因子,L表示坡長(zhǎng)因子,S表示坡度因子；C為植被覆蓋因子[17]。

固碳釋氧能力是綠色生態(tài)系統(tǒng)功能服務(wù)能力的直接體現(xiàn),綠色植物通過光合作用釋放氧氣,產(chǎn)生NPP,能起到維持碳氧平衡,調(diào)節(jié)區(qū)域氣候的作用。采用NPP表示綠色生態(tài)系統(tǒng)功能的固碳釋氧能力。

山東省生物種類豐富,生物多樣性保護(hù)需基于良好的生境,生境質(zhì)量可以作為衡量生態(tài)系統(tǒng)可以提供物種生存繁衍條件潛力的大小的標(biāo)準(zhǔn)。采用InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)中的生境質(zhì)量模塊來表征生境維持功能的高低,具體計(jì)算公式如下：

式中,Qxj為生境類型j中柵格x的生境質(zhì)量,Dxj為生境類型j中柵格x的脅迫水平,K為半飽和常數(shù),Hj為生境類型j的適宜性[15]。

將各項(xiàng)功能評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為5個(gè)等級(jí)(圖1—圖2),并按功能值從高到低分別賦值5、4、3、2、1,將分級(jí)后的圖層等權(quán)疊加,獲得生態(tài)服務(wù)功能重要性圖層。

1.3.2生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

生態(tài)敏感性的高低反映了在受到自然環(huán)境變化和人類不合理活動(dòng)侵?jǐn)_下發(fā)生生態(tài)問題的可能性[17],對(duì)于生態(tài)敏感性高的地區(qū)應(yīng)該加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù),限制人為活動(dòng)干擾。本研究結(jié)合山東省的實(shí)際情況,參考相關(guān)研究[18—20],選取高程、坡度、歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index, NDVI)、土地利用類型、土壤侵蝕強(qiáng)度和距水域距離6類指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子,建立生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。土壤侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果為用RUSLE模型計(jì)算,相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考前人的研究成果,賦值加權(quán)得到評(píng)價(jià)結(jié)果,劃分為5個(gè)等級(jí),并按功能值從高到低分別賦值5、4、3、2、1,得到生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)圖。

表1 生態(tài)敏感性指標(biāo)體系

1.3.3最小累積阻力面構(gòu)建和修正

物種在不同景觀單元之間進(jìn)行遷移時(shí)需要克服阻力,構(gòu)建阻力面是計(jì)算其在需要克服阻力情況下擴(kuò)散路徑的基礎(chǔ)。本研究參考相關(guān)研究[20—21],將山東省不同土地利用類型對(duì)物種和生態(tài)系統(tǒng)的阻力系數(shù)設(shè)定在1—100之間；選取土地利用類型、植被覆蓋度(NDVI)、高程和坡度等因子綜合構(gòu)建阻力面(表2),使其更加科學(xué)合理。僅以土地覆被類型為基礎(chǔ)立阻力系數(shù),在一定程度上忽略了相同土地覆被類型下差異化的土地利用方式和強(qiáng)度,夜間燈光數(shù)據(jù)能夠較好地表征出城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、人口密度等人類活動(dòng)因子[17],體現(xiàn)同一用地類型內(nèi)部受人類影響水平的差異,因此本研究基于夜間燈光數(shù)據(jù)來對(duì)基本阻力面進(jìn)行修正,具體公式為：

表2 阻力值設(shè)置

式中,Ri為經(jīng)夜間燈光數(shù)據(jù)修正后土地利用類型因子的阻力值；NLi為柵格i的夜間燈光指數(shù)；NLa為柵格i對(duì)應(yīng)的土地利用類型a的平均燈光指數(shù)；R為柵格i的基本阻力系數(shù)[15]。

1.3.4生態(tài)廊道提取

生態(tài)廊道可以使區(qū)域優(yōu)質(zhì)生態(tài)源地間形成相互連接的通路,是溝通重要生態(tài)源地的橋梁和通道,有利于生物遷徙運(yùn)動(dòng)和生態(tài)因子的交流[17—18]。Knaapen等提出的最小累積阻力模型得到廣泛應(yīng)用,該模型計(jì)算物種從源到目的斑塊所受阻力,選取阻力最低的通道作為生態(tài)廊道。其基本公式為：

式中,MCR為最小累積阻力值;f是最小阻力與生態(tài)活動(dòng)的正相關(guān)關(guān)系；Dij是物種從源j到景觀單元i的距離；Ri是景觀單元的阻力系數(shù)。

