基于土地利用生態警戒區的建設用地管制分區優化
——以都江堰市為例

李 喆， 郭旭東， 趙 靜， 鐘 文

(1.中國土地勘測規劃院 國土資源部土地利用重點實驗室,北京 100035；2.成都市國土規劃地籍事務中心,四川 成都 610074；3.四川傳媒學院 外國語部,四川 成都 611745；4.成都理工大學 旅游與城市規劃學院,四川 成都 610059)

基于土地利用生態警戒區的建設用地管制分區優化
——以都江堰市為例

李 喆1,2， 郭旭東1*， 趙 靜3， 鐘 文4

(1.中國土地勘測規劃院 國土資源部土地利用重點實驗室,北京 100035；2.成都市國土規劃地籍事務中心,四川 成都 610074；3.四川傳媒學院 外國語部,四川 成都 611745；4.成都理工大學 旅游與城市規劃學院,四川 成都 610059)

采用多因素分析法、層次分析法、直方圖分割法,RS(Remote Sensing)與GIS(Geographic Information System)等方法與技術,以都江堰市為例,研究土地生態系統重點保護要素，主要包括具備較高土地生態服務功能價值的土地利用類型、地質災害危險區域、土壤污染區域以及承擔自然景觀、生態功能保育與發展的各類生態保護區等;土地利用生態警戒區集中在中低山、中低山-丘陵過渡帶上，土地利用生態緩沖區集中在東部、西南部的平原、丘陵地貌帶上；從多角度出發構建“區域劃定-空間管制”聯動模式，完成了都江堰市土地利用總體規劃(2006—2020年)中建設用地管制分區的優化調整.得出土地利用生態警戒區的劃定不僅為土地利用生態紅線的劃定提供重要的科學依據，而且在科學引導建設用地管制分區調整方面具有實踐意義的結論.

土地利用； 生態警戒區； 建設用地管制分區； 山地平原交錯帶

國土資源部辦公廳印發了關于《土地利用總體規劃調整完善工作方案》的通知(國土資廳函[2014]1237號)，要求在全國范圍內開展的土地利用總體規劃調整完善工作中優先劃定生態紅線[1].生態紅線是對于國家生態安全和可持續發展具有重要戰略意義的關鍵生態保護區域的邊界線，是當前我國土地利用維持可持續發展的關鍵因素，是平衡我國經濟社會與生態保護協調、健康發展的關鍵點[2].目前生態紅線劃定的技術細則尚未出臺，相關研究處于理論框架層面.土地利用生態警戒區是生態系統比較脆弱或具有重要生態功能而必須實施全面保護的區域，是促進生態平衡的控制區，對其進行識別將為生態紅線的劃定提供重要的科學依據.

我國山地平原交錯帶屬于生態環境十分脆弱的一種地質交界帶[3]，其在發揮生態屏障功能的同時表現出自然環境的脆弱性特征，是近年來土地利用生態保護研究領域一類頗具代表性的研究對象[4].都江堰市位于中國大地貌劃分的3個階梯的第一個階梯的東緣，即從青藏高原的第一階梯向位于第二階梯的成都平原過渡的典型山地平原交錯帶[5].這一區域地貌類型多樣，地理邊緣效應明顯，具有豐富的生物多樣性特征，在發揮生態屏障功能的同時表現出自然環境的脆弱性特征,其區域抗干擾能力弱，自然災害頻發.“5·12汶川特大地震”破壞了土地利用生態系統的基礎，面臨即將開展土地利用總體規劃局部調整工作.都江堰市需要在生態恢復建設和耕地保護力度不斷加大且土地供給有限的情況下進行大規模的建設用地布局，區域土地利用生態環境保護工作十分艱巨.

本文基于山地平原交錯帶脆弱的生態本底，利用RS與GIS技術對土地生態系統關鍵指標進行信息提取，實現研究區土地生態服務價值、地質災害危險性、土壤污染程度、生物多樣性保育等生態保護重要性評價與分析.基于此，開展都江堰市土地利用生態警戒區的識別與劃定，并構建“區域劃定-空間管制”聯動模式對現有的都江堰市建設用地管制分區進行優化調整，以期完善生態紅線劃定的相關理論體系，為國土資源的生態開發與可持續性發展探索新的優化模式.

