中國生態用地研究：內涵、分類與時空格局

喻 鋒, 李曉波, 張麗君, 徐衛華, 符 蓉, 王 宏

1 國土資源部信息中心, 國土資源部國土資源戰略研究重點實驗室, 北京 100812 2 中國科學院生態環境研究中心, 城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085 3 北京師范大學地表過程與資源生態國家重點實驗室, 資源學院, 北京 100875

中國生態用地研究：內涵、分類與時空格局

喻 鋒1,3, 李曉波1,*, 張麗君1, 徐衛華2, 符 蓉1, 王 宏3

1 國土資源部信息中心, 國土資源部國土資源戰略研究重點實驗室, 北京 100812 2 中國科學院生態環境研究中心, 城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085 3 北京師范大學地表過程與資源生態國家重點實驗室, 資源學院, 北京 100875

生態用地具有重要的生態系統服務功能，是衡量一個地區國土生態環境質量好壞的“晴雨表”。在綜述生態用地概念內涵基礎上，劃分生態用地類型、構建生態用地分類體系，基于全國土地利用變更調查數據對我國生態用地開展評估。研究表明：(1)生態用地內涵在區域尺度上主要有“生態要素決定論”、“生態功能決定論”和“主體功能決定論”3種觀點，生態功能主體性應作為界定生態用地的基本準則。(2)基于生態系統服務主體功能，生態用地分類體系包括濕地、森林、草地和其他生態土地4個一級類型、19個二級類型。其中，濕地、森林、草地可統稱為基礎性生態用地，其他生態土地為保全性生態用地。(3)2008年我國生態用地總量7.64×106km2，約占陸域國土面積的80%，其中基礎性生態用地約為5.31×106km2；基礎性生態用地總量和人均基礎性生態用地面積在空間上均呈現出“東南低、西北高”的特點；2002年至2008年間，我國生態用地總量與基礎性生態用地面積均呈逐年下降態勢，年均分別減少0.55×104km2和0.18×104km2，部分地區生態安全狀況不容忽視。

生態用地; 分類; 時空格局

生態用地具有涵養水源、保護土壤、防風固沙、調節氣候、凈化環境、保護生物多樣性等生態功能，是一個地區國土生態環境質量好壞的“晴雨表”。隨著我國經濟社會高速發展和城市加速擴張，生產建設對土地的需求日益旺盛，導致原有的生態用地被大量擠占，許多具有特殊生態價值的土地(如濕地)喪失其生態功能，加速原本就十分脆弱的生態系統日趨惡化，最終造成諸多環境問題。因此，為扭轉盲目發展經濟、大量損耗土地生態價值的不利局面，有必要深入研究生態用地的概念內涵與變化態勢，合理配置生態用地的數量結構與空間布局，充分發揮土地資源的生態效益和經濟社會效益，進一步優化國土空間開發格局。

1 生態用地內涵

目前，國際上對于生態用地的內涵沒有明確和統一的定論，生態用地也尚未作為一個獨立的用地類型提出。其中，“生態土地分類”屬于土地分類中的分布學途徑，以景觀生態學為指導思想，分類原則強調土地功能的綜合性，不同的分類等級在地域上有密切聯系。國外的生態用地分類，一般都從宏觀上把土地看作一個整體進行分類，不少都滲透了生態用地的思想和理念。其中，Bailey[1]認為土地是復合生態系統，在分類時將生態系統綜合成較大的地理單元，將其與周圍有交互作用的單元聯系起來；Zonneveld[2]認為景觀是土地的同義語，基于景觀生態學理論提出了包括生態地境、土地片、土地系統、主景觀等在內的不同空間分布等級；Klijn[3]則提出了生態土地分類的等級和體系，并例證了等級分類方法的實際意義和價值；Rowe[4]還基于生態學理論，采用地理測繪等技術手段，通過識別土地單元類型來進行土地分類分級。此外，在土地生態利用實踐上，以堪薩斯城土地生態分類為代表[5]，美國的生態土地分類中絕大部分都是未經人為開發利用的自然土地，并在土地利用分類中把濕地劃分為一級類，充分體現了對土地生態特性的重視和保護。