2 結(jié)果分析

2.1 生態(tài)重要性評(píng)價(jià)和生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

研究區(qū)生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。固碳釋氧能力由植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)體現(xiàn),總體分布情況是自東部向西部遞減,這是由于東部地區(qū)以丘陵為主,植被豐富多樣,是全省森林資源最豐富的地區(qū)；西北地區(qū)植被較為稀少,沙化荒漠化土地面積較大,生態(tài)環(huán)境較脆弱。水源涵養(yǎng)功能高值區(qū)主要分布山東省西南部和中部地區(qū),主要是由于省內(nèi)多條河流流經(jīng)于此,且植被資源豐富,是重要的水源涵養(yǎng)區(qū)；生境維持功能高值區(qū)主要分布在魯中山區(qū)和東部地區(qū),這是由于這些地區(qū)山脈眾多,植被覆蓋度高,生物多樣性豐富,低值區(qū)則分布在人類活動(dòng)聚集區(qū),范圍較廣；土壤保持功能高值區(qū)主要分布在魯中山區(qū),低值區(qū)分布較廣。

圖2 生態(tài)要素空間格局

基于山東省固碳釋氧、水源涵養(yǎng)、生境維持、土壤保持將四種生態(tài)服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果的柵格圖層進(jìn)行等權(quán)疊加并劃分為五個(gè)等級(jí)：一般重要、較重要、中等重要、高度重要、極重要[19],得到山東省生態(tài)服務(wù)重要性空間分布圖(圖3)。極重要區(qū)域面積為14352.07 km2。占全區(qū)總面積9.06%,面積較小,主要分布在魯中山區(qū),泰山、沂山、徂徠山、蒙山等地,區(qū)內(nèi)植被豐富,森林資源較多,河流眾多,生態(tài)服務(wù)功能值最高。生態(tài)服務(wù)功能高度重要區(qū)域面積為37698.63 km2,占全區(qū)總面積的23.79%,主要分布在魯中山區(qū)和魯西南部分地區(qū),魯東山區(qū)也有零散分布。

生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖3、表3所示：生態(tài)極敏感區(qū)域面積為7312.20 km2,占研究區(qū)總面積的4.73%,多分布于山脈丘陵以及河流附近。山地區(qū)域植被覆蓋率高,水體附近生態(tài)敏感且脆弱,人為活動(dòng)容易對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生難以恢復(fù)的破壞。生態(tài)環(huán)境敏感性高度敏感區(qū)域面積為21881.73 km2,占研究區(qū)總面積的14.14%,零散分布在生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)的附近。

圖3 生態(tài)服務(wù)重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性空間格局

表3 生態(tài)服務(wù)重要性、生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

利用自然斷點(diǎn)法將山東省生態(tài)服務(wù)功能重要性和生態(tài)環(huán)境敏感性等權(quán)疊加形成生態(tài)保護(hù)重要性空間格局,用自然段點(diǎn)法將其分為4個(gè)等級(jí)：一般重要、中等重要、高度重要和極重要。如圖4所示,生態(tài)保護(hù)極重要區(qū)域面積為20829.09 km2,主要集中在魯中山區(qū)和膠東半島地區(qū),這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境良好,具有豐富的生物多樣性,是生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性的高值區(qū)域,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)此區(qū)域自然環(huán)境的保護(hù)。高度重要區(qū)域面積為 47211.99 km2,在研究區(qū)分布范圍較廣,但主要集中山脈丘陵及河流湖泊沿岸,這些地區(qū)生態(tài)脆弱,人為開發(fā)或自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可恢復(fù)的破壞。

圖4 生態(tài)保護(hù)重要性空間格局

2.2 自然生態(tài)空間的系統(tǒng)化構(gòu)建

2.2.1生態(tài)源地提取與阻力面修正

將山東省生態(tài)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果和生態(tài)環(huán)境敏感性的評(píng)價(jià)結(jié)果等權(quán)疊加得到生態(tài)保護(hù)重要性圖層,如圖5所示,極重要斑塊面積為20829.09 km2,高度重要斑塊面積為 47211.99 km2,分別占研究區(qū)面積的13.46%和30.51%?？紤]生物多樣性因素,將山東省內(nèi)面積較大的黃河三角洲和南四湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)作為研究區(qū)生態(tài)源地。將其他區(qū)域剔除掉破碎斑塊后,選取生態(tài)保護(hù)重要性分級(jí)中極重要區(qū)域和高度重要區(qū)域的中面積前30的斑塊作為研究區(qū)的生態(tài)源地,將生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)中中等重要、高度重要和極重要區(qū)域作為研究區(qū)的生態(tài)用地,構(gòu)建研究區(qū)自然生態(tài)空間。生態(tài)源地面積為21165.10 km2,占山東省總面積的13.50%,除黃河三角洲地區(qū)和南四湖地區(qū)外,集中分布在魯中南地區(qū),魯東山地丘陵區(qū)有少量分布。

