喬慶偉，梁東，丁喜蓮，唐偉，夏孟，許慶福

(自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 濟南 250013)

0 引言

國土空間是人類及其他生物生存與活動的場所,由生態(tài)系統(tǒng)和人類社會共同組成[1]。近年來，不斷加重的人類活動導(dǎo)致土地大規(guī)模退化，生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞,隨之帶來了氣候危機、水源及糧食安全問題,生態(tài)修復(fù)迫在眉睫[2]。國土空間生態(tài)修復(fù)是指遵循生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和內(nèi)在機理，基于自然地理格局，適應(yīng)氣候變化趨勢，依據(jù)國土空間規(guī)劃，對生態(tài)功能退化、生態(tài)系統(tǒng)受損、空間格局失衡、自然資源開發(fā)利用不合理的生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)國土空間，統(tǒng)籌和科學(xué)開展山水林田湖草一體化保護修復(fù)的活動[3]。生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域是修復(fù)任務(wù)落地的空間指引，科學(xué)劃定生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域是擬定生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程的重要抓手。

1 省域生態(tài)本底

山東省位于中國東部沿海、黃河下游，陸海相擁，中部山地突起，東部緩丘起伏，西部平原遼闊，形成以魯中南山地丘陵、魯東低山丘陵為骨架，平原盆地交錯環(huán)列的地貌特征[4]，自然地理格局呈現(xiàn)“三山”(泰山、沂蒙山、昆崳山系)，“三原”(魯西北黃泛平原、魯西南沉積平原、膠濟山前沖洪積平原)，“一島”(廟島群島)，“兩海”(渤海、黃海)，“兩河”(黃河、大運河)，“兩湖”(南四湖、東平湖)的特征[5]?；镜孛差愋头譃槠皆?、山地丘陵等。平原面積占55%，主要分布在魯西北和魯西南局部地區(qū)。山地丘陵面積占29%，主要分布在魯中南和魯東地區(qū)。其他面積占16%。大陸海岸線總長3505km，沿岸分布200余個海灣，擁有各類海島589個[6]。

省內(nèi)山水林田河湖海礦資源要素齊全，生態(tài)系統(tǒng)多樣，其中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)分布較廣，主要在平原及山間盆地；森林生態(tài)系統(tǒng)分布相對集中，主要在魯東低山丘陵區(qū)和魯中南山地丘陵區(qū)；濕地生態(tài)系統(tǒng)相對分散，主要包括河湖、沿海灘涂等類型；海洋生態(tài)系統(tǒng)整體穩(wěn)定，形成了較為完善的保護網(wǎng)絡(luò)和體系。

2 生態(tài)系統(tǒng)綜合評價

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生態(tài)環(huán)境敏感性、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價結(jié)果，劃分生態(tài)功能重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力低等級區(qū)，為生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域的劃分提供依據(jù)。

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估

采用模型評價法，開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估，確定水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙、生物多樣性維護等生態(tài)功能重要和極重要區(qū)域，進行圖斑聚合和破碎化處理，納入生態(tài)修復(fù)空間。

2.1.1 水源涵養(yǎng)功能重要性評估

水源涵養(yǎng)是生態(tài)系統(tǒng)(如森林、草地等)通過其特有的結(jié)構(gòu)與水相互作用，對降水進行截留、滲透、蓄積，并通過蒸散發(fā)實現(xiàn)對水流、水循環(huán)的調(diào)控，主要表現(xiàn)在緩和地表徑流、補充地下水、減緩河流流量的季節(jié)波動、滯洪補枯、保證水質(zhì)等方面[7]。以水源涵養(yǎng)量作為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的評估指標(biāo)，通過分析全省水源涵養(yǎng)極重要區(qū)面積1.08萬km2，主要分布于魯中南山地區(qū)、膠東半島丘陵區(qū)、南四湖等區(qū)域。

