基于生態系統服務供需的廣東省綠地生態網絡建設分區

彭 建,楊 旸,謝 盼,劉焱序

1 北京大學城市與環境學院, 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室, 北京 1008712 北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院, 城市人居環境科學與技術重點實驗室, 深圳 518055

基于生態系統服務供需的廣東省綠地生態網絡建設分區

彭 建1,2,*,楊 旸2,謝 盼1,劉焱序1

1 北京大學城市與環境學院, 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室, 北京 1008712 北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院, 城市人居環境科學與技術重點實驗室, 深圳 518055

綠地生態網絡是城市地域生態持續性的重要保障,分區管控則是實現省域綠地生態網絡差異化建設目標的基本原則。考慮到生態系統服務的供給和需求能夠有效表征綠地生態網絡建設的生態本底與生態需求,以縣域為研究單元,采用修正的生態系統服務價值量核算生態系統服務供給量,以土地利用開發程度、人口密度和地均GDP表征生態系統服務需求量,基于供需分析提出廣東省綠地生態網絡建設分區方案。研究結果表明,按照各區縣生態本底和生態需求差異分為四大類型區：Ⅰ城市生態節點保育型,包含13個區縣,包含潮州市湘橋區、汕頭市金平區、佛山市順德區、廣州市南沙區、黃埔區、荔灣區、越秀區、海珠區、深圳市鹽田區、羅湖區、南山區、肇慶市端州區、珠海市金灣區等,為生態本底好-生態需求高的區域,在建設中應重點關注城市大型綠地游憩、科教等社會-生態復合功能；Ⅱ城市生境斑塊修復型,包含34個區縣,主要分布在珠三角核心區及粵東沿海地區,為生態本底差-生態需求高的區域,在建設中需要加大資金投入、完善城市綠色基礎設施；Ⅲ為城郊潛在節點重構型,包含21個區縣,主要分布在珠三角的江門、惠州、粵西沿海區域以及粵東中部,為生態本底差-生態需求低的區域,應以生態經濟為導向,在產業空間重構的基礎上,以城市反哺鄉村,推進區域生態空間優化；Ⅳ城郊源地網絡連通型,包含55個區縣,主要分布在廣東省北部地區,為生態本底好-生態需求低地區,應強化生態源地的保護,保障生態系統服務流向周邊區域的持續輸送。分區方案基本表征了廣東省縣域生態本底和生態需求的空間差異,能夠為綠地生態網絡建設提供規劃指引。

生態系統服務；綠地生態網絡；分區管控；象限圖；廣東省

綠地生態網絡是指穩定的以自然植被為主且依照特定規律而連接的生態空間[1],主要由耕地、林地、草地、水體等構成[2- 3]。在城市化進程中,城市建設占用生態用地,城市綠地結構容易出現較高的斑塊破碎化,難以形成綠地廊道網絡結構[4]。這種破碎結構不利于生態過程的形成和維持,對城市生態系統服務的效用發揮構成顯著影響。綠地生態網絡建設通過線性廊道將各種類型的點狀、面狀生態斑塊組合成一個空間化綠地網絡,從而形成一個自然、多樣、高效并具有較強自我調節能力的完整生態空間,有助于提升促進生物多樣性、溫度調節、凈化空氣、涵養水源、保持土壤、美學鑒賞、提供產品等生態功能[5-6],以及不同地域生態系統服務的空間流動。因此,綠地生態網絡的建設對有效改善城市生態環境質量,實現城市生態系統的良性循環,協調城市發展與環境保護的關系具有重要意義[7]。