自然條件和人類活動(dòng)對(duì)阻力值都有較大的影響,基于夜間燈光數(shù)據(jù)對(duì)基本阻力面進(jìn)行修正的結(jié)果如圖5所示。綜合阻力值高值區(qū)分布于人類活動(dòng)較為密集的地區(qū),低值區(qū)則分布于魯中和魯東植被覆蓋率較高的山地丘陵地區(qū)。增加高程、坡度和植被因子構(gòu)建的阻力面在反映生態(tài)源地?cái)U(kuò)張難易程度方面更為精細(xì)。

圖5 生態(tài)阻力值空間分布

2.2.2生態(tài)廊道提取

大型河流既是重要的生態(tài)源地,也是關(guān)鍵的生態(tài)廊道。將區(qū)域內(nèi)的一二級(jí)河流和部分能夠連通生態(tài)源地的支流作為天然生態(tài)廊道加以保護(hù)。黃河和京杭大運(yùn)河部分河段貫穿省域,沂河和沭河的部分支流連接了中部和南部的生態(tài)源地,起到了良好的生態(tài)連通作用。基于生態(tài)源地和阻力面,提取各個(gè)源地的幾何中心點(diǎn)作為生態(tài)節(jié)點(diǎn),以每個(gè)節(jié)點(diǎn)為匯,以剩余的點(diǎn)為源[15],求得最小耗費(fèi)路徑作為區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵生態(tài)廊道。為實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)尺度上生態(tài)功能的延續(xù)和景觀斑塊的連通,以斷開的生態(tài)節(jié)點(diǎn)為源,向其他節(jié)點(diǎn)求得次最小耗費(fèi)路徑,得到5條優(yōu)化生態(tài)廊道。山東省關(guān)鍵、優(yōu)化生態(tài)廊道長(zhǎng)度為1078.32 km、511.25 km,主要分布于魯中南地區(qū)和魯東地區(qū)。從土地利用現(xiàn)狀來看(表4),生態(tài)源地和生態(tài)廊道分布于生態(tài)環(huán)境良好的區(qū)域,生態(tài)廊道的現(xiàn)狀土地利用類型以林地和耕地為主,但仍有少量的建設(shè)用地,面臨著較大的生態(tài)阻力,應(yīng)配套退建還林還草的措施。

表4 生態(tài)廊道長(zhǎng)度分地類統(tǒng)計(jì)表

2.3 自然生態(tài)空間差異化管控新機(jī)制

本研究將所有生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性較高的地區(qū)納入國(guó)土空間用途管制范疇,建構(gòu)了系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的自然生態(tài)空間,使得國(guó)土空間用途管制從由零散地塊拓展到整體網(wǎng)絡(luò)[15],在此格局構(gòu)建基礎(chǔ)上,就如何更好的開展國(guó)土空間生態(tài)資源保護(hù)和用途管制新機(jī)制展開探索。自然生態(tài)空間用途管制要維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)原真性,減少人為干擾,為生物營(yíng)造良好的棲息地范圍。針對(duì)山東省自然空間生態(tài)保護(hù)重要程度對(duì)應(yīng)不同的分類管控措施,對(duì)三生空間整體進(jìn)行整體權(quán)衡優(yōu)化,提出以下建議。

2.3.1生態(tài)源地實(shí)行原生態(tài)保護(hù)