2.1.2 水土保持功能重要性評估

水土保持是生態(tài)系統(tǒng)(如森林、草地等)通過其結(jié)構(gòu)與過程減少由于水蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的作用[8]，是生態(tài)系統(tǒng)提供的重要調(diào)節(jié)服務(wù)之一。水土保持功能主要與氣候、土壤、地形和植被有關(guān)。以水土保持量，即潛在土壤侵蝕量與實際土壤侵蝕量的差值，作為生態(tài)系統(tǒng)水土保持功能的評估指標(biāo)，通過分析全省水土保持極重要區(qū)面積1.38萬km2，主要分布于魯中南山地區(qū)、膠東半島丘陵區(qū)等。

2.1.3 防風(fēng)固沙功能重要性評估

防風(fēng)固沙是生態(tài)系統(tǒng)(如森林、草地等)通過其結(jié)構(gòu)與過程減少由于風(fēng)蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的作用，是生態(tài)系統(tǒng)提供的重要調(diào)節(jié)服務(wù)之一。防風(fēng)固沙功能主要與風(fēng)速、降雨、溫度、土壤、地形和植被等因素密切相關(guān)[9]。以防風(fēng)固沙量(潛在風(fēng)蝕量與實際風(fēng)蝕量的差值)作為生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙功能的評估指標(biāo)，通過分析全省防風(fēng)固沙極重要區(qū)面積0.39萬km2，主要分布于魯東南沿海及膠東南部等。

2.1.4 生物多樣性維護功能重要性評估

生物多樣性維護功能是生態(tài)系統(tǒng)在維持基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)多樣性發(fā)揮的作用，是生態(tài)系統(tǒng)提供的最主要功能之一[10]。生物多樣性維護功能與珍稀瀕危和特有動植物的分布豐富程度密切相關(guān)，主要以國家一、二級保護物種和其他具有重要保護價值的物種(含旗艦物種)作為生物多樣性保護功能的評估指標(biāo)[11]，通過分析全省生物多樣性維護極重要區(qū)面積0.70萬km2，主要分布于魯南山地、平原區(qū)及南四湖區(qū)等。

2.1.5 重要區(qū)域分布

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價模型法評估結(jié)果，綜合分析水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙、生物多樣性維護功能四類生態(tài)服務(wù)功能重要性評價，山東省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要區(qū)域主要分布于魯中南山地區(qū)、膠東半島丘陵區(qū)、南四湖區(qū)等區(qū)域，面積約為7.13萬km2，共占全省面積的44.66%(圖1)。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)敏感性評價

生態(tài)環(huán)境敏感性評價實質(zhì)上是對現(xiàn)狀自然環(huán)境背景下的潛在生態(tài)問題進行明確辨識，并將其落實到具體空間區(qū)域上的過程[12]。結(jié)合山東省實際，本次評價內(nèi)容主要有水土流失敏感性和土地沙化敏感性，生態(tài)環(huán)境敏感性越高，表示出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題的可能性越大。

2.2.1 水土流失敏感性評價

根據(jù)土壤侵蝕發(fā)生的動力條件，水土流失類型主要有水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕，以風(fēng)力侵蝕為主帶來的水土流失敏感性將在土地沙化敏感性中進行評價[13]，通過分析全省水土流失極敏感區(qū)面積0.33萬km2，主要分布于魯中南山地丘陵區(qū)和膠東半島丘陵地區(qū)。

2.2.2 土地沙化敏感性評價

根據(jù)生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)規(guī)范的要求，結(jié)合研究區(qū)的實際情況，選取干燥指數(shù)、起沙風(fēng)天數(shù)、土壤質(zhì)地、植被覆蓋度等評價指標(biāo)[14]，并根據(jù)研究區(qū)實際對分級評價標(biāo)準(zhǔn)作相應(yīng)的調(diào)整，通過分析全省土地沙化極敏感區(qū)面積0.02萬km2，主要分布在膠東半島地區(qū)。