在國內，學術界對“什么是生態用地”的探討，一直以來都是生態用地研究中的熱點問題。眾多學者從不同角度對生態用地內涵進行了闡述或界定，概況地看，在區域尺度上主要形成3種觀點：第一種觀點是“生態要素決定論”[6]，主要從土地空間形態角度來定義生態用地。認為生態要素的空間定位統稱為生態用地，按空間展布形態分為兩類：成片森林、湖泊水體、濕地、農業用地以及開敞空間等屬于斑塊狀生態用地，河流、交通走廊、沿海灘涂等屬于線狀或帶狀生態用地。第二種觀點是“生態功能決定論”[7-8]，單純從土地生態功能角度來定義生態用地。認為凡是具有生態服務功能、對于生態系統和生物生境保護具有重要作用的土地都可視為生態用地，包括農田、林地、草地、水域和沼澤等在內的、地表無人工鋪裝的、具有透水性的地面等都可以納入生態用地的范圍。第三種觀點是“主體功能決定論”[9-12]，側重從土地主體功能角度來定義生態用地。認為土地是一個綜合的功能整體，應以土地的主體功能來劃分生態用地和生態空間，生態功能是土地利用生產和生活功能實現的前提，對于以經濟產出為核心目的的農業生產用地，如耕地、養殖水面等不作為生態空間考慮；生態用地以發揮自然生態功能為主，區別于生產和生活用途，其生態系統服務功能重要或生態環境脆弱、生態敏感性較高，包括為人類所利用、但是用于農用和建設用以外的土地，以及人類不直接利用，但在維護生物多樣性、生態平衡以及地球原生環境等方面作用明顯的土地。在實踐中，生態用地的概念還被引入到西北干旱區、北方農牧交錯帶、典型巖溶地區、陜北沙區、城市(開發區)等特定區域的相關研究中[13-23]，應用領域和范圍不斷擴大。

在管理中，相關行政主管部門雖然一直未對生態用地的概念和內涵進行專門界定，但“生態用地”一詞卻在政策文件中屢被提及，生態用地的生態功能更是得到突出強調。例如，《全國土地利用總體規劃綱要》[24]提出，“充分發揮各類農用地和未利用地的生態功能，嚴格保護基礎性生態用地，嚴格控制對天然林、天然草場和濕地等基礎性生態用地的開發利用；(規劃期內)具有重要生態功能的耕地、園地、林地、牧草地、水域和部分未利用地占全國土地面積的比例保持在75%以上”。《全國生態環境保護綱要》[25]提出“加強生態用地保護，凍結征用具有重要生態功能的草地、林地、濕地”，此后在《全國生態功能區劃》[26]中明確了我國生態保護的50個重要生態功能區，總面積為2.25×106km2。《全國主體功能區規劃》[27]提出“嚴禁改變重點生態功能區生態用地用途”，并明確劃定了我國25個重點生態功能區，涉及縣域行政區面積為3.86×106km2。可以看出，受限于管理職能的不同側重點，不同部門在實施生態用地管制的范圍上仍存在較大分歧。

筆者認為，在應用于土地資源管理實踐的前提下，對生態用地進行界定應以生態功能主體性作為基本準則，從不同尺度地域上滿足人類及其他生物所需的自然環境條件和效用來區分和定義土地的生態功能。因此，生態用地是指生產性用地和承載性用地以外，以提供生態產品、環境調節和生物保育等生態服務功能為主要用途，對維持區域生態平衡和可持續發展具有重要作用的土地利用類型。其中，環境調節功能主要是指氣體調節、氣候調節、水文調節、土壤調節與控制、干擾調節等，生物保育功能主要是指為人類之外的其他生物提供棲息地、基因庫、生物防治等(表1)[28]。此外，考慮到森林、草地、濕地(包括水域)等土地類型，在改善環境、維持生物多樣性和區域生態平衡方面具有不可替代的重要作用，具有巨大的生態系統服務價值，可稱之為基礎性生態用地；鹽堿地、沙地、裸巖及裸土地、高寒荒漠及苔原、冰川及永久積雪等土地類型，應以生態修復和保護為主，過度人類干預和開發會給生態安全帶來嚴重負面影響，可稱之為保全性生態用地；而部分農業生產用地(不包括灌溉水田等)，因側重強調發揮其經濟產出確保糧食安全，而不是維持區域生態環境的健康，不宜作為生態用地。

2 生態用地分類體系

分類是將對象依據它們之間的相互關系進行排序和重置形成的特定組合。土地分類是對土地類型的劃分，既是土地科學的基礎任務，又是土地利用現狀調查統計、評價和規劃的重要環節，更是對土地實施有效管理的前提條件。

表1 土地的生態功能

2.1 已有分類方案

針對生態用地，國內學者從土地的覆蓋狀況、利用形式、內在功能、主要用途等角度出發，開展了一系列研究并提出眾多分類方案，生態用地分類體系得到不斷完善(表2)。

表2 國內學者生態用地分類方案

但截至目前，生態用地分類尚未形成統一標準。有的分類體系理論性很強(如岳健[9]、鄧紅兵[11]、梁留科[33]等方案)，但實際操作起來難度很大，很難與現行土地利用監測與管理體系相銜接；有的分類雖然已在區域或城市尺度開展實踐，但國家層面的分類系統研究仍很缺乏，已有分類標準和規范的差異性也很大。