將生態(tài)源地、關(guān)鍵生態(tài)廊道和優(yōu)化生態(tài)廊道納入原生態(tài)保護(hù)區(qū),主要包括魯中山地丘陵區(qū)、黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)和南四湖自然保護(hù)區(qū)。在本文所識(shí)別的生態(tài)源地中,黃河三角洲和南四湖國(guó)家自然保護(hù)區(qū)水體、濕地的面積較大,應(yīng)當(dāng)在河流水域兩岸建立生態(tài)緩沖區(qū),增加植被和濕地?cái)?shù)量,建立重要濕地生態(tài)補(bǔ)水長(zhǎng)效機(jī)制,恢復(fù)濕地功能。黃河三角洲地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,需在保護(hù)現(xiàn)有海防林的基礎(chǔ)上,對(duì)海岸帶附近的生態(tài)區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)與保護(hù),通過加強(qiáng)沿海綠色生態(tài)屏障以筑牢區(qū)域海防線。該區(qū)域要嚴(yán)格禁止城鎮(zhèn)化建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)和農(nóng)業(yè)資源開發(fā)活動(dòng),保護(hù)原有自然生態(tài)資源。針對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)產(chǎn)品以及服務(wù)利用行為,按照規(guī)劃開展維護(hù)、修護(hù)和提升生態(tài)功能的活動(dòng)[21—22],建立生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制,引導(dǎo)地方政府對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境加強(qiáng)保護(hù),建設(shè)生態(tài)功能區(qū)；將生態(tài)環(huán)保資金安排使用向重要生態(tài)功能區(qū)、自然保護(hù)區(qū)傾斜,加強(qiáng)污染防治項(xiàng)目建設(shè)；對(duì)生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域內(nèi)的林地、草地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng),采取各級(jí)部門協(xié)同治理的方法。

2.3.2生態(tài)保育區(qū)實(shí)行利用性保護(hù)

將生態(tài)保護(hù)重要性三級(jí)和四級(jí)區(qū)域劃分為生態(tài)保育區(qū),該區(qū)域多分布在生態(tài)源地的周圍,生態(tài)功能價(jià)值較高,生物資源豐富,植被覆蓋率高。該區(qū)域要保持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性,提升水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙等生態(tài)功能；堅(jiān)持利用性保護(hù)原則,合理利用生產(chǎn)、生活,嚴(yán)格控制建設(shè)用地的開發(fā)強(qiáng)度和性質(zhì),避免對(duì)周邊環(huán)境造成不利影響。依據(jù)區(qū)域生態(tài)特點(diǎn)、保護(hù)現(xiàn)狀、生態(tài)功能恢復(fù)的情況來統(tǒng)籌制定開發(fā)保護(hù)措施。建立健全生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,鼓勵(lì)社會(huì)資金參與生態(tài)建設(shè),并開展土地整治和生態(tài)修復(fù)工程。

2.3.3其他生態(tài)用地實(shí)行融合性保護(hù)

將除了生態(tài)源地、生態(tài)保育區(qū)和建設(shè)用地以外的區(qū)域歸為其他生態(tài)用地。其他生態(tài)用地面積最大,在研究區(qū)分布范圍比較廣泛,應(yīng)實(shí)行融合性保護(hù)。貫徹“綠色、開放、發(fā)展”理念,兼顧生態(tài)保護(hù)與開發(fā)建設(shè),多發(fā)展生態(tài)防護(hù)、旅游觀光、休閑娛樂等對(duì)區(qū)域生態(tài)涵養(yǎng)與保護(hù)有利的項(xiàng)目；打造特色的生態(tài)旅游基地,加快旅游資源的開發(fā)和利用。遵循存量規(guī)劃的理念,在保證區(qū)域生產(chǎn)需求的同時(shí),促進(jìn)生態(tài)利用保護(hù),兼顧建設(shè)與生態(tài)保護(hù)之間的平衡,促進(jìn)區(qū)域生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的高效利用。

2.3.4生產(chǎn)和生活空間實(shí)行建設(shè)性保護(hù)

非生態(tài)用地要注重發(fā)揮土地利用的多功能性,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土地利用和生態(tài)保護(hù)結(jié)合起來,充分利用現(xiàn)有建設(shè)耕地,在保證耕地和基本農(nóng)田的基礎(chǔ)上開展城鎮(zhèn)建設(shè),提高土地利用效率。同時(shí),改造低效用地,提高空間集約化程度,避免占用自然生態(tài)空間。在保障區(qū)域未來發(fā)展的可持續(xù)性的基礎(chǔ)上,有效實(shí)現(xiàn)利用與開發(fā)相結(jié)合的保護(hù)策略。對(duì)工業(yè)聚集區(qū)加大污染治理力度,強(qiáng)化工業(yè)企業(yè)達(dá)標(biāo)治理,實(shí)行重點(diǎn)污染物排放等量或減量置,因地制宜治理生產(chǎn)、生活污染,提高農(nóng)業(yè)污染的廢棄物資源化利用水平。

