高平市生态功能保护体系及区域划定研究

发布时间：2016-08-06 07:05

第一章   绪论 

1.1  引言 
生态系统具有维护物种多样性、调节气候、净化环境等重要作用，为人类提供丰富的生态产品与适宜的居住环境，是人类生存发展的基础。然而人类社会发展过程中不合理的资源开发与利用，使得森林植被面积锐减，生物多样性减少、土地退化、水土流失严重、自然灾害频发等[1-4]，亦导致区域水环境、大气环境、土壤等的污染问题日益突出[5-7]。据统计我国沙漠化土地面积约 7.1×105km2，每年以 2.1×103km2的速度递增；水土流失面积达 15×105km2，每年流入江河的泥沙量约为 5×109t；原始森林面积以每年 5×103km2的速度减少，森林覆盖率 18.21%，草原退化面积达 8.7×105km2；耕地面积急剧减少，人均耕地不及世界人均的 1/3；生物多样性的减少，濒危野生物种达 156 种，生态环境状况不容乐观。近年来，我国采取了各项生态保护措施，有效地遏制了生态环境恶化的势头，但仍未能根本扭转生态退化总体趋势。为此，建立系统完整的生态文明制度体系，划定生态保护红线，确立有效的生态保护措施，保障生态安全势在必行[8-9]。 山西省是我国主要资源型省份，长期以煤炭资源作为支柱产业，过度开采及粗放型经济发展造成区域生态环境可持续发展力状况较差[10]。据调查全省地表沉陷 690.08 km2；水土流失面积为 108472km2，每年土壤表土损失达 2×108t；地质灾害（隐患）点 11425 处；生物多样性降低、生态系统退化、森林覆盖率仅 14.12%；水资源缺乏、环境污染渐趋严重，加剧了生态环境失衡。整体来看山西省生态环境状况较差，形势堪忧。 本文研究区山西省高平市气候干燥、降水较少，属于煤炭主要产区之一，长期的煤炭开采引发区域地面塌陷、植被破坏、土地质量下降、水土流失加剧，地下水位下降、水资源紧缺等问题。因此以既具有北方地区典型自然特性，又具有煤炭资源型城市的生态环境特征的县域—高平市为研究对象，结合区域经济发展特点和生态格局，进行生态保护体系的研究十分必要。 
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1.2 国内外研究进展
自 1980 年代起，生态网络(Ecological networks,ENs)的提出被视为保护越来越碎片化的自然生态系统的理想方式，包括核心区，走廊和缓冲区，可有效连接生境斑块[11-13]，为生物多样性与景观多样性保护提供有效空间。北美和欧洲的很多规划都应用了该概念，生态网络保证了生态结构的完整性，降低了生态系统的破碎化[14-15]，生态网络在不同类型分类可视为对生态功能保护体系划定方法的探索。欧洲对生态网络研究则将其分为精细利用地的自然网络，精细利用地的多功能网络，粗放利用地的多功能网络三类，不同类型的区域保护要求不同，如精细利用地的自然网络开发严格控制。1995年，欧洲为保护生物和景观多样性提出了泛欧洲战略，建立跨欧生物保护网络[16]。荷兰的北布拉班特省(North Brabant)的物质空间规划亦是生态网络的应用。 生态基础设施(Ecological Infrastructure,EI)是指城市人类生存与活动所依赖的自然系统，狭义上它包括城市绿地，林业及农业、自然保护地等系统。为解决日趋严重的城市环境问题而逐步形成的概念。北美的绿色通道、野生生物廊道，欧洲滨水缓冲区，均是对城市生态系统的保护。自 1980 年代以来美国公园绿地的设计目标已从休闲宜人转为城市生态保护。目前生态基础设施的保护方向是以生物保护与利用，环境资源的优化配置为先。 
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第二章  基础理论与技术方法 

