徐州市銅山區生態保護紅線劃定研究

孫杰

摘要：分析徐州市銅山區的生態環境，收集該區域土地利用現狀資料、自然系統數據等，選擇合適的評價指標，運用ARCGIS軟件，將生態環境敏感性評價和生態系統服務功能重要性分值較高的區域進行提取和分析，根據生態紅線劃定的過程擬定科學合理的生態紅線，得出研究區域的生態保護紅線劃定面積為54 504 hm2，占總區域面積的28.55%。

關鍵詞：生態保護紅線；生態敏感性；生態系統服務功能；徐州市銅山區

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）20-0053-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.20.013 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： The land use status information and the ecological environment of Tongshan area of Xuzhou city were analyzed. Collecting the current land use data and natural system data of the region，selecting appropriate evaluation indicators and applying ARCGIS software，the ecological environment sensitivity and the importance of the ecosystem service function were extracted and analyzed，and the scientific and rational ecological red line was formulated according to the process of ecological red line. Finally，the conclusion was that the area of ecological protection red line of the study area was 54 504 hm2，accounting for 28.55% of the total area.

Key words： ecological protection red line； sensitivity of eco-environment； ecosystem services function； Tongshan district of Xuzhou city

徐州市銅山區是蘇北經濟最為發達的地區，區域內分為自然保護區、生態公益林、風景名勝區等，交通運輸便捷，區位優勢明顯。通過3S技術對區域內的選定指標進行分析，劃定科學的生態紅線。組織劃定銅山區生態紅線規劃的實施，確定合理的生態保護面積，更好地滿足人們生產、生活的基本需求，緩解銅山區生態環境的破壞壓力，確保具有重要生態功能的區域、生態環境敏感區、脆弱區以及生物多樣性得到有效保護。

以徐州市銅山區為研究區域，在補充完善各種數據資料的基礎上，主要運用遙感、GIS等技術手段，選擇科學合理的評價內容和指標，獲取和處理空間數據，根據各種數據對生態環境敏感性和生態系統服務功能重要性進行評價，提取和分析重要的區域，以此擬定生態紅線。根據劃定的生態紅線，分析銅山區的生態環境現狀，并提出具有建設性的建議。

1 銅山區生態環境敏感性評價

1.1 生態環境敏感性評價方法

生態敏感性指生態系統在特定時空尺度相對于自然及人類活動干擾所具有的敏感反應和自我恢復能力[1]。綜合徐州市銅山區的區位優劣勢，選擇地形坡度、生境敏感性進行綜合評價。

1.2 生態環境敏感性單因子評價

1.2.1 地形坡度敏感性評價 在將研究區域分為耕地和非耕地的基礎上，參考相關的資料，劃分不同等級的坡度，并對坡度進行敏感性分級，分為極度敏感、高度敏感、中度敏感和低度敏感。

1）評價方法及標準。從地形坡度角度，分析不同坡度給土地帶來的侵蝕影響。為直觀表現出銅山區不同地段坡度的生態敏感性，采用水利部土壤侵蝕強度標準（SL190-2007）來進行土壤侵蝕敏感性評價，采用的評價標準見表1和表2[2]。

2）數據處理。在將銅山區土地利用類型分為耕地和非耕地的基礎上，利用ARCGIS的坡度計算工具分析DEM數據，然后按表2的標準進行重新分類。在ARCGIS中將不同類型的非耕地覆被占比輸入屬性表中得出銅山區非耕地植被覆蓋度的比例，耕地部分與高程進行掩膜分析，接著進行坡度和重新分類操作，然后對矢量的坡度和非耕地植被進行鑲嵌至新柵格處理，最終對新柵格重新分類。結果見圖1。

從圖1中可以看出，根據表2的指標，土壤侵蝕敏感性強烈的地區較少、較零散。中度侵蝕敏感性的地區大多為各種自然保護區、風景區、重要水源涵養區等，主要有漢王生態公益林、泉山森林公園、微山湖、云龍湖等；銅山區大部分地區土壤敏感性為輕度侵蝕，主要是平原地帶、低山丘陵，水土保持能力較差。

1.2.2 生境敏感性評價 生境是指由生物和非生物組成的生長、繁衍的場所，包括其所必需的生存條件以及其他對生物起相關作用的生態因素[3]。生物生境的破壞是造成生物滅絕的重要原因之一，因此，評價并保護生態環境是減少物種滅絕、使生態系統平衡的重要方法。

1）生境敏感性評價方法。徐州市銅山區有各種森林公園、自然保護區、風景名勝區等紅線區域類型，本研究以不同自然保護區和生態公益林的分布和等級情況作為評價依據。自然保護區和生態公益林對區域生態發展起著重要作用，研究區域有徐州市泉山自然保護區、銅山圣人窩森林自然保護區以及漢王生態公益林。

