自然生態空間用途管制分區劃定研究
——以平潭島為例

李國煜，曹 宇，萬偉華

（1.浙江大學公共管理學院，浙江 杭州 310058；2.浙江大學土地與國家發展研究院，浙江 杭州 310058）

1 引言

快速城市化背景下，以犧牲資源與環境為代價的經濟高速增長模式嚴重影響了區域的可持續發展[1]，嚴格保護各類自然生態空間，是保護生態環境、推進生態文明建設的重要途徑，是關系人民福祉、關乎民族發展的重大舉措。《全國國土規劃綱要（2016—2030年）》指出，要健全國土空間用途管制制度，將用途管制擴大到所有自然生態空間。對區域自然生態空間進行統籌管護與協同治理，可為自然資源資產統一管理以及國土空間格局綜合優化提供有效支撐，因此，自然生態空間用途管制是空間規劃體系中的重要一環[2]。

目前，學界關于自然生態空間的概念和內涵并不統一，亦常與生態網絡、綠色基礎設施及保護地等概念交叉和重疊。其中，生態網絡于20世紀80年代在歐洲提出并得到成功實踐[3]，其被定義為由核心區、廊道、緩沖區構成的網絡狀景觀；綠色基礎設施則是由自然、半自然區域及一系列生態要素組成的環境綜合體，旨在保護物種多樣性和維持生態系統服務[4]；而保護地系統則是與中國自然生態空間用途管制思路較為接近的生態保護體系，世界自然保護聯盟（International Union for Conservation of Nature, IUCN）將不同類型的保護地劃分為嚴格保護、一般保護和可持續利用三種管控級別[5]。自然生態空間用途管制作為中國生態環境保護領域的一項制度創新，當前國內現有相關研究大多著眼于自然生態空間用途管制基礎理論[6]、管制制度[7]、宏觀策略等領域[8]，鮮見基于理論與實踐相結合的典型案例研究成果。雖也有部分研究涉及自然生態空間保護內容[9-13]，但因易與生態紅線保護研究混淆，亦難以滿足自然生態空間用途管制的現實借鑒和參考。

本文以“區域—景觀—地塊”不同空間尺度下的主要生態功能為邏輯框架，從自然生態空間用途管制的科學內涵出發，提出自然生態空間分類、分級、分區劃定的研究思路，識別不同尺度下自然生態空間功能的分異規律，合理確定精細化、差異化的自然生態空間用途分區與管制規則。本文以生態敏感性及脆弱性均較為顯著的海島型城市平潭島為案例區，通過自然生態空間用途管制分區研究，構建覆蓋全域自然生態空間的開發利用及保護制度框架，以期為探索科學合理地劃定自然生態空間保護范圍和用途管制分區，落實具體空間管制規則等核心問題提供研究案例，并為強化自然生態空間保護、實現國土空間用途管制制度提供理論依據及實踐經驗。

2 自然生態空間用途管制分區邏輯框架

2.1 自然生態空間內涵與分類

自然生態空間是具有自然屬性、以提供生態產品或生態服務為主導功能的國土空間，涵蓋森林、草原、濕地、河流、湖泊、灘涂、岸線、海洋、荒地、荒漠、戈壁、冰川、高山凍原、無居民海島等各類自然生態系統。遵循系統性、地域性和可行性等原則，根據不同自然生態系統類型的結構組成及空間分異特征，可將自然生態空間類型劃分為森林生態空間、草地生態空間、荒地生態空間、濕地生態空間。從“三生空間”的范疇理解，自然生態空間與人類活動頻繁的“生產空間” “生活空間”相比，則更多地強調“生態空間”的自然特性，當然，當前地球表層完全不受人類活動影響的“純自然”空間幾乎不復存在。因此，本文將自然生態空間界定為城鎮空間、農業空間以及二者與生態空間公共部分以外的區域。如農業生產用地中的耕地、園地、坑塘水面，是生產—生態功能交叉最為突出、重疊最為明顯的類型[14]，可以歸屬于農業生態空間，其特點是易受社會經濟活動和人為干擾影響，土地利用/覆被類型可在短時間內發生強烈變化，由于農田生態系統的生物群落結構較為單一，所提供的自然生態系統服務功能相對有限。再如城鎮建成區內的小型公共綠地、水體等人工或自然生態系統，位于城市開發邊界內，強烈受制于人類活動的作用和影響，便可將其歸屬于城鎮生態空間。