2.1 生态功能保护体系概述
生态功能保护体系是指根据区域生态系统的敏感性、功能重要性及保护特殊性的空间分异规律，形成的不同生态保护管控要求的空间结构。建立生态功能保护体系主要是通过科学合理的区划技术方法，依据生态保护优先原则将区域空间划分为不同保护层级的区域，对区域人类经济社会活动及环境保护措施作出合理安排，是一种创新的环境管理手段。 根据生态功能保护体系的概念，生态功能保护体系基本特征包括： （1）差异性，区域生态系统结构、过程及服务功能存在差异性；不同级别区域保护对象、管控对象、生态保护要求在空间上存在差异； （2）区域共轭性，不同层级区域之间空间分布相互独立，互不重复，管控要求具有独特性； （3）完整性，反映在不同层级区域空间上相互关联，虽各自独立，但各区域仍保持内部物质、能量及信息的流动；生态系统的结构与功能的完整；体系建立过程各技术环节之间相衔接，整体性强。 （4）多分区、全覆盖，生态功能保护体系不同层级保持空间连续性共同构成一个完整的区域空间范围。 
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2.2 生态功能保护体系划定的基础理论 
区域生态学是一门主要研究区域的生态结构、过程、功能及各生态要素相互作用的新兴学科[38]。区域生态研究的核心要素为生态介质，根据介质不同，生态区域可分为流域、风域和资源圈三类。重点研究区域的生态分异规律，演变规律及驱动力、生态承载力、生态适宜性、生态资产流转及生态补偿等利益机制[38]。区域生态学较多应用在大尺度生物多样性的研究，研究涉及物种分布模型、物种多样性的纬度梯度格局、新陈代谢理论等[39]。目前，区域生态学可作为区域生态问题与生物多样性保护的有力方式。干扰是生态系统外部离散事件作用，可改变景观结构及资源的配置情况，包括自然干扰、生物干扰及人为干扰[40]。自然干扰及生物干扰是生态系统自发的演变过程，人为干扰是环境恶化及生态系统退化的主要原因，包括过度开垦、农药杀虫剂的使用、乱采乱伐、超载放牧、过度捕捞等。生态系统退化主要是由于人类活动干扰造成了自然及生物机制的改变。因此明确不同生态系统干扰因子、作用规律和行为动向对生态系统的保护具有重要作用。把干扰生态学理论及思想应用到生态功能保护体系划分中，维护自然干扰机制的作用，降低人为干扰的不利影响，将有助于生态功能保护体系的科学性，并且可以为红线区、黄线区、绿线区的管理措施提供依据。 
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第三章  生态环境现状及基础数据处理 .......... 17 
3.1 研究区域概况 ............ 17 
3.1.1 高平市自然环境与资源概况 .......... 17 
3.1.2 高平市社会经济发展概况 .... 18 
3.1.3 特殊保护区域调查 ...... 19
3.2 研究区生态环境现状 .......... 22
3.3 数据提取与预处理 .... 26
第四章  生态保护重要性评价及特殊保护区域识别 .......... 31 
4.1  生态保护重要性评价方法 ........... 31
4.1.1 评价单元 ............ 31 
4.1.2 指标体系的建立 .......... 31 
4.1.3 研究方法 ............ 32 
4.2 生态保护重要性评价 .......... 34
4.3 特殊保护区域识别 .... 43 
第五章  生态功能保护体系建立及区域划定 ............ 45 
5.1 生态功能保护体系边界确定原则及方法 ........ 45 
5.1.1 确定原则 ............ 45 
5.1.2 确定方法 ............ 46 
5.2 生态功能保护体系构成 ...... 46 
5.3 生态功能保护体系划定 ...... 47 
5.4 高平市生态功能保护体系的管理 .......... 51 

