青龍滿族自治縣生態敏感性評價及區劃*

簡 卿，張立強，崔海寧，趙 麗，張蓬濤※

(1.河北農業大學國土資源學院，保定 071001； 2.河北瑞嘉土地規劃咨詢有限公司，廊坊 065000)

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，自然資源的不合理利用和生態環境的破壞逐漸成為阻礙社會經濟可持續發展的關鍵問題。雖然中國擁有世界上第三大的國土面積，但是水土流失、水資源短缺、沙漠化、耕地數量少等問題仍然使中國在面臨的生態危機上排名第一[1]。因此，為了協調好人與自然的關系，以及生態環境與社會經濟發展的關系，合理的土地利用規劃和生態功能區劃變得尤為重要，而科學的生態敏感性評價正是進行合理土地利用規劃和生態功能區劃的基礎。生態敏感性評價就是評價一個區域內生態系統對人類活動影響以及自然環境改變的敏感程度，生態環境可能出現的問題、可能性大小以及難易程度[2]。通過對各類不同生態敏感性區域的辨識，評定生態敏感性等級，可以確定優先發展建設的區域以及重點保護的區域，以促進區域生態安全、實現生態環境可持續發展和土地可持續利用[3-4]。

目前，國外對單一性生態敏感性評價研究較多，而國內已從單因子評價發展到了多種評價因子綜合評價[5]。關于研究方法的選擇，宋曉龍等[6]將生態適宜性評價和人為干擾分析相結合，依據生境敏感性評價模型計算綜合生境適宜性指數并分析人為干擾因子造成的生境損失，由此得到黃河三角洲自然保護區的生態敏感性評價，并根據評價結果進行了分區； 吳金華等[7]在調研區域土地生態環境問題的基礎上，采用客觀確權法——變異系數法確定了評價因子的權重，并分析了延安市的土地生態敏感性； 葉絲絲等[8]對桃花江實踐區的生態敏感性評價是在定性分析區域生態環境特點后，選取了地形地貌、水土流失、水環境和生態景觀4個對生態環境有較大影響的生態因子進行評價，并根據其生態敏感性的空間分布特點進行分析，提出對策建議。目前國內學術界已有針對城市生態公園[9]、濕地公園[10]、漁牧交錯區[11]等區域的生態敏感性評價，但沒有統一的評價方法。而在人地矛盾日益突出的情況下，生態敏感性評價不應再局限于特殊區域，針對縣域進行生態敏感性評價亦具有十分重要的戰略意義。

該文以河北省秦皇島市青龍滿族自治縣為研究對象，在分析了青龍滿族自治縣生態環境現狀的基礎上，依據科學性、系統性和可行性原則，參考由國家環保總局下發的、適用于省域生態服務功能和生態敏感性評價及生態功能分區的《生態功能區劃暫行規程》，結合縣域大小和實際，選取土壤侵蝕敏感性因子、沙漠化敏感性因子和生境敏感性因子，運用多因素分析法、GIS空間分析法并結合“木桶原理”，進行縣域生態敏感性評價并分級，生成青龍滿族自治縣生態敏感性綜合評價圖，旨在為該縣的生態保護與管理以及類似縣域的生態敏感性評價工作的開展提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

青龍滿族自治縣隸屬于河北省秦皇島市，位于河北省東北部，地處燕山東麓古長城北側，東經118°34′～119°36′，北緯40°04′～40°36′。北邊與遼寧凌源、建昌相交接，西邊和河北寬城、遷西相連，南邊與河北遷安、盧龍、撫寧相鄰，東邊與遼寧綏中相連，縣域總面積為3 510km2。