土地作為自然資源的生態本底，土地利用也是地域空間的實體表現形態和核心主體[15]。綜合考量自然生態空間分類的可行性，以及用途管制空間落地的可操作性，將各類自然生態空間與最新版國家標準《土地利用現狀分類》（GBT 21010-2017）相銜接，提出不同自然生態空間類型的主要內容，明確水域、森林植被、草原、荒地、灘涂等各類自然資源所對應的土地利用類型（表1）。

表1 自然生態空間用地分類Tab.1 Land use types of ecological space

2.2 自然生態空間用途管制內涵及分區思路

自然生態空間用途管制應當遵循系統論、地域功能理論與自然地域分異規律，其科學性根植于特定生態空間的功能性和系統性，并體現出不同區域、不同空間尺度的功能承接性特征。具體內涵包括：其一，自然生態空間內部的土地功能多宜性和景觀服務多樣性決定了其空間用途管制需以自然資源調查評價為基礎[16]，突出土地利用變化背景下的景觀服務響應，進一步合理劃定管制調控的范圍與邊界，減少城鎮、農業空間對自然生態空間功能發揮與服務價值的擾動；其二，自然生態空間是一個不同類型生態系統所構成的多尺度有機系統，科學合理的用途管制措施可促進物質、能量、信息在系統及子系統之間的正向傳導與反饋，對于優化提升人地綜合系統質量具有關鍵意義；其三，自然生態空間屬于國土空間的重要組成部分，具有國土空間在發展演化過程中的區域層級性特征，地理分區、景觀斑塊與土地單元之間在地域功能上存在自上而下的逐級聯動關系。因此，自然生態空間用途管制在不打破行政單元邊界的前提下，需主動承接上位空間規劃賦予本區域的功能定位，并進一步將用途管制向低層級細化。基于自然生態空間用途管制的科學內涵，構建以“區域主體功能—景觀主導功能—地塊主要功能”為主要內容的邏輯框架如圖1所示。通過明確區域主體功能、識別景觀主導功能和落實地塊主要功能，系統開展自然生態空間資源調查評價工作，構建以功能分類、用途分區、管控分級為導向的自然生態空間用途管制體系。

2.2.1 明確區域主體功能

以國家及省級主體功能區規劃為指導，統籌城鄉規劃、土地利用總體規劃、林地保護利用規劃、生態環境保護規劃等各類空間性規劃，銜接省級以上禁止開發區域、生態敏感區與其他各類保護區，制定自然生態空間的開發管制總則和保護目標。區域資源環境承載能力存在“天花板”，自然生態空間所能吸納的城鎮建設、資源開發和生態系統服務享用等利用行為的總量也有限，可運用生態足跡模型、生態安全格局以及資源環境承載力評價等方法，客觀準確評估區域自然生態空間受到的壓力狀態和脅迫因素，為自然生態空間用途管制原則及措施的制定和落地提供依據。

2.2.2 識別景觀主導功能

景觀功能強調具有綜合空間格局的景觀生態系統為人類提供的直接或間接效用[17]，而自然生態空間并非由單一的生態系統或景觀斑塊組成，其蘊含了自然地域綜合體的特征，因此，可從景觀功能的視角出發，識別區域主導生態功能和明確生態保護等級。基于調節功能、棲息地功能、信息功能和承載功能的景觀功能分類框架[18]，因地制宜地構建自然生態空間評價指標體系，確定符合區域生態條件的綜合評價等級，劃分遵循區域景觀主導功能、具有不同等級的單一功能或復合功能的景觀空間格局類型區。

2.2.3 落實地塊主要功能

權責分明、界線清晰的落地管理是自然生態空間用途管制的現實需求。同一主導功能類型區內的不同地塊在某一用途上的適宜性和限制性各異，以及各部門對于自然生態空間開發利用方式和程度的不同，使各地塊在主要功能上存在差異。通過收集各部門與自然生態空間利用相關的規劃設計或發展戰略，整合重要產業布局、重大基礎設施建設等空間要素，結合土地開發建設適宜性、生態修復潛力，劃分出自然生態空間具體用途管制分區，如嚴格保護區、生態利用區、生態旅游區、生態修復區等，根據地塊主要功能制定差異化的自然生態空間利用準入規則，并將具體用途與轉用規則落實到空間上的具體地塊。

圖1 自然生態空間管制分區邏輯框架Fig.1 Framework of land use zoning and regulation of ecological space