綠地生態網絡研究的尺度一般包括“區域-局地-場所”,其中市域范圍內的網絡構建一直是研究熱點。經過多年實踐,國外綠地生態網絡構建形成了較為成熟的規劃模式和操作流程,即基于區域土地覆被、生境評價、野生動物保護等目標將廊道視作綠地生態網絡骨架進行整體規劃,通過適宜性評價、連接度評價、可達性評價等選取生態節點,從而識別生態廊道進而形成多種生態網絡方案,并對比判定最優方案[8- 11]。相較而言,中國系統性的生態網絡規劃起步較晚,目前大都處于關注廊道連接的初期階段,但也進行著相似的規劃活動以推動城市綠地合理構建[12- 13]。隨著歐美綠地生態網絡規劃思想在國內的傳播,其在市域規劃實踐中被進一步認可運用。選取生態源地、采用最小耗費阻力模型識別潛在廊道、定量分析并優化生態網絡已成為我國生態空間規劃的基本范式,只是不同學者對于源地選取、阻力設定、網絡構建的方法視角略有不同,如從景觀連通性[14]、生物多樣性[15]等角度選取生態功能節點,采用熵權法綜合評價不同景觀類型結構和功能對生態流的影響[15],基于最小耗費距離模型識別潛在廊道[15- 16],應用重力模型、網絡結構[15]、圖論分析[17]定量解析生態網絡結構、探討優先恢復途徑等[14- 19]。此外,也有學者從人文視角,即考慮生態網絡、外部社會經濟要素,疊加景觀網絡、游憩網絡構建多目標、多層次的復合型生態網絡[20],而一些省域、城鎮群尺度的生態網絡構建更拓寬了綠地生態網絡的規劃尺度[21]。

然而,面對多功能目標、多層次的綜合性綠地生態網絡構建需求,目前的綠地生態網絡構建仍側重于土地利用方式等自然生境特征,即強調生態系統服務的供給視角；而生態建設本質上仍是為可持續的城市化服務,但城市化進程中公眾對于自然生態系統服務的需求,往往未能得到有效計量。這一結果造成了一些快速城市化地區由于自然生境斑塊少,規劃綠地網絡結構較為簡單、生態效用有限等問題,并未有效達成城市發展與環境保護相協調的規劃目標。生態系統服務是指生態系統與生態過程所形成及維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用,包括對人類生存及生活質量有貢獻的有形產品和無形服務[22- 23]。這一理論內涵決定了生態系統服務可以成為銜接城市居民生活福祉和生境斑塊自然生態過程的核心概念。生態系統服務的供給量取決于生態系統自身狀況,而對于生態系統服務的需求則取決于社會經濟發展水平[24]。相關研究表明,生態系統服務供需存在明顯的空間異質性及空間錯位問題[25- 27],因此,通過測算區域生態系統服務供給和需求,分析供需的空間特征及平衡狀況,可以為綠地生態網絡差異化建設提供定量依據。

處于快速城市化階段的廣東省,長期面臨著人口經濟與資源環境難以有效協調的壓力,作為我國生態建設的先行者,2011年提出了《廣東省綠道網建設總體規劃》,擬形成由10 條省立綠道、約17100km2綠化緩沖區和46處城際交界面共同組成的省域綠道網總體格局。但是,在廣東省綠道建設效用逐步發揮的同時,由于建設區域的地理環境、開發強度、人口密度、經濟實力、發展方向差異造成生態需求與生態本底空間上不匹配的問題益發值得關注。因此,本研究采用修正的生態系統服務價值量,以及土地利用開發程度、人口密度和地均GDP分別核算生態系統服務供給量、需求量,基于供需分析提出廣東省綠地生態網絡建設分區方案,以期通過分區指導綠地生態網絡的差異化建設,為下一步開展廣東省綠地生態網絡建設提供決策指引。

1 研究區概況

廣東省地處中國大陸南部,北依南嶺山脈、東北為武夷山脈,西接云開大山山脈,南臨南海,位于109°45′—117°20′E、20°12′—25°31′N之間。廣東省屬于東亞季風區,從北向南分別為中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶氣候,年平均降水量在1300—2500毫米之間,在空間分布基本上呈南高北低的趨勢。全境地勢北高東低,丘陵地帶主要分布在粵東的梅縣、五華,粵北的南雄、仁化,粵西的羅定；而臺地主要分布在粵西的湛江、茂名,粵東的海陸豐、惠來南部和粵中一部分地區；平原主要分布在粵中與沿海地區如珠江三角洲和潮汕平原。氣候、地形的空間分異決定了廣東省各地區生態本底的不同。

