楊天翔

（上海城策行建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，上海 200003）

生態(tài)資產(chǎn)是自組織系統(tǒng)形成的潛在功能和適應(yīng)力[1-2]，國(guó)際上已被可持續(xù)科學(xué)等關(guān)注[3-4]；作為生態(tài)資產(chǎn)流變的重要標(biāo)桿，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）是生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)福祉和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供的最終產(chǎn)品和服務(wù)價(jià)值總和[5]，已被用于建設(shè)績(jī)效評(píng)估等實(shí)踐[6-7]。GEP保值增值有助于顯化綠水青山價(jià)值，打通兩山轉(zhuǎn)化通道，落實(shí)新時(shí)代生態(tài)文明愿景，在空間規(guī)劃體制下有必要探索合理有效的決策驅(qū)動(dòng)體系。

城鎮(zhèn)化在產(chǎn)生集聚、交流、規(guī)?；劝l(fā)展效應(yīng)的同時(shí)常伴有生態(tài)耗竭、生態(tài)滯留等超限不利干擾，破壞關(guān)鍵格局和過(guò)程，致使必須引入處理、修復(fù)、整治等支配其可持續(xù)發(fā)展，引發(fā)生態(tài)資產(chǎn)減損的機(jī)會(huì)成本[2-4]，影響區(qū)域發(fā)展的整體長(zhǎng)遠(yuǎn)效益[8-9]。在強(qiáng)調(diào)全域整體績(jī)效的新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略下，亟需維護(hù)生態(tài)安全格局和系統(tǒng)良性代謝，強(qiáng)化對(duì)生態(tài)資產(chǎn)價(jià)值流變特征的前瞻性管理，并制定相應(yīng)的專(zhuān)項(xiàng)管控政策。

功能分區(qū)是由區(qū)域特征和差異劃分空間單元的過(guò)程，基于上位規(guī)劃要求和相關(guān)因素影響，為在地性國(guó)土空間保護(hù)開(kāi)發(fā)做出綜合部署和總體安排[10]。目前，國(guó)土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”可識(shí)別各類(lèi)生態(tài)優(yōu)勢(shì)空間和功能重要性，為底線(xiàn)約束、主體功能等提供理性依據(jù)，但因素評(píng)價(jià)的維度、機(jī)制和準(zhǔn)則缺乏可比性[11-13]；在總規(guī)編制中，規(guī)劃分區(qū)的內(nèi)在因素、劃定標(biāo)準(zhǔn)等未達(dá)成共識(shí)，對(duì)廣義績(jī)效的決策驅(qū)動(dòng)重視不足。為此，需完善生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)推導(dǎo)方法。

1 研究區(qū)域

本文將以鎮(zhèn)級(jí)為尺度，依據(jù)生態(tài)資產(chǎn)流變特征試劃特定功能分區(qū)。研究區(qū)域?yàn)樯虾Ｊ蟹钯t區(qū)海灣鎮(zhèn)81.8 平方公里主體范圍，全域?yàn)槊骱Ｌ辆€(xiàn)外新成陸地區(qū)，凈初級(jí)生產(chǎn)力較高，有全市僅有的2 處自然海岸線(xiàn)之一；《上海市生態(tài)空間專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃（2021-2035）》在此設(shè)1 處生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)（海灣森林公園）、多條生態(tài)走廊等生態(tài)空間，將大部分鎮(zhèn)域納入環(huán)杭州灣生態(tài)敏感區(qū)域；同時(shí)，海灣鎮(zhèn)被《上海市奉賢區(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃（2017-2035）》列為中心鎮(zhèn)，屬上海自貿(mào)區(qū)臨港新片區(qū)和海灣綜合發(fā)展型城鎮(zhèn)圈，將重視現(xiàn)代服務(wù)、農(nóng)林保護(hù)、旅游休閑等新型城鎮(zhèn)化目標(biāo)，有功能置換和空間調(diào)整的潛在需求。如何在次生干擾下最大程度維護(hù)既有生態(tài)資產(chǎn)效能是其空間規(guī)劃的重要議題。