2.2 統一分類體系

土地是一個具有綜合功能的系統，不僅要具有結構上的完整性，還必須實現功能上的連續性。土地系統的生產、生活、生態三大功能相互關聯，形成統一整體而不可分割。從區域尺度上看，生態功能為土地系統所固有，是系統維持和發展的基礎，也是生產功能、生活功能實現并可持續的前提條件；生產功能是影響土地生態系統服務功能發生轉變的觸發點，生活功能則主要取決于生產功能和生態功能的平衡關系和管理狀況，體現系統綜合發展水平。因此，基于生態系統服務的主體功能(價值)進行分類，應成為生態用地分類的基本原則和主要途徑。

以生態系統服務主體功能為基礎，可將生態用地劃分為濕地、森林、草地和其他生態土地4個一級類型、19個二級類型(表3)。其中，作為“地球之腎”的濕地，考慮其廣義的定義與范圍，又細分為沼澤濕地、湖泊濕地、河流濕地、濱海濕地與人工濕地5個二級類型；作為“地球之肺”的森林，是地球上最大的陸地生態系統，對維系整個地球的生態平衡起著至關重要的作用，包括天然林和人工生態林，進一步細分為落葉林、闊葉林、混交林、灌木林與人工生態林5個二級類型；基于自然屬性和植被蓋度，草地可進一步細分為高蓋度草地、中蓋度草地、低蓋度草地和人工生態草地4個二級類型；其他生態土地包括鹽堿地、沙地、裸巖及裸土地、高寒荒漠及苔原、冰川及永久積雪5個二級類型，此類土地生態功能較為脆弱，需要避免人類活動過度干擾，強化自然保留與修復，降低引發生態災害的風險。在此分類體系下，濕地、森林、草地統稱為基礎性生態用地，是具有較強的自我調節、自我修復、自我維持和自我發展能力的土地，能通過維持自身生態結構和功能對主體生態系統的穩定性、高生產力及可持續發展起到支撐和保育作用，對當地乃至區域自然生態環境起到重要的調節作用；其他土地則為保全性生態用地，即自身生態系統脆弱甚至生態功能退化的土地，應以生態修復和保護為主，人類活動過度干預會給生態安全帶來負面影響的土地。

表3 生態用地統一分類體系

3 生態用地時空格局

考慮到數據的可獲取和延續性，基于2002―2008年全國土地利用變更調查數據，以地級市作為數據分析和空間展示的基本單元，本文將生態用地分類與《全國土地分類(過渡期間適用)》進行了一一對照(表4)。其中，灌溉水田和其它農用地不同，作為一種人工濕地系統，它在蓄滯洪水、補充地下水、保護環境、維護生態平衡中具有其它農業系統不能取代的作用，因此將其并入生態用地分類中的人工濕地類型，再加上《全國土地分類(過渡期間適用)》中的人工草地和人工林地，在范圍上分別大于生態用地分類中的人工生態草地和人工生態林地，最終會導致基于土地利用變更調查數據計算得到的生態用地總量規模會略為偏大。

初步結果表明(表5)，我國生態用地總量在2002、2005和2008年分別為7.67×106km2、7.65×106km2和7.64×106km2，約占陸域國土面積的80%。2002年至2008年，全國生態用地總量減少0.4%，呈逐年下降態勢，年均減少約0.55×104km2。其中，僅浙江和廣東兩省面積增加，西藏、黑龍江、云南和上海4省(區、市)變化不大，其余26個省(區、市)均呈下降態勢，天津降幅最大高達8.2%。從地區分布看，新疆、西藏、內蒙古和青海位居前四位，2008年生態用地面積均超過0.70×106km2，再加上四川和甘肅，上述西部6省(區)生態用地總面積約為5.20×106km2，約占全國生態用地總量的68%；東部和中部地區生態用地面積最大的分別為黑龍江(0.32×106km2)和湖南(0.16×106km2)，而天津、上海和北京等人口和經濟集聚地區則極為缺乏生態用地空間。2008年我國基礎性生態用地約為5.31×106km2，其中東、中、西部地區基礎性生態用地面積分別為0.52×106、0.94×106、3.85×106km2，內蒙古、西藏和新疆的基礎性生態用地面積在31個省(區、市)中位居前三。在空間分布上，基礎性生態用地總量和人均基礎性生態用地面積的特征相似，均呈現出“東南低、西北高”的特點，與人口“胡煥庸線”高度吻合(圖1)。其中，環渤海地區、山東半島地區、河南北部和成渝地區較為匱乏(人均面積低于300 m2)，而內蒙古中部、西藏和新疆中部等地相對豐富。從基礎性生態用地國土密度(即某地域單元內基礎性生態用地面積與國土總面積之比)來看，環渤海地區、山東半島地區、河南北部低于0.4，表明上述地區的開發建設活動十分劇烈；而除新疆天山以北地區外的西北大部地區該數據同樣不超過0.4，則反映出當地自然生態環境本底較為脆弱，生態安全狀況值得關注。2002年至2008年，全國基礎性生態用地面積減少0.2%，降幅低于生態用地總量。其中，在356個地級市中，基礎性生態用地面積增幅為正的有104個，廣東汕尾、潮州、梅州以及安徽淮南、浙江臺州、廣西北海、河南焦作等地增幅超過10%；增幅為負的有251個，寧夏固原降幅最大接近50%。