青龍滿族自治縣東、西、北三面高，南面較低，呈簸箕狀分布。地貌主要是中低山和丘陵，占全縣面積的80%左右，河谷面積占10%，耕地面積占10%左右，所以該縣素有“八山一水一分田”之稱。青龍滿族自治縣為暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，年均溫為9.3℃，年總降水量為759.1mm，一日最大降水量為121.5mm。全縣河流總長478km，其中較大的河流共有6條，最大、最主要的為青龍河。土壤類型主要由褐土及棕壤土組成，其中褐土占全縣總面積比例79.6%，主要分布在低山、丘陵地區，棕壤占17.6%，主要分布在較高的山地地區。該縣森林覆蓋率較高，達56.24%，且樹種比較齊全，有野生動植物達590多種[12]。

1.2 數據來源

該研究用到的主要數據資料包括： 1： 10萬的2013年青龍滿族自治縣土地利用現狀圖、2013年青龍滿族自治縣行政區劃圖、研究區土壤類型圖、地貌類型圖、植被類型圖、基于2013年青龍滿族自治縣高程數據生成的DEM影像圖以及2013年青龍滿族自治縣國民經濟統計資料。

2 研究方法

2.1 評價方法

生態敏感性問題是在一定區域內多個影響因子共同作用的結果[13]，因此應在綜合分析研究區特定生態環境問題的基礎上明確區域生態敏感性的主要影響因子。該文在分析青龍滿族自治縣生態環境現狀和土地利用現狀的基礎上，采用多因素分析法，針對青龍滿族自治縣生態敏感性的主要影響因子，確定評價指標和分級標準進而進行單因子敏感性評價； 再運用木桶原理在GIS中確定生態敏感性綜合指數，生成青龍滿族自治縣生態敏感性分布圖，得到生態敏感性強度分布結果并進行分析。

2.2 評價因子的選取與分級

參考《生態功能區劃暫行規程》及相關文獻，針對研究區域的實際特點和研究的可行性，首先對區域土壤侵蝕敏感性、沙漠化敏感性以及生境敏感性3個方面進行單因子評價。為了保證評價結果的精確性，評價單元選取各個單因子評價所用底圖的圖斑。其中單因子敏感性等級分為5個級別：不敏感、輕度敏感、中度敏感、高度敏感和極敏感。

(1)土壤侵蝕因子

土壤侵蝕受氣候、地形、土壤、生物等綜合影響，此外不合理的土地利用結構也會破壞地表植被，加劇土壤侵蝕。青龍滿族自治縣屬于大陸性季風氣候，降水在季節上分配不均，夏季降水集中且多暴雨； 地形以山地、丘陵為主，坡度多大于40°。且據該縣環保局相關數據資料顯示， 2009年土地耕層有機質含量在1.0%以下的面積占全縣總耕地面積的54.2%，不僅有4 100hm2的土地通氣性差，且養分缺乏、水分不足的土地達到10.43萬hm2。其中，桃林口水庫區域土壤侵蝕嚴重，土壤侵蝕模數達15～18t/(hm2·年)[14]。

(2)沙漠化因子

沙漠化指由于干旱少雨、植被破壞、大風吹蝕或流水侵蝕等自然或非自然因素造成的大片土壤生產力下降或喪失的現象[15]。青龍滿族自治縣春、秋季干旱少雨，夏季雨水集中，冬季干旱降雪量少，滿足沙漠化產生的條件，因此有必要對該縣的沙漠化敏感性進行分析。

(3)生境因子

生境敏感性是指重要物種的棲息地對人類活動的反應。多樣性的生物物種不僅能調節氣候、保持水土，還能為人類生存提供必需的物質，是生態平衡的保障。鑒于青龍滿族自治縣境內存在國家級風景名勝區、國家級地質公園，生物物種繁多且存在國家級保護物種，因此有必要進行生境敏感性評價。