2 決策過(guò)程和方案

2.1 方法概述

本文將基于既有生態(tài)資產(chǎn)流變特征，對(duì)關(guān)鍵特征區(qū)域做明確引導(dǎo)，對(duì)總量高值地區(qū)做嚴(yán)格管制，提出生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)方案。重點(diǎn)關(guān)注研究區(qū)域現(xiàn)狀GEP及其構(gòu)成，測(cè)算各分量實(shí)物量和價(jià)值量[5]，疊加為GEP并劃分極大值單元；以分量的單元均值為樣本，由二階聚類(lèi)賦予各單元功能特征，引導(dǎo)全域生態(tài)資產(chǎn)管制方向；以GEP單元均值較高區(qū)域和上位規(guī)劃生態(tài)空間最大一致為原則篩查最優(yōu)重分類(lèi)斷裂點(diǎn)和重點(diǎn)管制區(qū)[10]，結(jié)合功能特征形成管制方案。

2.2 基礎(chǔ)測(cè)算和決策意義

（1）分量因子測(cè)算

GEP關(guān)注一定時(shí)間有生命體參與且能被人類(lèi)使用的流量[3-5]；不失一般性，本文將以產(chǎn)品供給價(jià)值VOSP、防風(fēng)固沙價(jià)值VSF、固碳釋氧價(jià)值VCFOP、空氣凈化價(jià)值VAP、氣候調(diào)節(jié)價(jià)值VCR、水源涵養(yǎng)價(jià)值VWR、水質(zhì)凈化價(jià)值VWP、土壤保持價(jià)值VSR、物種保育價(jià)值VBP、休閑旅游價(jià)值VNR、海岸防護(hù)價(jià)值VCP和洪水調(diào)蓄價(jià)值VFM作為GEP主要構(gòu)成（單位：元/hm2/yr）。基于《生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算技術(shù)規(guī)范》模型框架測(cè)算各分量實(shí)物量，VOSP、VAP、VWP、VBP、VNR、VCP等實(shí)物量的經(jīng)驗(yàn)采樣，以及VSF、VCFOP、VCR、VSR、VFM等實(shí)物量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀葾rcGIS 10.5（ESRI，2016）實(shí)現(xiàn)，VWR、VFM等實(shí)物量的系統(tǒng)模擬由InVEST 3.9（自然資本計(jì)劃，2017）實(shí)現(xiàn)；再選用替代成本、影子工程、市場(chǎng)價(jià)值、恢復(fù)成本等資本價(jià)值機(jī)制將實(shí)物量轉(zhuǎn)為價(jià)值量[5,14-15]。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由地理空間數(shù)據(jù)云（中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心）、全球地理信息公共產(chǎn)品（自然資源部、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心、國(guó)家遙感中心和Group on Earth Observations）、世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（時(shí)空三極環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)）、國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)（國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心）等提供，空間數(shù)據(jù)處理粒度設(shè)為30.0m。12個(gè)分量?jī)r(jià)值量測(cè)算結(jié)果如圖1 所示。

圖1 研究區(qū)相關(guān)要素生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值量Fig.1 Ecosystem value of relevant factors in the study area

（2）數(shù)值分布和管控措施

GEP測(cè)算結(jié)果如圖2a 所示，研究區(qū)域均值為582781.9 元/hm2/yr，參考開(kāi)發(fā)程度、氣候、水文、地形等相似地區(qū)由相同指南測(cè)算的地均GEP，在同等評(píng)估模型和價(jià)值框架下數(shù)據(jù)整體較合理。均值最高的分量為VCR，其次為VNR、VOSP、VFM等，各分量自身和之間的空間分布存在異質(zhì)性；特別地，一些因素時(shí)空變化可由空間管制支配，可調(diào)控實(shí)物量乃至價(jià)值量，對(duì)管制對(duì)象和措施有決策意義[5,16]（表1）。