第五章  生态功能保护体系建立及区域划定 

5.1 生态功能保护体系边界确定原则及方法

生态功能保护体系旨在维持生态系统服务功能，保护生态敏感区，保护生物多样性。依据评价结果并结合研究区自然特点确定生态功能保护体系区划方案，明确不同区域边界，便于生态环境管理。确定边界划定必须遵循以下原则： 生态功能保护体系的划分结果应与研究区生态功能区划、城乡规划、环境规划、土地利用总体规划等相协调，相互之间正向影响，做好衔接以达到增强生态保护效果。与研究区社会及经济发展情况及相关部门管理技术相适应。合理确定各区范围及面积，预留适当发展空间。生态功能保护体系的划分应考虑自然地理边界及景观连通性，为保证生态功能保护体系最终可以落地，划定时既要做到保护生态环境，也要衡量经济社会发展需求与目前监督管理能力，确保划定结果科学合理，可操作性强，便于管理。  生态功能保护体系的建设及保护措施的实施是一个长期的动态的过程，  虽然划定结果具有相对稳定性，但随着生产力的提高，根据生态保护能力的提高程度可适当调整各区范围，优化调整体系，达到合理布局。  根据区域自然环境特征，以生态保护优先为原则，确立研究区生态功能保护体系的层级。每级区域的确定方法有直接划定法与空间叠加分析法，其中特殊保护区直接纳入体系最高层级，其他区域以生态重要性评价结果为基础，按照空间叠加分析划入不同级别区域。结合高平市生态环境保护现状，目前需创新体制机制，建立高平市生态补偿制度。生态补偿转移支付范围根据高平市生态红线区域确定，将其中具有重要生态功能的区域作为主要补助区域。“谁保护、谁受益”面积为 192.79km2，占红线区的 58.26%。对不同类型生态红线区，据其主要生态功能作用、生态产品等方面的重要性，按相应系数与比例测算生态补偿转移支付补助资金，再根据各乡镇的财政保障能力差异情况进行相应调整。做好资金使用与监管，要求资金全部用于环境保护和生态修复，重点用于生态红线区的生态治理修复以及执法监管、监测评估等监理机构费用以及科普宣传费用[77-78]。建立考核系统，明确生态补偿资金使用去向，健全管理机制。 

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结论 

针对生态环境面临的问题，，以高平市辖区为研究对象，提出了生态功能保护体系的概念，明确了生态功能保护体系的内涵，在生态敏感性、生态功能重要性评价及特殊生态保护区识别的基础上，构建了高平市生态功能保护体系，并以“红线严控，黄线提升，绿线建设”为宗旨确立不同生态保护方向。主要研究成果如下： 
（1）提出生态功能保护体系的概念：本文在对生态学相关理论和生态红线理论进行分析的基础上，首次提出生态功能保护体系的概念，定义了生态功能保护体系的内涵、基本特征、类别，确定了研究区生态功能保护体系由生态红线区、黄线区、绿线区构成。其中生态红线区作为维护区域生态安全，促进可持续发展的关键区域禁止开发，性质、功能、面积、空间均不可随意变更；黄线区限制开发，明确其主导生态功能，建设合理保护措施；绿线区重点提升生态价值。 
（2）生态功能保护体系划定方法的研究：建立了生态功能保护体系划定的体系化方法。应用 GIS、RS、空间插值等技术进行研究区土壤、地形、气象、植被、土地利用等数据的分析处理，建立了相应数据库，实现了研究区数据的数字化、网格化；通过 3S 技术完成了研究区特殊保护区域矢量化；采用层次分析法确定了水土流失敏感性、水源涵养功能重要性、水土保持功能重要性、生物多样性保护重要性评价的指标体系；建立了生态重要性评价 6 个单因子、3 个综合因子的定量化模型，采用多因子综合评价的方法完成了区域生态重要性评价；以评价结果为基础，通过空间叠加分析对生态功能保护体系进行了划定。 
（3）区域生态环境现状分析：调查识别了研究区 1 处风景名胜区、1 处森林公园，10 处主要水库、13 处集中供水水源、25 处文物保护单位，共计 50 处具有特殊保护价值的地域；通过区域环境、植被及 2005、2010、2014 年三期土地利用格局及变化情况的评价分析，明确了区域存在的生物多样性低、土地利用不合理、水土流失情况严重等生态环境问题。 
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参考文献(略)

本文编号：86171