2.3 單因子敏感性評價

2.3.1 土壤侵蝕敏感性評價

根據《生態功能區劃暫行規程》，省域范圍土壤侵蝕敏感性評價建議選取降水侵蝕、土壤質地、地形起伏度以及植被等評價因子。結合專家意見以及相關研究[16-17]，盡管研究區內12個氣象站點數據資料顯示，降水狀況在該縣域內空間差異較小，但仍存在季節分布不均現象，且研究區地形坡度較大。綜上，選取土壤質地、地形起伏度、植被以及降水侵蝕力4個評價因子最能準確計算研究區土壤侵蝕狀況，并依據《生態功能區劃暫行規程》中土壤侵蝕敏感性評價的分級標準分別賦值(表1)。首先，根據縣域土壤類型圖，區分土壤質地并分級賦值，得到該縣的土壤質地敏感性分布矢量數據； 基于2013年縣域高程數據生成的DEM影像圖通過ArcGIS提取坡度，計算地形起伏度，分級賦值得到該縣地形起伏度敏感性分布矢量數據； 根據縣域土地利用現狀圖劃分植被敏感性等級，分級賦值得到該縣植被敏感性評價矢量數據； 根據掌握的縣域年、月降水資料，根據王萬忠等[18]的研究成果，進行降水侵蝕力值的估算，并分級賦值得到降水侵蝕力分布矢量數據； 然后利用特爾菲法確定對應的權重值，C1～C4分別為0.340、0.275、0.275和0.110。采用加權指數法(公式1)，運用ArcGIS軟件空間分析的相交功能對上述單因子敏感性分布矢量數據進行空間疊加并計算，得到青龍滿族自治縣土壤侵蝕敏感性分布圖(圖1)。

表1 土壤侵蝕敏感性評價指標及分級標準

指標不敏感輕度敏感中度敏感高度敏感極敏感土壤質地(C1)石礫、沙粗砂土、細砂土、粘土面砂土、壤土砂壤土、粉粘土、壤粘土砂粉土、粉土地形起伏度(C2)0～20m20～50m51～100m101～300m>300m植被(C3)水體、草本沼澤、稻田闊葉林、針葉林、草甸、灌叢和萌生矮林稀疏灌木草原、一年二熟糧作、一年水旱兩熟荒漠、一年一熟糧作無植被降水侵蝕力(C4)<2525～100100～400400～600>600分級賦值13579分級標準(SS)1 0～2 02 1～4 04 1～6 06 1～8 0>8 0 注：土壤侵蝕敏感性評價指標表參考《生態功能區劃暫行規程》

表2 沙漠化敏感性評價指標及分級標準

指標不敏感輕度敏感中度敏感高度敏感極敏感土壤質地基巖粘質礫質壤質沙質植被覆蓋茂密適中較少稀疏裸地分級賦值13579分級標準1 0～2 02 1～4 04 1～6 06 1～8 0>8 0 注：沙漠化敏感性評價指標及分級標準表參考《生態功能區劃暫行規程》

表3 生境敏感性評價指標及分級標準

(1)

式(1)中，SS為土壤侵蝕敏感性指數；Ci為i因素敏感性等級值；Wi為i因素影響土壤侵蝕性因子的權重。

2.3.2 沙漠化敏感性評價

參考《生態功能區劃暫行規程》，沙漠化敏感性評價可以選取土壤質地、植被覆蓋、濕潤指數以及起沙風的天數等因子。但結合青龍滿族自治縣實際情況，濕潤指數和冬春季大于6m/s大風的天數在該縣域內無明顯差異，因此沙漠化敏感性評價選取土壤質地和植被覆蓋因子而暫不考慮濕潤指數以及冬春季大于6m/s大風的天數兩項因子。且選取的土壤質地因子在沙漠化敏感性評價中，參考《生態功能區劃暫行規程》，只進行土壤質地大類的劃分，該文依據縣域土壤類型圖區分土壤質地； 植被覆蓋度的劃定則是依據縣域土地利用現狀圖和植被類型圖進行區分，按照評價體系表(表2)中的分級標準分級賦值，可分別得到土壤質地敏感性評價矢量數據以及植被覆蓋敏感性分布矢量數據。利用ArcGIS軟件空間疊加分析功能，根據特爾菲法確定的對應的權重值(0.5、0.5)進行疊加計算，得到青龍滿族自治縣沙漠化敏感性分布圖(圖2)。