1 山地平原交錯帶土地生態系統重點保護要素判別

1) 發揮重要生態服務功能的土地資源.都江堰市地處“華西雨屏帶”的中段，位于“岷山-成都平原”山地平原交錯帶上，是成都平原的生態屏障.高差顯著的地形以及遞變的氣候，造就了都江堰市及周邊地區類型豐富的土地資源，其具備的生態服務功能對促進周邊地區的生態平衡有著重要作用.應將具備較高生態服務價值的土地資源作為都江堰市土地生態系統重點保護要素.

2) 自身生態系統的脆弱性區域.都江堰市處于龍門山斷裂帶，地層出露齊全、巖性多樣，斷裂構造仍處于活動狀態.受氣流上升的影響，降雨量豐沛，且多局地性暴雨，地質災害頻發.因此，地質災害是土地生態脆弱性的敏感因子.同時，由于近年來社會經濟迅速發展，土壤污染日益嚴重，對土地生態造成了重大影響，土壤污染亦為該區域土地生態脆弱性的敏感因子.

3) 生物多樣性保育區域.豐富的自然資源和生境類型為維持生物物種多樣性和生態環境的多樣性創造了條件.都江堰市動植物種類豐富，有大熊貓、金絲猴、白唇鹿等國家重點保護動物37種、珍稀瀕危植物28種，應將生物多樣性保育區域作為都江堰市土地生態系統重點保護要素.

綜上，都江堰市土地生態系統重點保護要素應涉及具備較高土地生態服務功能價值的土地利用類型、地質災害危險區域、土壤污染區域以及承擔自然景觀、生態功能保育與發展的各類生態保護區等,如圖1所示.

2 山地平原交錯帶土地利用生態警戒區域識別

2.1 土地生態系統保護重要性分析

2.1.1 土地生態服務價值估算 都江堰市土地生態服務價值采用基于“中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表”[6]建立的“成都市不同土地利用類型單位面積生態服務價值表”[7]，并結合都江堰市2013年土地利用現狀底圖、各地塊的用地類型及面積，根據生態服務價值計算式(1)計算得到各地塊生態服務價值.再采用直方圖分割法，即假定評價指數值隨機分布，根據評價指數值的標準差確定直方圖分割區間的閥值，對研究區生態服務價值大小進行等級劃分(圖2).

圖2中，高生態服務價值區60 948.66 hm2，占總面積的50.44%，集中在中低山和丘陵地區，用地類型以林地、灘涂沼澤、水域為主；較高生態服務價值區21 213.41 hm2，占總面積的17.56%，集中在平原地區，用地類型以園地、水田為主；較低生態服務價值區14 036.85 hm2，占總面積的11.62%，集中在平原地區，用地類型以旱地為主；低生態服務價值區24 637.21 hm2，占總面積的20.39%，集中在平原地區，用地類型以城鄉建設用地、交通水利用地以及裸地為主.

(1)

式中,ESV為研究區生態服務價值，Si為第i種類型土地面積，Vi為第i種類型土地單位面積生態服務價值.

2.1.2 土地生態脆弱性分析 1) 地質災害危險性評價.通過對都江堰市地質災害的發育特征及其分布規律研究，選擇坡度、工程巖組、線性構造密度、土壤侵蝕力、河網密度、年降雨量以及地質災害點核密度等作為地質災害危險性評價的影響因子[8]，采用標度尺進行量化、AHP層次分析法獲取權重[9].如表1所示，通過加權綜合評價法(2)式得到研究區各評價單元的危險性指數，從而繪制都江堰市地質災害危險性評價圖,如圖3所示.

表1 地質災害危險性評價因子權重及量化值Table 1 Weight and quantization value of geological hazards’ evaluation factors

圖3中，高危險性區域32 613.87 hm2，占總面積的26.99%；較高危險性區域38 605.32 hm2，占總面積的31.95%；較低危險性區域47 099.16 hm2，占總面積的38.98%；低危險性2 517.78 hm2，占總面積的2.08%.高危險和較高危險區集中在斷裂構造發育、地質災害點密集、地層巖性變化大的中低山、丘陵地貌帶上，主要包括西部、中部青城山—靈巖山—青龍嶺、龍溪河—白沙河—石甕河中低山區域，北部蜂桶巖—二郎廟—光光山頂中高山區域；而較低危險區集中在都江堰市東南部成都平原斷裂構造不發育、地質災害不易發區域.