對保護區、生態公益林的保護不應只局限于其內部，還應在附近一定范圍內建立緩沖區，保護區的級別越高，緩沖區的范圍也應該越大，所以國家級、省級、地市級保護區的寬度是遞減的。對于徐州市銅山區而言，沒有國家級自然保護區，有省級的徐州市泉山自然保護區、地市級的銅山圣人窩森林自然保護區，在不同區域的緩沖區不出現重疊的情況下，建立合適的緩沖帶。生境敏感性評價標準見表3。

2）數據處理。對于不同級別的保護區、風景區，根據表3進行賦值，獲得生境敏感性評價結果。

在銅山區省級自然保護區有泉山自然保護區、云龍風景區以及微山湖湖西濕地（銅山區）風景名勝區，這些地區的生境敏感性為高度敏感；環城（銅山區）國家森林公園、漢王生態公益林為中度敏感；其余的草地、濕地等為輕度敏感（圖2）。

1.3 生態環境敏感性綜合評價

1）評價方法。因單一因子無法體現生態環境對全部影響因素的敏感性，本研究生態環境敏感性綜合評價是將上述研究的地形坡度和生境敏感性進行綜合評價，來反映生態環境對人類活動的敏感程度。因此，可用如下的公式綜合計算生態環境的綜合評價結果。

2）綜合評價結果。從圖3中可以看出，銅山區大部分地區的生態環境敏感性值較低，這些地方大都為耕地、建設用地，敏感性綜合評價值較高的地區為自然保護區、風景名勝區、森林公園等，這些區域物種豐富，非耕地植被覆蓋度較大，土壤侵蝕敏感性較其他區域大，主要分布在該區域的北部、中部和東南某些區域。

2 銅山區生態系統服務功能重要性評價

生態系統服務主要表現在維持生物多樣性、土壤改良、水源涵養等。

2.1 生態系統服務功能重要性評價方法

根據銅山區的地理特征，按照區劃原則和指標，將區域劃分為極重要、重要、中等重要、不太重要四個等級，選擇水土保持重要性、生物多樣性重要性、水源涵養重要性三個因子對生態系統服務功能重要性進行評價。

2.2 生態系統服務功能單因子評價

2.2.1 水源涵養重要性評價

1）評價方法。水源涵養功能是指生態系統內多個水文過程及其水文效應的綜合表現，常被認為是攔蓄降水或調節河川徑流量的功能[4]。區域生態系統水源涵養服務功能重要性評價主要是由地表覆蓋層涵養水源的能力和土壤涵水能力構成[5]。綜合考慮銅山區的地理位置、生態環境以及數據指標獲取的難易程度，選擇地形、土地覆被類型作為評價指標。地形反映區域的整體地理特征，土地覆被類型反映保水能力的大小，如森林、濕地的保水能力是不同的。因此，根據以上分析，將選擇的指標按照表4進行分級賦值。

地形數據是根據表4的分值按照DEM高程數據進行重新分類，見圖4。

覆被類型數據是將數據重新分類后，根據表4的標準進行賦值，見圖5。

2）評價過程及結果。在ArcGIS中利用式（2）進行計算，以形成水源涵養重要性的綜合評價，見圖6。

從圖6可以看出，研究區域大多為山地丘陵或者盆地平原，位于銅山區北部的微山湖湖西濕地、小沿河飲用水水源保護區、順堤河飲用水水源保護區、銅山圣人窩森林自然保護區等部分區域的水源涵養重要性分值最高，其他的各種自然保護區、風景名勝區、森林公園等的水源涵養重要性也是比較重要的，一般重要區域較多，分布于區域不同位置。

2.2.2 生物多樣性重要性評價 生物多樣性重要性評價是指評價整個生態系統中生物多樣性的重要性，地球上的生物多樣性存在于不同的自然生態系統中。徐州市銅山區位于江蘇省西北部，境內丘陵崗地眾多，有山頭589座，山區林木覆蓋面積16 667 hm2，覆蓋率達83.58%。所以，銅山區的區位優勢促進了生物的多樣性，適合不同生物的繁衍生長。

1）評價的方法和標準。生物多樣性重要性評價一般會優先選擇需要重點保護的生態系統和該系統的分布來評價。本研究結合當地的生態環境特征，選擇需要重點保護的生態系統和該系統的分布進行評價[6]。

根據研究地區的實際情況，選定坡度、土地覆被類型、距城鎮、農村居民點距離為指標對銅山區生物多樣性保護的重要性進行分級評價，評價分級標準見表5[7]。

2）評價過程及結果。生物多樣性重要性評價的土地覆被類型是按照表5預處理的土地覆被數據、距城鎮農村居民點距離數據和坡度數據進行重新分類并賦值后，在ArcGIS中按式（3）進行疊加獲得最終評價結果，見圖7。