表1 研究區(qū)域GEP 分量分布和管制對(duì)象Table 1 Distribution and regulating factors of GEP components in the study area

表2 生態(tài)資產(chǎn)重點(diǎn)管制區(qū)重點(diǎn)管制對(duì)象Table 2 The eco-asset functions listed by priority and their control measures

圖2 研究區(qū)GEP (a)及其劃分的ROI (b)Fig.2 GEP (a) and the ROI subsequently derived (b) in study area

2.3 功能特征識(shí)別和管制

（1）空間單元?jiǎng)澐?/p>

為便于后續(xù)樣本聚類(lèi)、一致性區(qū)域提取等，先對(duì)連續(xù)型變量做離散化處理。

（2）功能特征聚類(lèi)

參考重要功能區(qū)劃分的分位數(shù)原則，對(duì)某變量，以聚類(lèi)質(zhì)心相對(duì)總體質(zhì)心的優(yōu)勢(shì)度反映該聚類(lèi)樣本相較其他樣本的特征性貢獻(xiàn)，其高值格局體現(xiàn)對(duì)全域水平的稀缺意義和比較優(yōu)勢(shì)，可決定各類(lèi)功能的優(yōu)先序和主導(dǎo)性[10,12,19]。聚類(lèi)1 以休閑旅游為特征，聚類(lèi)2 以氣候調(diào)節(jié)、產(chǎn)品供給、水質(zhì)凈化等為特征，聚類(lèi)3 以氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、固碳釋氧、空氣凈化、防風(fēng)固沙等為特征（圖3）。

圖3 聚類(lèi)樣本的變量質(zhì)心(a)和空間格局(b)Fig.3 Variable gravities (a) and spatial patterns (b) of ROI clustered

圖4 變量值斷裂點(diǎn)（a）和生態(tài)資產(chǎn)重點(diǎn)管制區(qū)（b）Fig.4 Breaking points of selected variables (a) and the essential zones of eco-assets (b)

（3）功能分區(qū)劃定

3 討論和啟示

3.1 合理性分析

在空間資源配置中，功能分區(qū)向下承接在地訴求和微觀(guān)特征，向上對(duì)接區(qū)域戰(zhàn)略和宏觀(guān)格局，是落實(shí)靶向發(fā)力、雙向協(xié)同的關(guān)鍵政策[10]。本文以生態(tài)資產(chǎn)流變的前瞻性維護(hù)為目標(biāo)，既借鑒重要性原則保留了相對(duì)特征，也經(jīng)由政策性框架體現(xiàn)了絕對(duì)需求，由功能分區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵特征區(qū)域的明確引導(dǎo)和對(duì)總量高值地區(qū)的嚴(yán)格管制，技術(shù)方法具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

（1）空間績(jī)效的系統(tǒng)聯(lián)控

上述生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)基于ROI 整體，體現(xiàn)了對(duì)價(jià)值機(jī)制的系統(tǒng)化管理[1,17]，由現(xiàn)有GEP及其構(gòu)成特征劃定重點(diǎn)管制區(qū)體現(xiàn)了連續(xù)性方法論，以延續(xù)格局和過(guò)程的支撐機(jī)制為準(zhǔn)則；生態(tài)資產(chǎn)減損的機(jī)會(huì)成本控制體現(xiàn)供需一體、時(shí)空統(tǒng)籌的前瞻性思考[9]，降低了響應(yīng)決策的隨意性，滿(mǎn)足人類(lèi)福祉目標(biāo)管理和空間政策公共性、托底性等要求，有利于充實(shí)“一張藍(lán)圖”的空間管制思路[10]。