(2)

式中，S為評價單元的綜合危險指數，Wi為第i個評價因子的權重，Bi為第i個評價因子.

2) 土壤污染程度評價.根據《成都市土地質量地球化學評估報告(2012年)》[10]中土地質量地球化學評估結果，將研究區劃分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、超Ⅲ類土壤(圖4).其中，Ⅰ類土壤共6 549.13 hm2，占總面積的5.42%；Ⅱ類土壤共93 294.52 hm2，占總面積的77.21%；Ⅲ類土壤共20 696.41 hm2，占總面積的17.13%；超Ⅲ類土壤共296.07 hm2，占總面積的0.25%.Ⅰ類、Ⅱ類土壤集中在平原和丘陵地區，Ⅲ類、超Ⅲ類土壤集中在中低山地區.

2.1.3 生物多樣性保育區劃定 參考《成都市城市總體規劃(2010—2020年)》[11]、《成都市土地利用總體規劃(2006—2020年)》[12]，結合都江堰市地形圖、遙感影像，劃定承擔自然景觀、生態功能保育與發展的各類生態保護區，確定都江堰市生物多樣性保育區范圍(圖5).圖5中，非生物多樣性保育區83 197.27 hm2，占總面積的68.85%，集中在平原和丘陵地區；生物多樣性保育區37 638.86 hm2，占總面積的31.15%，集中在中低山和高山地區，包含都江堰市域內自然保護區核心區、森林公園、列入省級以上保護名錄的野生動植物自然棲息地、水源保護區的核心區.

2.2 土地利用生態警戒區及緩沖區劃定土地利用生態警戒區是生態系統比較脆弱或具有重要生態功能而必須實施全面保護的區域，能夠為維持區域土地生態利用提供資源，為保護區域土地生態利用安全提供屏障等功能，該區域應實施最為嚴格的生態保護制度，原則上禁止修建任何與保護性質不吻合的建筑物；土地利用生態緩沖區是介于警戒區和安全區之間的過渡區域，該區域在確保生態資源不受破壞的前提下，可以有限制地進行低密度、低強度建設.

通過加權綜合評價法對土地生態服務價值評價、地質災害危險性評價、土壤污染程度評價、生物多樣性保育區劃定結果進行耦合(表2)，實現了對都江堰市土地利用生態警戒區的識別(圖6).

表2 土地利用生態警戒區識別評價因子權重及量化值Table 2 Weight and quantization value of recognition and evaluation factors of land using ecological warning area

土地利用生態警戒區分析：該區域共51 400.18 hm2，占總面積的42.54%，主要位于都江堰市中低山、中低山-丘陵過渡帶上，生態敏感性指數高，是生態環境保護的重點.用地類型以林地、灘涂沼澤、水域為主，土地生態服務價值高；地質災害點密集、斷裂構造發育、地層巖性變化大，地質災害極易發生，并且土壤污染較嚴重，土地生態脆弱性顯著；自然資源豐富，涵蓋了龍池國家森林公園、青城山以及都江堰市北部成片森林等生物多樣性保育區域.

土地利用生態緩沖區分析：該區域共41 676.73 hm2，占總面積的34.49%，主要位于都江堰市東部、西南部的平原、丘陵地貌帶上，是土地利用生態警戒區與土地利用生態安全區之間的過渡帶，對穩定生態用地面積具有重要作用.主要由耕地、園地等較高生態服務價值區域、部分地質災害較高危險性區域和非生物多樣性保育區域組成，是都江堰市主要的農業生產區.

土地利用生態安全區分析：該區域共27 759.22 hm2，占總面積的22.97%，主要位于都江堰市中部、南部的平原地貌帶上，地勢平坦，起伏和緩，用地類型以城鄉建設用地為主，生態服務價值低，且屬地質災害較低危險等級區域和非生物多樣性保育區域，生態敏感性指數低.