圖1 研究區地理位置Fig.1 Location of study area

截至2012年底,廣東省下轄21個地級市,具體包括23 個縣級市、39個縣、3個自治縣、56個市轄區,以及中山、東莞兩地級市(無下轄區縣),共計123個研究單元。廣東省按照地理區位和經濟發展狀況可以分為珠三角、粵東、粵西、粵北四個經濟區域,分區之間差異巨大(圖1)。其中,珠三角是中國人口密度最高的地區之一,也是中國南方的經濟和金融中心,所轄深圳、廣州為發達的大城市；粵東、粵西、粵北的城市化進程相對較緩,特別是粵北地區大部分為山地,經濟發展較落后于其他3個區域。不同的經濟發展狀況、人口密度決定了各地區生態需求的顯著差異。

2 研究方法

2.1 數據來源與預處理

本研究采用的土地利用數據是由國家基礎地理信息中心發布的全球30米地表覆蓋產品(Globe Land 30—2010)。人口、經濟和社會等數據來自《廣東省統計年鑒》(2012)、《中國統計年鑒》(2012)。在數據預處理中,將土地利用類型進行合并,分為耕地、林地、草地、水體和建設用地等5類,并歸并為生態用地與建設用地兩個一級分類[28]。其中,建設用地是指人工硬化地表,包括居民點、交通用地和工礦用地在內的建設用地,但居住用地中的綠地不包括在內；生態用地是指維持城市生態系統結構與功能的用地類型,為城市人類活動提供重要的生態系統服務,主要包含耕地、林地、草地和水體。具體而言,耕地指種植農作物的土地,包括水田、旱地等；林地主要指生長喬木、灌木等林業用地；草地指牧草地,包括天然草地、改良草地和人工草地；水體指天然形成或人工的河湖用地,包括河流、湖泊等。

2.2 生態系統服務供給核算

生態系統服務的供給指在特定時間段特定區域所能提供生態系統產品和服務的能力[29]。生態系統服務供給有明顯的空間異質性,所以其服務供給能力也具有顯著空間分異特征[30]。根據“千年生態系統評估”中生態系統服務所對應的供給服務、調節服務、文化服務和支持服務類型劃分,本研究按謝高地等的劃分方法提取主要的9種服務類型。其中,供給服務包含食物產品供給和原材料生產2種服務；調節服務包含氣體調節、氣候調節、水源涵養、廢物處理4種服務；文化服務主要是指提供美學價值服務；支持服務包含保持土壤和維持生物多樣性2種服務。

考慮到采用全國參數表征區域特征的誤差,有必要對中國單位面積生態系統服務價值當量表中的當量系數進行修正[31]。供給服務包含的食物產品供給和原材料生產服務,可以通過統計年鑒中的農、林、牧、漁產值量化；調節服務和支持服務差異來源于自然本底,本文用森林覆蓋率表征自然本底；文化服務可以從旅游角度間接量化提供美學的服務價值。因而,本研究采用單位土地面積產值中的農、林、牧、漁產值當量分別修正耕地、林地、草地、水體的供給服務當量,用森林覆蓋率對調節服務和支持服務的價值當量進行修正,基于旅游總收入指標修正文化服務的價值當量。具體修正系數計算公式如下：

(1)

式中,n為修正系數,無量綱；ai為廣東省平均值；Ai為中國平均值。根據計算結果,對耕地、林地、草地、水體的生態系統供給服務修正系數分別為2.60、3.57、2.38、5.95；對調節、支持、文化服務的修正系數分別為2.43、2.43、11.50。將中國單位面積生態系統服務當量的經濟價值乘以修正系數,可以得到廣東省生態系統服務價值量(表1)。由于建設用地提供生態系統服務很少[22,31],在此不予估算。

表1 廣東省單位面積生態系統服務價值

根據廣東省各地類單位面積生態系統服務價值,計算區縣生態系統服務總價值量。考慮到各區縣土地總面積的差異,為橫向比較各區縣土地系統提供的生態系統服務供給差異,利用單位面積生態系統服務價值反映各區縣生態系統服務供給能力。

(2)

式中,ESV為評價單元地均生態系統服務價值量,VCi為第i類用地類型的單位面積生態系統服務總價值,n為土地利用類型數量,Ui為第i類用地類型的土地面積,U為土地總面積。