表4 生態用地統一分類與《全國土地分類(過渡期間適用)》對照表

Table 4 Comparison between Unified classification system of ecological land and National Land Classification (applicable during the transition)

生態用地Ecologicalland《全國土地分類(過渡期間適用)》NationalLandClassification(applicableduringthetransition)一級類Firstclass編碼Code名稱Name二級類Secondclass編碼Code名稱Name濕地Wetland11耕地111灌溉水田15其他農用地154坑塘水面155養殖水面156農田水利用地20居民點及獨立工礦用地205鹽田27水利設施用地271水庫水面31未利用土地313沼澤地32其他土地321河流水面322湖泊水面323葦地324灘涂森林(地)Forest13林地131有林地132灌木林地136苗圃草地Grassland14草地141天然草地143人工草地其他生態土地Otherecologicalland31未利用土地311荒草地312鹽堿地314沙地315裸土地316裸巖石礫地317其他未利用土地32其他土地325冰川及永久積雪

總體上看，生態用地面積持續減少和城鄉生態空間被過度擠占，究其原因還是自然因素和人類活動的復合影響所致。其中，人類不合理開發和過度建設造成了惡劣后果：城市快速擴張、灘涂圍墾、填海造地、開山造城等大規模開發建設活動，不僅占用了大量耕地，在國家嚴格實行“占補平衡”、死守耕地紅線的高壓態勢下，導致林地、草地等生態用地成為補充耕地的對象；再加上“圍湖毀林”、“上山下灘”等現象層出不窮，更導致城郊區、開發區周邊重要生態空間的迅速萎縮甚至消失，劇烈改變濕地、山地等生態系統的穩態結構和自調節功能，引發生態環境退化。因此，從長遠看，如何正確處理人與自然的關系、生產與生態的關系、生態與民生的關系，切實保護人類賴以生存的生態環境和生態空間，既是實現經濟社會可持續發展長期面臨的戰略主題，也是全面推進生態文明建設亟待破解的現實難題，需要進一步加強生態用地理論和實踐研究，科學規劃和合理配置生態空間，建立健全生態用地管理政策體系。

圖1 基礎性生態用地空間分布及變化圖

5 結論與討論

本文對生態用地內涵、分類和時空格局變化開展了探索研究，主要結論如下：

(1)長期以來，人們對生態用地的內涵爭議頗多，在區域尺度上形成了“生態要素決定論”、“生態功能決定論”和“主體功能決定論”3種觀點；與此同時，不同行政管理部門受限于管理職能差異，在實施生態用地管制的范圍上也存在較大分歧。認為，對生態用地進行定義應以生態功能主體性作為基本準則，從不同尺度地域上滿足人類及其他生物所需的自然環境條件和效用來區分和定義土地的生態功能。

表5 2002—2008年生態用地面積變化情況

(2)以生態系統服務主體功能為基礎，生態用地分類體系包括濕地、森林、草地和其他生態土地4個一級類型、19個二級類型。其中，濕地、森林、草地統稱為基礎性生態用地，能通過維持自身生態結構和功能對主體生態系統的穩定性、高生產力及可持續發展起到支撐和保育作用，對當地乃至區域自然生態環境起到重要的調節作用；其他生態土地則為保全性生態用地，即自身生態系統脆弱甚至生態功能退化的土地，應以生態修復和保護為主。并以此為基礎，開展生態系統服務重要性評估，根據主體功能的重要程度明確國土生態保護紅線。