從圖7可以看出，銅山區的北部微山湖湖西濕地風景名勝區、小沿河飲用水水源保護區、銅山圣人窩森林自然保護區、云龍湖風景名勝區等地區的多樣性重要分值最高，比較重要和分值較低的一般地區分布在除上述區域以外的其他平原或者盆地地區，銅山區的生物多樣性重要分值大體偏高。由于研究區域有多個自然保護區、風景名勝區及森林公園等，所以區域的生物多樣性較為豐富，當地相關部門應因地制宜，指導生態建設。

2.2.3 水土保持重要性評價

1）評價方法及指標。水土保持重要性的評價是在考慮各種人為或自然因素的影響下，分析可能造成的對下游河流和水資源的危害程度與范圍[8]。根據《生態功能區劃技術暫行規程》，分級標準見表6。

由于水土保持重要性評價主要分布在河流、湖泊的周圍，所以有必要設置水體緩沖區，對銅山區境內一定范圍內的水體進行研究。本研究將京杭大運河的清水通道維護區設為一級河流，再根據河流實際寬度情況分別設置其他級別的河流。

銅山區水體緩沖區設置見表7。

2）評價過程和結果。利用ArcGIS對土壤侵蝕敏感性分布和水體緩沖區寬度進行疊加分析。按照表6的評價標準評價土壤保持重要性，最終形成水土保持重要性評價結果，見圖8。從圖8可以看出，在不同級別的河流周圍水土保持重要性不同，一級的廢黃河及京杭大運河清水通道維護區重要性最強。在東南方向的張集地下水飲用水水源保護區的水土保持重要性較強，位于大的保護區、風景區及濕地地區水土保持功能較強，中等重要的地區有沿著河流分布的特點，其余的平原丘陵地區水土保持功能較弱。

2.3 生態系統服務功能重要性綜合評價

2.3.1 評價方法 生態系統服務功能重要性綜合評價就是在綜合考慮生物多樣性、水土保持、水源涵養各因子的基礎上，利用ArcGIS對上述各因子進行疊加分析并計算出重要性指數，得出最終結果（圖9）。

2.3.2 評價結果 從圖9可以看出，銅山區的地形主要是平原，生態環境服務功能重要性分值高的區域大多分布于各種自然保護區、風景名勝區及重要水源涵養區，如銅山圣人窩森林自然保護區、徐州市環城國家森林公園、小沿河飲用水水源保護區等，與地形無太大關系。其余的平原地區評價分值較低，生態環境服務功能重要性較弱，即這些地區的評價分值等級較重要或者一般重要。

3 劃定結果

3.1 銅山區生態紅線劃定方法

由于各評價因子的數據來源不同，綜合生態敏感性評價和生態系統服務功能重要性評價的結果，發現在表達同一地理要素時，個別單元與其他柵格表現得不一致，即出現噪音柵格，此時可以利用ARCGIS的濾波功能消除部分“噪音”像元。然后將生態敏感性評價分值大于等于6和生態服務功能評價分值大于等于50的像元分別提取出來并進行矢量化，將矢量化的成果進行疊加，結合當地的實際情況，劃定生態保護紅線。

3.2 銅山區生態紅線劃定成果

綜合上述生態紅線劃定的各指標因子，將銅山區的生態紅線劃定為下述類型，分為自然保護區、風景名勝區、森林公園、飲用水源保護區、重要濕地等，生態紅線總面積為54 504 hm2，共13片區域。具體見表8及圖10。

4 小結

本研究提出的生態紅線方法具有可行性，可提供科學依據。以徐州市銅山區為研究對象，在分析各種指標因子的基礎上，提取生態敏感性評價和生態系統服務功能重要性分值較高的區域，研究銅山區的生態紅線劃定?？傻贸鲆韵陆Y論。

1）在對銅山區的土地利用現狀進行綜合分析的基礎上，選定地形和生境敏感性為生態敏感性評價因子，選定水源涵養、生物多樣性和水土保持的重要性為生態功能重要性評價。

2）得到13塊生態紅線區域。這些區域主要分為自然保護區、風景名勝區、森林公園、飲用水源保護區、重要濕地等，紅線總面積為54 504 hm2，占研究區域總面積的28.55%。

3）銅山區的自然保護區占國土面積的7.87%，風景名勝區占2.54%，森林公園占0.07%，飲用水源保護區占8.96%，重要濕地占1.15%，重要水源涵養區占2.94%，清水通道維護區占3.72%，生態公益林占1.30%。研究區域的自然保護區和引用水源保護區所占比例最大，凸顯了該區域的重要生態和水源保護區特性。

4）劃定了許多生態紅線區域，包括不同的土地類型，需要給予特殊的生態保護。紅線范圍內的區域，應該有較為嚴格的限制建設政策，根據銅山區不同區域的地理特征，可以在紅線范圍內發展特色的生態保護區、特色林業，協調各種用地，保證區域的生態環境健康發展的同時，激發當地的發展潛力，促進區域經濟、生態協調有序并進。對于不同的用地類型也應該采取相異的土地利用規劃方式和分區布局，因地制宜，使土地的開發利用符合當地的實際情況。

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