2.3 生態系統服務需求核算

目前,各國學者對于生態系統服務需求的理解主要分為三種：(1)Burkhard等認為生態系統服務需求是指一定時間一定范圍內人類所消耗或使用的生態系統產品和服務總和[25]；(2)Schr?te等則認為生態系統服務需求是人類個體對特定屬性生態系統服務偏好的表達,如生物物理特性,可用的位置和時間以及關聯機會成本[32],也就是說,生態系統服務需求表達了人類對享受生態系統服務的偏好,可能超過當前人類消耗或使用的產品和服務；(3)Villamagna等更深入地綜合考慮人類基本生活對生態系統服務的消耗和偏好需求,認為生態系統服務需求是指被人類社會消耗(能夠獲得的)或者希望獲得的生態系統服務的數量[33]。

本研究采納對生態系統服務需求的第3種理解,即生態系統服務需求既包括能夠獲得的(已消耗的)產品或服務,也包括希望獲得的產品或服務。考慮生態系統服務變化驅動因子以及數據可獲取性,選取社會經濟指標中的土地利用開發程度、人口密度、地均GDP三個指標表達生態系統服務需求。其中,土地利用開發程度即建設用地面積占區域土地總面積的百分比,反映人類對生態系統服務的消耗強度,建設用地面積比例越大,土地開發利用程度越大,人類對生態系統服務消耗越高；人口密度可以反映對生態系統服務需求的數量,人口密度越大,則對服務的總需求越大；地均GDP反映地區的富裕程度,可以間接反映人類對享受生態系統服務的偏好水平,地區經濟實力越強,期望獲得的生態系統服務越高。而由于少量極發達地區在人口密度以及地均GDP帶來的明顯差異,使得兩個指標極大波動,因而借助統計學中取對數的方法,在不影響整體分布趨勢的前提下,將局部劇烈波動特征弱化后代入計算,以便于后續分析。

(3)

2.4 生態系統服務供需象限劃分

基于上述生態系統服務供給、需求核算方法,對所求得的生態系統服務需求量、供給量進行z-score標準化,以標準化的生態系統服務供給量、需求量分別表征x軸生態本底、y軸生態需求,劃分出4個象限；象限Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次代表生態本底好-生態需求高、生態本底差-生態需求高、生態本底差-生態需求低、生態本底好-生態需求低等不同類型的綠地生態網絡建設分區。

生態系統服務需求量、供給量的z-score標準化方法為：

(4)

(5)

(6)

3 結果分析

3.1 生態系統服務供給空間分異

由于廣東省各市生態用地和建設用地分布比例差異較大,這直接導致了省域內生態系統服務價值分布的高度異質性。從四大經濟區域來看,珠三角地區生態用地所占百分比最低,其次為粵東地區和粵西地區,粵北地區生態用地所占百分比最高。同時,廣東省各類土地利用類型面積比例差異較大,其中面積百分比最大的為林地,占總面積的60.21%,以下依次為農田(14.87%)、建設用地(14.64%)、水體(6.77%)和草地(3.51%)。

由圖2可知,廣東省各地級市中,地均生態系統服務供給價值量最高的是粵北的韶關、珠三角的肇慶,地均價值量達到3.63萬元/hm2；而地均生態系統服務供給價值量較低的區域,分布在珠三角的東莞(2.00萬元/hm2)、深圳(2.30萬元/hm2),以及粵西的湛江(1.96萬元/hm2)和粵東的汕頭(2.08萬元/hm2)、揭陽(2.40萬元/hm2)。從四大經濟區域平均水平來看,粵北的地均價值量最高達3.52萬元/hm2,其次為粵西2.84萬元/hm2,珠三角2.75萬元/hm2,粵東最低僅為2.61萬元/hm2。如圖2所示,4種服務類型所占百分比依次為調節服務(38.4%)、文化服務(25.4%)、支持服務(23.5%)、供給服務(12.7%)。其中,調節服務中以氣體調節服務所占比例最大,其次為氣候調節、水源涵養和廢物處理服務。

圖2 廣東省分地級市生態系統服務供給及不同類型生態系統服務價值量百分比Fig.2 Ecosystem service supply in each city of Guangdong Province and value ratio of each kind of ecosystem services