(3)2008年我國生態用地總量7.64×106km2，約占陸域國土面積的80%，其中基礎性生態用地約為5.31×106km2；自2002年至2008年，我國生態用地面積呈逐年下降態勢，年均減少約0.55×104km2，全國基礎性生態用地面積減少0.2%。其中，在356個地級市中，基礎性生態用地面積增幅為正的有104個，增幅為負的有251個，華北和華東部分地區生態安全狀況不容忽視。此外，基礎性生態用地總量和人均基礎性生態用地面積在空間上均呈現出“東南低、西北高”的特點，與人口“胡煥庸線”高度吻合；華北東部和西北大部分地區基礎性生態用地國土密度均低于0.4，前者為劇烈的人類開發建設活動所致，而后者則反映了當地自然生態環境本底的脆弱性。

雖然本文構建了統一的生態用地分類系統，并在此基礎上開展了生態用地時空格局分析，但考慮到生態用地規模及時空格局變化是基于不同土地分類體系銜接和數據轉換，其結果的準確性與結論的可靠性有待于進一步選取典型區域開展實地驗證。

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Study of ecological land in China: conception, classification, and spatial-temporal pattern

YU Feng1,3, LI Xiaobo1,*, ZHANG Lijun1, XU Weihua2, FU Rong1, WANG Hong3

1InformationCenterofMinistryofLandandResources,Beijing100812,China2StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China3StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology,CollegeofResourcesScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China

As the idea and theory of sustainable utilization of natural resources has developed over recent years, research on the classification and evaluation of the ecological services of ecological land have become increasingly more important. Meanwhile, ecological land conservation has become the focus of land use research and ecological construction. Along with other important ecosystem services, such as water conservation, soil conservation, wind sheltering, sand fixation, climate regulation, environment purification and biodiversity protection, ecological land is an indicator of the eco-environmental quality of a region. With rapid economic development and accelerating urban expansion in China, the demand for land has increased, causing the loss of large areas of ecological land or land with special ecological value, such as wetlands. Consequently, it will accelerate the situation of a fragile ecosystem, and result in many environmental problems. Therefore, in order to change the trend of ecological land loss caused by blind economic development, it is necessary to re-examine the concept and meaning of ecological land and study the rational allocation of the quantitative structure and spatial patterns of ecological land, which can maximize the ecological benefit of land resources. At present, ecological land has various meanings, and is not an independent land type in existing land classification. In this study, the formation and meaning of ecological land was reviewed, a classification system was proposed, and the status and change in trend were evaluated based on national land use survey data. The conclusions were as follows: (1) Major ecosystem services should be the basic principle used in the definition of ecological land at a regional scale, differing from other criteria, such as ecological elements or comprehensive ecological functions. (2) Based on major ecosystem services, ecological land can be classified into four types (wetland, forest, grassland, and other ecological land) and 19 sub-types. Among them, wetland, forest and grassland should be collectively referred to as fundamental ecological land and others as preserved. (3) The total area of ecological land in China was 7.64×106km2in 2008, which occupied about 80% of the entire land surface, with fundamental ecological land of 5.31×106km2. Both the gross amount and per capita possession of fundamental ecological land were the same: descending from northwest to southeast in China. From 2002 to 2008 the area of ecological land and fundamental ecological land gradually reduced, with average annual reductions of 0.55×104km2and 0.18×104km2, respectively. Among 356 prefecture-level cities in China, 104 increased and 251 decreased in terms of fundamental ecological land. In some regions in north and east China, the ecological security situation should not be ignored. In addition, the total amount of fundamental ecological land per capita showed the same spatial distribution characteristics with high levels in the northwest and low levels in the southeast, which correlated well with Hu′s Line of population. The eco-security status in some regions was facing serious challenges. For example, the density of fundamental ecological land was lower than 0.4 in most areas of eastern North China and Northwest China, with the former caused by increased human development and construction activities, while the latter reflects the vulnerability of the local natural ecological environment background.

ecological land; classification; spatial-temporal pattern

國土資源部軟科學研究項目(201410); 國土資源部國土資源戰略研究重點實驗室開放課題(KFS201304)

2013-11-05;

2014-09-09

10.5846/stxb201311052672

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xbli@infomail.mlr.gov.cn

喻鋒, 李曉波, 張麗君, 徐衛華, 符蓉, 王宏.中國生態用地研究：內涵、分類與時空格局.生態學報,2015,35(14):4931-4943.

Yu F, Li X B, Zhang L J, Xu W H, Fu R, Wang H.Study of ecological land in China: conception, classification, and spatial-temporal pattern.Acta Ecologica Sinica,2015,35(14):4931-4943.