圖6 生態(tài)源地與生態(tài)安全格局

3 結(jié)論與討論

本研究以山東省為研究區(qū),將所有生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性較高的地區(qū)納入自然生態(tài)空間的范圍,構(gòu)建系統(tǒng)性、整體性的生態(tài)安全格局,形成了由生態(tài)節(jié)點(diǎn)、生態(tài)源地和生態(tài)廊道構(gòu)成的點(diǎn)-線-面的省域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。

研究結(jié)果表明：將山東省內(nèi)面積較大的黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)、南四湖自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)作和生態(tài)保護(hù)重要性分級(jí)中極重要區(qū)域和高度重要區(qū)域的中面積前30的斑塊作為研究區(qū)的生態(tài)源地。山東省生態(tài)源地集中分布在魯中山區(qū)和膠東半島地區(qū),總面積為21165.10 km2,從土地利用類型來看,生態(tài)源地以林地、河流水域?yàn)橹?。選取土地利用類型、高程和坡度、NDVI四個(gè)因子構(gòu)建綜合阻力面,得到綜合阻力值高值區(qū)分布于人類活動(dòng)較為密集的地區(qū),低值區(qū)則分布于研究區(qū)中部和東部植被覆蓋率較高的丘陵山地區(qū)。將區(qū)域內(nèi)的一二級(jí)河流和部分能夠連通生態(tài)源地的支流作為天然生態(tài)廊道,基于生態(tài)源地和阻力面提取山東省關(guān)鍵生態(tài)廊道和優(yōu)化生態(tài)廊道,長(zhǎng)度分別為1078.32 km、511.25 km,生態(tài)廊道土地利用類型以耕地和林地為主,主要分布在魯中山區(qū)和魯北平原區(qū),可形成聯(lián)系緊密的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

在維護(hù)研究區(qū)生態(tài)安全基礎(chǔ)上,本研究對(duì)應(yīng)不同國(guó)土空間資源類型提出了具有針對(duì)性的差異化管控措施。相對(duì)于傳統(tǒng)的將自然保護(hù)區(qū)或者森林公園直接作為生態(tài)源地的方法,基于生態(tài)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)和生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的方法具有更強(qiáng)的理論基礎(chǔ)和客觀性[30],將需要重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域納入自然空間范疇；山東省的地形以山地丘陵為主,僅利用土地利用類型賦值難以估量地形等因素對(duì)生物空間運(yùn)動(dòng)的影響。本文在構(gòu)建阻力面的過程中,增加高程、坡度和植被因子等因子,構(gòu)建綜合阻力面,較以往僅僅采用夜間燈光指數(shù)修正的土地利用類型的阻力面,在反映生態(tài)源地?cái)U(kuò)張難易程度方面更為精細(xì),可以更好地模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,保證廊道識(shí)別的準(zhǔn)確性。

通過生態(tài)安全格局來對(duì)自然生態(tài)空間進(jìn)行構(gòu)建和管控,有利于突破國(guó)土空間規(guī)劃中單一的思維定式,從系統(tǒng)和整體的角度優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)要素配置,構(gòu)建點(diǎn)-線-面的生態(tài)安全格局。本文針對(duì)山東省自然空間生態(tài)保護(hù)重要程度劃分不同區(qū)域,探索出適應(yīng)每個(gè)分區(qū)的管理模式,有針對(duì)性的制定優(yōu)化管控措施,為保障區(qū)域生態(tài)安全提供合理空間指引,是構(gòu)建生態(tài)安全格局新范式的一次嘗試。但本研究?jī)H對(duì)自然生態(tài)空間的識(shí)別及管控進(jìn)行了初步探索,生態(tài)廊道寬度的設(shè)定對(duì)生態(tài)功能的發(fā)揮有著直接的影響[23—26],目前對(duì)廊道最優(yōu)寬度暫無定論,不同體型的動(dòng)物對(duì)遷移廊道的寬度要求也有不同,對(duì)于廊道寬度對(duì)生態(tài)過程的影響未有涉及,未來還需深入研究。在自然空間差異化管控方面[27—30],本研究?jī)H針對(duì)不同分類區(qū)域探索了管控新機(jī)制,但對(duì)部分地區(qū)缺乏深入的探究與考察,今后應(yīng)繼續(xù)深入分析和探究,建立符合各地區(qū)域具體的管理機(jī)制,保障機(jī)制實(shí)施的可操作性。