根據各區縣生態系統服務供給價值分布可知(圖3),廣東省北部山區生態系統服務供給價值高于南部平原,高值區集中在北部七星巖、羅殼山、青云山脈及蓮花山脈,其生態系統服務價值都超過33627元/hm2；生態系統服務供給的低值主要出現在粵西雷州半島和粵東沿海地區,不足18038元/hm2。廣東省生態系統服務供給價值高低分布與各區縣土地利用類型組成密切相關,生態系統服務供給價值最高值在粵北韶關新豐縣,達到38684元/hm2,該縣林地占區域土地總面積的80%；最低值出現在茂名市茂港區,僅為11349元/hm2,當地的林地面積比例不足4%。

圖3 廣東省分區縣生態系統服務供給Fig.3 Ecosystem services supply at county level in Guangdong Province

3.2 生態系統服務需求空間分異

由于省內自然地理條件與經濟發展差異,廣東省人口密度空間分異顯著(圖4)。其中,廣州市的荔灣區、海珠區、越秀區、天河區和深圳市的福田區、羅湖區,人口密度均超過了10000人/km2,而部分山地、丘陵縣域人口密度不足500人/km2。雖然廣東省地均GDP水平遠高于全國平均水平,但省內的經濟發展水平差異仍然較大(圖4)；地均GDP最高值出現在珠三角廣州市越秀區,達到286187萬元/km2,最低值在粵北河源市東源縣,僅為148萬元/ km2,兩者相差近2000倍。而人口聚集、經濟發展的空間格局映射在土地空間上,則體現為省域土地開發利用程度的南北分異(圖4)。全省土地開發利用程度整體較高,尤其是湛江市霞山區、汕頭市龍湖區、深圳市寶安區,佛山市禪城區和南海區的土地開發利用程度均大于50%；但粵北地區和粵西地區土地開發利用程度大多較低,不足20%。

將未標準化的廣東省各區縣生態系統服務需求按自然斷點法分為5個等級(圖4),可以發現,生態系統服務需求高值主要集中在珠三角核心區,呈環狀向周圍遞減。其中,佛山市禪城區需求量最高,廣州市(海珠區、越秀區、天河區、白云區、荔灣區、黃埔區)、深圳市(寶安區、南山區、龍崗區),以及珠三角東西兩翼的汕頭市(龍湖區)和湛江市(霞山區)也都是生態系統服務需求高值分布區域,而粵西、粵北大部分區域的生態系統服務需求普遍低于1。對比三項指標與需求分布圖,盡管各區縣生態系統服務需求高低值分布由人口密度、土地開發利用程度和地均GDP三者共同決定,但需求分布格局與人口密度分布最為接近。

圖4 廣東省分區縣生態系統服務需求空間分異： 人口密度；地均GDP；土地開發利用程度；生態系統服務需求Fig.4 Spatial distribution of population density, GDP per area, land use development degree, and ecosystem service demand at county level in Guangdong Province

3.3 綠地生態網絡建設分區

基于生態系統服務供給、需求的象限圖分析結果表明(圖5),廣東省生態本底好-生態需求高、生態本底差-生態需求低這兩類組合關系的區縣相對偏少,大部分區縣都落在生態本底差-生態需求高、生態本底好-生態需求低區間內。在四大經濟區中,粵北大部分地區屬于生態需求低-生態本底好的地區,除了河源市源城區、清遠市清城區在Ⅱ象限。粵東地區基本分為兩類,其中生態需求高-生態本底差區域主要包括揭陽市(惠來縣、榕城區)、汕頭市(濠江區、澄海區、潮南區、龍湖區)、汕尾市(城區、陸豐區)；生態需求低-生態本底好的地區則主要分布在潮州市(饒平縣、潮安縣)、揭陽市揭西縣、汕頭市南澳縣、汕尾市(陸河縣、海豐縣)。粵西大部分區縣生態需求都較低,但自然本底有所差異,僅有少部分地區如茂名市(茂南區、茂港區)、陽江市江城區、湛江市(吳川市、赤坎區、霞山區)生態需求較高。在珠三角地區,超過半數區域自然生態系統本底條件不能匹配其生態需求,尤以佛山市禪城區、廣州市天河區為代表；而生態本底尚可但生態需求低的地區,主要分布在肇慶市(廣寧縣、德慶縣、封開縣)和惠州市(惠東縣、龍門縣)。