3 “區域劃定-空間管制”聯動模式構建與應用

都江堰市人民政府在都江堰市土地利用總體規劃(2006—2020年)中初步將全市土地劃分為允許建設區、有條件建設區、限制建設區和禁止建設區，實行建設用地管制分區[13].然而現有空間管制分區方法的研究視角較為單一，面對都江堰市地貌類型多樣，地理邊緣效應明顯，生物多樣性豐富的特征，傳統的空間管制分區方法難以有效地協調區域空間資源的優化配置.土地利用生態警戒區識別體系從土地生態服務價值、土地生態脆弱性、生物多樣性保護等多角度出發，劃分了土地利用生態警戒區及緩沖區，其中土地利用生態警戒區與建設用地管制分區中的禁止建設區、土地利用生態緩沖區與建設用地管制分區中的限制建設區在性質與功能上具有較好的關聯.因此，以劃定的土地利用生態警戒區及緩沖區為基礎，從多角度出發構建“區域劃定-空間管制”聯動模式(圖7)，對都江堰市現有建設用地管制分區中的禁止建設區與限制建設區進行優化調整，將有利于科學指導土地利用總體規劃調整完善工作.

經模式應用，禁止建設區調入圖斑面積共計17 667.14 hm2，主要集中在丘陵-中低山過渡的地質災害高危險地帶；調出圖斑面積共計4 377.80 hm2，主要集中在高山和中低山地貌帶北部的低生態服務價值區域(圖8).限制建設區調入圖斑面積共計7 229.85 hm2，主要集中在高山、中低山地貌帶北部的禁止建設區調出區以及東南平原生態服務價值較高區域；調出圖斑面積共計30 073.60 hm2，主要集中在丘陵-中低山過渡帶禁止建設區調入區和東南平原生態服務價值較低區域(圖9).

3 結論

本文依據土地生態系統內涵與功能，結合都江堰市典型山地平原交錯帶脆弱的生態本底，確定了研究區土地生態系統重點保護要素.通過對其分析、評價，劃定了都江堰市土地利用生態警戒區，以此為基礎，構建“區域劃定-空間管制”聯動模式，對都江堰市土地利用總體規劃(2006—2020年)建設用地管制分區中的禁止建設區與限制建設區進行優化調整.經驗證調整結果與實際情況較為吻合，基本能反映出研究區重要生態保護土地的空間分布規律.研究表明：將土地生態服務價值、土地生態脆弱性、生物多樣性保護進行耦合的土地利用生態警戒區識別體系從多角度切入，更具全面性與科學性，不僅為土地利用生態紅線的劃定提供重要的科學依據，而且在改進我國縣級土地利用和土地管理決策方面具有十分重要的實踐意義.

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[13] 都江堰市土地利用總體規劃(2006—2020年)[R].成都:都江堰市人民政府,2011.

(編輯 陶志寧)

Study on Optimization of Construction Land Regulation Division Based on Regionalization of Land Using Ecological Warning Area for Dujiangyan City

LI Zhe1,2,GUO Xudong1,ZHAO Jing3,ZHONG Wen4

(1.KeyLaboratoryofLandUse,ChineseLandSurveyingandPlanningInstitute,MinistryofLandandResources,Beijing100035;2.ChengduCapitastrumAffairsCenter,Chengdu610074,Sichuan;3.ForeignLanguageDepartment,SichuanUniversityofMediaandCommunications,Chengdu611745,Sichuan4.CollegeofTourismandUrban-RuralPlanning,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,Sichuan)

This study uses multiple factor analysis,analytic hierarchy process,and histogram segmentation methods and technology of RS and GIS to research the key factors of protecting land ecological system of Dujiangyan City which includes land use types with high land ecological service value,geological hazards area,soil contamination area,and ecological protection area which bear natural landscape,conservation and ecological development.The land using ecological warning area of Dujiangyan City are located in middle-low mountain and middle-low mountain-hill ecotone.And land using ecological buffer area of Dujiangyan City are located in eastern and southwestern plain-hill zone.This study provides a new linkage pattern ofregionalizationandspatialregulationfrom multiple angels.According to it,we have adjusted the construction land regulation division of Dujiangyan land using planning(2006—2020).The determination of land using ecological warning area can provide scientific basis for determination of land using ecological red line,and it has a practical significance in guiding the regulation of construction land division.

land using; ecological warning area; construction land regulation division; mountain and plain ecotone

2016-02-01

國土資源部土地利用重點實驗室2016年開放基金(KLLU201603)

S127

A

1001-8395(2017)02-0241-07

10.3969/j.issn.1001-8395.2017.02.017

*通信作者簡介：郭旭東(1972— ),男,博士,主要從事土地生態學、土地資源綜合監測等方面的研究,E-mail:sam9560@vip.sina.com