圖1 山東省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要區(qū)域分布圖

2.2.3 重要區(qū)域分布

綜合分析水土流失和土地沙化兩類生態(tài)環(huán)境敏感性評價結(jié)果，山東省生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)域主要分布于魯中南山地丘陵區(qū)、魯東低山丘陵區(qū)、魯東南沿海地區(qū)等區(qū)域，面積約為4.79萬km2(圖2)。

圖2 山東省生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)域分布圖

2.3 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價

本研究在GIS技術(shù)的支持下，通過植被生長影響因素的分析，建立綜合指標(biāo)體系，科學(xué)地、準(zhǔn)確地利用ArcGIS中的空間疊加分析對山東省植被生態(tài)恢復(fù)力進行計算，得到每個柵格像元的生態(tài)恢復(fù)力值。采用綜合指數(shù)評價法，實現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的評價[15]。采用Naturalbreak方法能將這些恢復(fù)力水平相近的劃分到同一恢復(fù)力等級，保證分級結(jié)果中處于同一恢復(fù)力等級空間連續(xù)性，從而更客觀地反映生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的實際情況。根據(jù)專家建議和已有研究，采用Naturalbreak方法生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力劃分為5個等級，恢復(fù)力等級越高，生態(tài)系統(tǒng)受到干擾后恢復(fù)到原有狀態(tài)的潛力越大(表1)[16]。

表1 山東省生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力分級表

由評價結(jié)果可知，山東省生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力低的區(qū)域主要分布在東部沿海區(qū)域、黃河三角洲區(qū)域、昆崳山區(qū)域、魯中南山地區(qū)、濟南南部山區(qū)、泰山生態(tài)區(qū)、東平湖區(qū)域等，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力高的區(qū)域主要分布在魯西南平原區(qū)(圖3)。

圖3 山東省生態(tài)恢復(fù)力分級分布圖

3 生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域

根據(jù)以上綜合評價結(jié)果，識別重點區(qū)域初步范圍。以山東省推進黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展、山東省生態(tài)環(huán)境保護重點任務(wù)和舉措等戰(zhàn)略為統(tǒng)領(lǐng)，以山東省國土空間規(guī)劃“三區(qū)三線”、主體功能區(qū)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合山東省“兩屏、三帶、三原、一海”的生態(tài)修復(fù)格局[17]，綜合考慮生態(tài)修復(fù)實施過程中的可操作性，以省域內(nèi)重要河流、山脈、丘陵等自然地物界線為基礎(chǔ)，結(jié)合行政區(qū)劃界限，對初步分區(qū)結(jié)果進行局部調(diào)整修正，確定了魯中南山地丘陵生態(tài)修復(fù)重點區(qū)、魯東低山丘陵生態(tài)修復(fù)重點區(qū)、黃河三角洲保護與修復(fù)重點區(qū)、魯西南采煤塌陷地治理重點區(qū)、黃河沿線生態(tài)修復(fù)重點區(qū)、大運河沿線生態(tài)修復(fù)重點區(qū)、近岸海域生態(tài)修復(fù)重點區(qū)7個生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域(圖4，表2)。

圖4 山東省生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域圖

表2 生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域生態(tài)本底和生態(tài)修復(fù)主導(dǎo)方向

續(xù)表2 生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域生態(tài)本底和生態(tài)修復(fù)主導(dǎo)方向

4 結(jié)語

本文基于生態(tài)系統(tǒng)綜合評價，對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性、生態(tài)系統(tǒng)敏感性以及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價，識別了山東省國土空間生態(tài)保護修復(fù)的重點區(qū)域。

(1)山東省生態(tài)系統(tǒng)脆弱區(qū)域主要分布于魯中南山地區(qū)、膠東半島丘陵區(qū)、昆崳山區(qū)域、黃河三角洲區(qū)域、東部沿海地區(qū)、南四湖—東平湖等區(qū)域。

(2)在全省境內(nèi)劃出7個生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域，未來生態(tài)修復(fù)應(yīng)通過空間規(guī)劃途徑對生態(tài)修復(fù)重點區(qū)域分類提出生態(tài)修復(fù)措施。