2.3.3 生境敏感性評價

鑒于生物多樣性評價指標的不易獲取性，綜合考慮土地利用現狀的影響，青龍滿族自治縣生境敏感性評價選擇利用國家與自治區級保護物種的豐富程度及其分布、土地利用狀況和生態環境類型來評價區域生境敏感性[1](表3)。根據縣域土地利用現狀圖區分土地用途地類，根據植被類型圖結合相關知識判斷植物種類和覆蓋度，同時利用收集到的當地國家級、自治區級保護物種分布資料，運用ArcGIS軟件，得到生境敏感性分布圖(圖3)。由于生境敏感性不存在不敏感區域，因此將其分為極度敏感、高度敏感、中度敏感和低度敏感4個級別。

2.4 生態敏感性綜合評價

根據“木桶理論”原理，一個區域的生態環境敏感性強弱是由其最脆弱的也就是敏感性最強的部分決定。在ArcGIS軟件中，將土壤侵蝕敏感性分布圖、沙漠化敏感性分布圖和生境敏感性分布圖進行空間疊加分析，由“木桶原理”得到每個評價單元的綜合分值，生成青龍滿族自治縣生態環境敏感性綜合分布圖(圖4)。

圖1 青龍滿族自治縣土壤侵蝕敏感性評價 圖2 青龍滿族自治縣沙漠化敏感性評價

圖3 青龍滿族自治縣生境敏感性評價 圖4 青龍滿族自治縣生態敏感性綜合評價

3 結果與分析

3.1 土壤侵蝕敏感性評價

青龍滿族自治縣土壤侵蝕極敏感區面積為526hm2，占全縣面積的0.15%，主要分布在肖營子鎮的上打虎店村、祖山鎮的上河村、花廠峪村、青龍鎮孟家鋪村以及都山林場和桃林口水庫的部分區域。其中，無植被覆蓋的裸地居多，其次是工礦用地； 土壤類型主要是褐土和少量的棕壤、粗骨土。由于缺乏植被覆蓋，并受當地土壤質地以及地形坡度的影響，這些區域侵蝕溝發育迅速，土壤極易受到侵蝕。

土壤侵蝕高度敏感區面積為25.237 4萬hm2，占全縣面積的71.90%，幾乎遍布整個青龍滿族自治縣。該區域亦因植物覆蓋度較低，其次是受到山區的地形坡度影響，很容易受到土壤侵蝕危害。

土壤侵蝕中度敏感區域面積為4.491 2萬hm2，占全縣面積的12.80%，主要分布在馬圈子鎮、朱杖子鄉以及祖山鎮祖山林場、安子嶺鄉磚瓦窯村、土門子鄉朱石嶺村、八道河鄉長溝村、青龍鎮西雙山村、婁杖子鄉前牛山村和三拔子鄉七拔子村。該區域植物較為茂盛，土壤侵蝕中度敏感。

土壤侵蝕輕度敏感以及不敏感區域總面積為5.318 8萬hm2，占全縣面積的15.15%，主要分布在茨榆山鄉和大巫嵐鄉邢杖子村，該區域地勢平坦，農業種植良好，土壤侵蝕敏感度最低。

表4 青龍滿族自治縣土壤侵蝕敏感性分布情況

敏感性等級面積(hm2)所占比例(%)極敏感5260 15高度敏感25237471 90中度敏感4491212 80輕度敏感及不敏感5318815 15

表5 青龍滿族自治縣沙漠化敏感性分布情況

表6 青龍滿族自治縣生境敏感性分布情況

3.2 沙漠化敏感性評價

青龍滿族自治縣沙漠化極敏感區面積為2.200 8萬hm2，占全縣面積的6.27%，主要分布在大巫嵐鄉大獅子溝村、祖山鎮上河村、英武山村、三拔子鄉的部分區域。土壤沙漠化主要由于地表無植被覆蓋造成，裸地的沙漠化敏感性極強，土壤質地為沙質土壤，沙粒多，粘粒少，通氣孔隙多，保水性差。