圖5 廣東省分區縣生態本底-生態需求分區Fig.5 Ecological supply (ES) and ecological demand (ED) at county level in Guangdong Province in (a. Northern Guangdong, b. Eastern Guangdong, c. Western Guangdong, d. Pearl River Delta)

基于象限分布,按照廣東省生態本底和生態需求差異,可以將全省123個區縣劃分為四大綠地生態網絡建設類型區(圖6,表2)：

Ⅰ城市生態節點保育型(高生態本底-高生態需求) 包含13個區縣,主要分布在珠三角。這些區縣社會經濟發展水平中等偏上,具備一定的林草地覆蓋,生態本底好,基本能夠滿足生態需求。因此,對現有城市生態用地的保護型規劃可以發揮綠地的生態節點作用,成為其他區域生態系統服務流動的戰略節點。該區域在綠地生態網絡的建設中應發揮區域良好的經濟與生態優勢,重視城市大型綠地的保護,突出綠地網絡在游憩、科教、城市形象等方面的社會-生態復合功能。

表2 廣東省分區縣綠地生態網絡建設分區

圖6 基于生態本底和生態需求的廣東省綠地生態網絡建設分區Fig.6 Zoning for ecological network construction of green space based on ecological supply and demand at county level in Guangdong Province

Ⅱ城市生境斑塊修復型(低生態本底-高生態需求) 包含34個區縣,主要分布在珠三角核心區及粵東沿海地區。該區地形較平坦、人口稠密、土地開發利用強度高,現狀自然生境斑塊數量少、連通性差,而城市大量的人口聚集和工業發展提升了對生態用地的需求。因此,本區應以生態保護和生態建設優先,由于區域內的城市發展已有一定的初始資金積累,有必要加大資金投入完善城市綠色基礎設施。而在綠地生態網絡建設中,核心要務是修復已有生境斑塊,提升斑塊穩定性,充分利用點狀空間,增加綠地覆蓋率和綠量,將分散的綠地斑塊串聯成網絡體系促進斑塊間物質、能量交換。此外,綠地網絡格局應當逐步優化,現有建設的綠道網絡大多分布在珠三角核心區,而粵東汕尾、揭陽、汕頭等沿海區域已建設的綠道網絡相對稀疏,有必要適當增設綠道、提高網絡連通度。

Ⅲ城郊潛在節點重構型(低生態本底-低生態需求) 包含21個區縣,主要分布在珠三角的江門、惠州,粵西沿海區域,以及粵東中部。該區地勢平坦,土地開發強度不高,生態用地數量較低,尤其是草地和林地不足。因此,盡管該區生態需求較低,但生態用地面積較小,能夠供給的生態系統服務低于全省平均水平。同時,該區經濟基礎相對薄弱,因而有必要以生態經濟為導向,在完成產業空間重構、保障區域社會經濟健康發展的前提下,以城市反哺鄉村的形式推進生態空間優化。由于本區有較多沿海區縣,濕地恢復與重建、海岸帶生態修復也應納入綠地生態網絡建設。

Ⅳ城郊源地網絡連通型(高生態本底-低生態需求) 包含55個區縣,主要分布在全省北部。該區地勢相對較高,生態用地在數量和空間上提供的生態系統服務水平高,生態需求水平較低,生態資源富足。同時,北部山區是全省重要的生態屏障,森林覆蓋率高,并位于北江和東江的上游,分布有大量的河流水系和大中型水庫及其集雨區,是重要的水源保護地。因此,本區作為廣東省綠地生態網絡的核心,應強化對大面積生態源地的保護,保障生態系統服務流向周邊區域的持續輸送。

4 結語

針對有限國土空間難以滿足日益增長的社會生產、生活、生態空間客觀需求,有必要明晰城市化進程下不同區域的生態本底和生態需求差異,基于生態系統服務流視角強調區域生態建設的供需均衡原則。本研究以廣東省為例,提出基于生態系統服務供給與需求的綠地生態網絡建設分區方案,劃分四大類型區：Ⅰ城市生態節點保育型,重點關注城市大型綠地游憩、科教等社會-生態復合功能；Ⅱ城市生境斑塊修復型,加大資金投入完善城市綠色基礎設施；Ⅲ城郊潛在節點重構型,通過產業空間重構推進生態空間優化；Ⅳ城郊源地網絡連通型,強化生態源地保護,保障生態系統服務流向周邊區域的持續輸送。