（2）空間要素的統(tǒng)籌聯(lián)治

上述生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)源于GEP構(gòu)成特征，提供了復(fù)雜系統(tǒng)的信息降維渠道，并統(tǒng)一了認(rèn)定口徑；分量管控因子和管制對(duì)象對(duì)接規(guī)資、綠容、林業(yè)、水務(wù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、城建、交通等歸口單位事權(quán)體系，隨著自然資源資產(chǎn)確權(quán)、有償使用和生態(tài)補(bǔ)償?shù)壬鷳B(tài)文明制度建立[11]，可為多線(xiàn)預(yù)景和精準(zhǔn)施策提供前饋引導(dǎo)[17]，有利于夯實(shí)“全要素”的空間管制思路[10]。

（3）空間用途的綜合聯(lián)管

上述生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)基于GEP推導(dǎo)的ROI 均質(zhì)單元，適配林地小班、小微濕地等生態(tài)要素管控和底線(xiàn)空間聚合尺度[19]；經(jīng)聚類(lèi)歸并為構(gòu)成特征相似、策略明確的整片區(qū)，集中連片可滿(mǎn)足綜合開(kāi)發(fā)、重大工程等集聚化和規(guī)?；螅嵘Ｗo(hù)性干預(yù)的成本效益，引導(dǎo)規(guī)劃、資金、土地等支撐環(huán)節(jié)落地，促進(jìn)項(xiàng)目系統(tǒng)推進(jìn)[6,11]，有利于落實(shí)“先布棋盤(pán)”的空間管制思路[10]。

3.2 不確定性和展望

首先，功能特征聚類(lèi)面向相對(duì)優(yōu)勢(shì)功能的分層分區(qū)管控[10,12,16]，主導(dǎo)功能由變量自身分布特征而非絕對(duì)量確定，忽略了VCR、VNR、VOSP等絕對(duì)貢獻(xiàn)較大分量的影響，聚類(lèi)間變量絕對(duì)量差異也易導(dǎo)致最大-最小聚類(lèi)比在重點(diǎn)管制區(qū)和全域的較大偏差。為此，在保證聚類(lèi)質(zhì)量前提下，可嘗試其他判斷依據(jù)或引入加權(quán)、分類(lèi)等變量預(yù)處理。

其次，樣本聚類(lèi)依據(jù)現(xiàn)象解析構(gòu)成特征，變量組未考慮分量間的經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系，忽略了內(nèi)生變量的多重共線(xiàn)性（如計(jì)算VCFOP采用的凈初級(jí)生產(chǎn)力關(guān)聯(lián)VOSP的實(shí)物產(chǎn)品產(chǎn)量、VSF和VSR的植被覆蓋因子、VCR的蒸騰熱量消耗、VWR的蒸散量等[16,19]），可導(dǎo)致距離計(jì)算的重復(fù)貢獻(xiàn)。為此，可嘗試基于獨(dú)立底層變量構(gòu)建系統(tǒng)評(píng)估的邏輯規(guī)則組合。

此外，生態(tài)資產(chǎn)核算受數(shù)據(jù)獲取、精度和指標(biāo)構(gòu)建影響[11]，VWR、VFM、VSF、VCFOP、VCR、VSR等依附于復(fù)雜時(shí)空系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)性、多重反饋、非線(xiàn)性關(guān)系等對(duì)精準(zhǔn)施策構(gòu)成挑戰(zhàn)[9,16]，當(dāng)前特征面向資源保護(hù)、支撐體系等決策目標(biāo)[12-13]，結(jié)合“藍(lán)圖模式”的綜合評(píng)估模型和框架仍待完善。

4 結(jié)語(yǔ)

生態(tài)資產(chǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化有重要戰(zhàn)略意義，亟需基于價(jià)值流變特征維持其內(nèi)在機(jī)制和關(guān)鍵格局。基于GEP的極大值單元?jiǎng)澐?、分量?gòu)成聚類(lèi)分析、較高值區(qū)一致性檢驗(yàn)等可豐富生態(tài)資產(chǎn)功能分區(qū)的定量推導(dǎo)方法且具有現(xiàn)實(shí)意義；樣本聚類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、變量分組、綜合評(píng)估等環(huán)節(jié)可做為進(jìn)一步優(yōu)化的方向。