沙漠化高度敏感區面積為4.391 0萬hm2，占全縣面積的12.51%，主要分布在八道河鄉刑廠村、官廠鄉謝杖子村、大石嶺鄉寫字洞村、涼水河鄉小馬坪村、肖營子鎮肖營子村。該區域土地利用類型主要為自然保留地以及耕地中的旱地，植被稀疏，土壤質地主要是礫質土和壤質土。

沙漠化中度敏感區面積為9.508 6萬hm2，占全縣面積的27.09%，主要分布在平方子鄉薛莊村、肖營子鎮薛杖子村、木頭凳鎮興隆臺子村，張杖子鄉興隆溝村、官廠鄉謝杖子村、大石嶺鄉寫字洞村。這些區域的土地利用類型多為自然保留地中的其他草地和園地，也存在部分林地、園地及耕地中的旱地，植被較少，土壤質地類型多為礫質土或壤質土。

沙漠化輕度敏感區面積為2.411 4萬hm2，占全縣面積的6.87%，沙漠化不敏感區面積為16.588 2萬hm2，占全縣面積的47.26%，這些區域是河流水面或處于河谷地帶，土壤類型主要為新積土，水熱條件好，植被覆蓋率高，沙漠化敏感性小。

3.3 生境敏感性評價

青龍滿族自治縣生境極敏感區域面積為7.020 0萬hm2，占全縣面積的20.00%，主要分布在都山林場區、馬圈子鎮西北部、桃林口水庫區、八道河鄉和祖山鎮的部分區域。該區域植被茂盛、野生動植物種類繁多，生境敏感性極強。如都山林場擁有大片的原始林地、祖山作為國家級風景名勝區和地質公園擁有國家級保護物種。

生境高度敏感區面積為13.546 0萬hm2，占全縣面積的38.59%，主要分布在祖山鎮、木頭凳鎮、安子嶺鄉、八道河鄉、官廠鄉以及雙山子鎮半壁山村、青龍鎮大營子村、草碾鄉東螞蟻灘村，地類多為林地，植被茂盛，生物物種豐富。

生境中度敏感區面積為4.914 0萬hm2，占全縣面積的14.00%，主要分布在祖山鎮的安門口村、安子嶺鄉安子嶺村、八道河鄉八道河村、肖營子鎮白家店村等地，分布位置大體與高度敏感區一致，此區域內植被覆蓋率低，生境敏感性一般。

生境輕度敏感區面積為9.620 0萬hm2，占全縣面積的27.41%，包括所有的裸巖、石礫地、城鎮農村居民建設用地以及獨立工礦用地，生物物種量少，生境敏感性低。

3.4 生態敏感性綜合評價

根據評價結果，青龍滿族自治縣的生態環境極敏感性區域和高度敏感區域較多，總面積達24.405 7萬hm2，占青龍滿族自治縣總面積的69.53%； 其中極度敏感區面積為7.500 8萬hm2，占青龍滿族自治縣總面積的21.37%； 高度敏感區面積為16.904 2萬hm2，占青龍滿族自治縣總面積的48.16%。極敏感區域主要分布在都山林場、祖山鎮、馬圈子鎮西北部、八道河鄉、涼水河鄉東部、肖營子鎮北部、七道河鄉東部以及草碾鄉與官場鄉緊鄰桃林口水庫的區域。其中肖營子鎮的上打虎店村、祖山鎮的上河村和花廠峪村、青龍鎮孟家鋪村以及草碾鄉與官場鄉緊鄰桃林口水庫的區域土壤侵蝕敏感性極強； 沙漠化敏感性極強的區域主要位于大巫嵐鄉、青龍鎮拉馬勾村等地； 而都山林場、桃林口水庫區以及祖山鎮和祖山風景名勝區的生物物種十分豐富，且含有大片原始林地，因此生境敏感性極強。高度敏感區主要分布在祖山鎮、木頭凳鎮、安子嶺鄉、八道河鄉、官廠鄉以及大石嶺鄉寫字洞村、涼水河鄉小馬坪村和草碾鄉東螞蟻灘村，受到土壤侵蝕敏感性和生境敏感性因素的影響，地形坡度較大，水土流失嚴重，生物物種多樣性容易受到威脅。