在目前的生態系統服務研究中,生態系統服務經濟價值評估、生態系統服務與人類福祉的關系已取得較多研究成果,但關于生態系統服務供給與人類需求空間關系的研究成果相對較少；本文綜合考慮土地利用開發程度、人口密度和地均GDP三方面因素定量表征生態需求,基于象限圖劃分生態系統服務供需分區,是對生態系統服務供需定量分析的重要嘗試。但是,如何精確度量特定生態系統服務的現實需求仍有待進一步深入探討,尤其需要高度關注生態系統服務供給、需求的內涵一致性。此外,尺度問題是宏觀生態學的核心問題之一,生態網絡的構建和優化也應在不同尺度上進行,多尺度生態網絡既自成體系又相互連通[34]。本研究旨在從省域尺度提出廣東省生態系統服務供給與需求分區的管制方案,進一步研究有必要基于更高精度的空間化指標,在縣市尺度上綜合評估綠地生態網絡構建的適宜性、綠色基礎設施開發阻力、景觀連通重要性及其局地生態效應,在生態系統服務供需均衡的導向下引入空間計量模型,識別綠地生態網絡構建的優先位置,從而在分區構建網絡的基礎上,高效完成綠地生態網絡的具體建設布局。

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Zoning for the construction of green space ecological networks in Guangdong Province based on the supply and demand of ecosystem services

PENG Jian1,2,*, YANG Yang2, XIE Pan1, LIU Yanxu1

1 Laboratory for Earth Surface Processes, Ministry of Education, College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China2 Key Laboratory for Environmental and Urban Sciences, School of Urban Planning and Design, Shenzhen Graduate School, Peking University, Shenzhen 518055, China

Green space ecological networks are essential for urban ecological sustainability, and it is necessary to adapt to local conditions when constructing such green space ecological networks. Supply and demand for ecosystem services can effectively characterize the level of ecological supply and demand for the establishment of green space ecological networks. This research provides a scheme for zoning Guangdong Province based on a supply and demand analysis at a county scale. The supply of ecosystem services was calculated by modified values of ecosystem services, whereas the demand of ecosystem services was represented by land use intensity, population density, and GDP per area. The results show that all the counties could be sorted into four types. The first type is an urban ecological conservation node, which contains 13 counties with good ecological supply and high ecological demand. Urban construction should focus on the integrated functions of large green spaces, such as recreation, science, and education. The second type is an urban habitat patch repair node, which contains 34 counties with poor ecological supply and high ecological demand. Urban construction should increase capital investment to perfect green infrastructure. The third type is a suburban potential remodeling node, containing 21 counties with poor ecological supply and low ecological demand. Urban construction should be eco-oriented. Based on industrial reconstruction, it is possible to optimize regional ecological space through rural urban financing. The fourth type is a suburban source network connectivity node, including 55 counties with good ecological supply and low ecological demand. This type should strengthen ecological source protection and guarantee continued delivery of ecosystem services to the surrounding areas. This zoning scheme could generally characterize spatial differences of ecological supply and demand, and aims to provide ecological network planning guidelines for green space construction.

ecosystem services; green space ecological networks; zoning management; quadrantal diagram; Guangdong Province

國家自然科學基金面上項目(41271195)

2016- 01- 02; 網絡出版日期:2017- 02- 23

10.5846/stxb201601020007

*通訊作者Corresponding author.E-mail: jianpeng@urban.pku.edu.cn

彭建, 楊旸, 謝盼, 劉焱序.基于生態系統服務供需的廣東省綠地生態網絡建設分區.生態學報,2017,37(13):4562- 4572.

Peng J, Yang Y, Xie P, Liu Y X.Zoning for the construction of green space ecological networks in Guangdong Province based on the supply and demand of ecosystem services.Acta Ecologica Sinica,2017,37(13):4562- 4572.