圖5 青龍滿族自治縣生態敏感性比例

中度敏感區域面積為6.060 1萬hm2，占青龍滿族自治縣總面積的17.27%。主要分布區與高度敏感性區域保持一致，但境內的植被覆蓋和生物物種豐富程度較高度敏感性區域稍低，土地利用類型多為自然保留地中的其他草地和園地，土壤類型多為礫質土和壤質土，生態敏感性中等。

輕度敏感區域面積為4.634 2萬hm2，占青龍滿族自治縣總面積的13.20%，是除去上述地區的該縣其他地區，主要為村鎮建設用地和居民點。

4 不同敏感性區保護及開發建議

根據生態敏感性綜合評價結果，最終將該縣分為4個不同的敏感性區域：極敏感區、高度敏感區、中度敏感區以及輕度敏感區。其中，極度敏感區和高度敏感區的面積占縣域總面積的69.53%，針對不同敏感性區域，提出不同的保護和開發建議。

(1)極度敏感區及高度敏感區

生態極敏感和生態高度敏感區域是青龍滿族自治縣應重點實施保護工作的區域，該區域內環境敏感、脆弱。由于受當地土壤質地和地形坡度的影響，容易發生泥石流； 同時該區域也是極重要的水源涵養地和水土保持區，區域環境對人類活動的反應極敏感。因此，該區域的工作重點是保護工作而非資源開發，保證植被的高度覆蓋及生物物種的多樣性和生態系統的完整性，實現其生態服務功能的價值。對該區域應繼續加大造林植草力度，穩步提高森林覆蓋率，同時要禁伐、禁獵，保護好原生植被和原有物種； 嚴格控制建設活動，同時做好地質災害風險評估，強化地質災害監控防治力度； 對于桃林口水庫區域，要嚴格禁止排污，保證水質安全和生態補水，做好庫區周邊的水土保持工作，同時可以適當開展生態旅游。

(2)中度敏感區

生態中度敏感區盡管受一定的人類活動干擾因子的影響，但是具備一定的抗干擾能力和生態自我修復功能，因此，生態中度敏感區最應處理好開發與保護的關系，既要適當開發也要合理保護，即應在生態保護的指導下進行開發建設。鑒于青龍滿族自治縣的實際情況，中度敏感性區域應加大對特色農業的投入力度，即加大發展蘋果、野生中藥材的培育。不斷優化產業結構，發展綠色循環經濟，此外，也要在該區域內限制一定的大型的工業和破壞植被、土體結構的工程。

(3)輕度敏感區

生態輕度敏感區坡度平緩，適于農業生產和建設，主要承擔區域的經濟和發展建設功能。盡管該區域生態敏感性弱，但在土地利用方面仍需堅持生態優先的原則，保證“生活三廢”和“工業三廢”的合理排放； 合理進行土地利用規劃，加強土地節約集約利用，優化土地利用布局； 不斷完善和改進農業基礎設施建設，保證現有耕地的數量和質量； 發揮該縣的資源優勢，在不破壞生態環境的條件下適當擴大畜牧養殖，開拓特色土特產品市場，發展特色農業； 此外，還應不斷加強人居環境的投入，建設最美鄉村。

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