3 研究區概況及數據來源

平潭島位于25°15′～25°45′N、119°32′～120°10′之間，地處福州市東部，土地總面積267.13 km2、海域總面積2 164 km2。平潭島屬南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均降水量為1 193 mm。島域北部呈現南北走向的三條丘陵帶，并間以松散堆積平原，中部多海濱平原，南部多低丘。研究區淡水資源缺乏，人均可利用水資源量約413 m3。

本文數據源包括：研究區2015年土地利用變更調查數據和林業調查基礎數據、地理國情普查數據、福建省1∶50萬土壤類型圖、DEM數據（30 m分辨率）、2015年Landsat 8 OLI遙感數據以及2015年平潭島及周邊氣象站點逐日觀測氣象資料；其他數據還包括福建省主體功能區規劃、福州市國民經濟和社會發展“十三五”規劃、研究區統計年鑒等資料。

4 平潭島自然生態空間用途管制分區劃定

4.1 區域主體功能定位

依據《福建省主體功能區規劃》，平潭綜合試驗區屬重點開發區域[19]，平潭島自然生態空間以生態狀況趨于退化為主要特征[20]，島內無省級以上禁止開發區域。平潭島自然生態空間總面積153.76 km2，占全島總面積的57.56%。其中，森林生態空間75.77 km2，主要分布在東北和西南部；濕地生態空間53.11 km2，以沿海濕地灘涂為主；荒地生態空間24.88 km2（含零散分布的具有砂質土壤表層的未利用荒草地）。森林和濕地構成了平潭島自然生態空間的重要景觀組分（圖2），平潭綜合實驗區的建立，致使大規模開發建設活動占用了大量自然生態空間，2009—2015年間平潭島森林生態空間面積減少了6.30 km2，濕地生態空間面積減少了1.05 km2。海島景觀破碎化趨勢逐年加大，加上海島生態環境本底條件敏感且脆弱，島內飲用水水源地、沿海防護林帶、風景名勝區及森林公園、自然山體、海岸線資源等重要自然生態空間要素就構成了區域生態安全的重要屏障[21]。因此，平潭島自然生態空間用途管制的主要目標是嚴格保護“三十六腳湖”及“君山水源地”等環境敏感區域，鞏固加強森林綠地系統、防風林帶和海岸線等重要自然生態空間單元，構建全島自然生態廊道體系，提升島域生態安全水平。

圖2 平潭島自然生態空間分布Fig.2 Spatial pattern of ecological space in Pingtan Island

4.2 景觀主導功能識別

結合研究區生境持續受到脅迫、淡水資源嚴重短缺現狀，分別從調節功能、生境功能和承載功能進行景觀功能評價，其中，調節功能包括水文調節和土壤保持。各功能評價思路：（1）生境功能。引用InVEST生境質量評價模型，選取耕地、城鄉建設用地、港口碼頭用地、水利設施用地、公路用地、農村道路等半人工、人工景觀作為威脅因子，基于各威脅因子空間權重、影響距離以及各生境景觀對不同威脅因子的敏感性等分析[22]，來衡量研究區生境退化程度、生境稀缺性及生境質量。（2）水文調節。平潭島內地形破碎，未能形成完整水系，區域內水文調節主要依靠森林、灌叢攔蓄天然降水。采用水量平衡方程計算水源涵養量，并對平潭島及周邊多個氣象站點的多年平均降雨量及蒸散發數據進行空間插值，結合不同類型陸地生態系統平均地表徑流系數扣減地表徑流量[23]，最終測算得到水源涵養值。（3）土壤保持。基于修正的土壤流失方程，利用ArcGIS計算降水、土壤侵蝕、坡度坡長、植被覆蓋及水土保持措施等影響因子，最終測算得到土壤保持量。（4）承載功能。通常是為滿足人類活動的居住、交通及公共服務的承載，可體現在對不同生態過程、生態系統服務的承載能力[24]，其與生境自身規模及其與周邊斑塊的聯系程度密切相關，而景觀連通性能夠反映景觀空間格局對生態過程的便利或阻礙程度[25]，連通性水平對維持景觀格局整體性和承載功能具有關鍵意義。因此，選取斑塊重要性指標進行承載功能測度[26-27]，先測算一定距離閾值下各斑塊和整體景觀基質的連通性水平，再進一步分析移除或增加某一斑塊后整體景觀基質連通性的變化量，最終得到該景觀斑塊承載功能。

將各項評價結果分別按照自然間斷點分級法劃分為極重要、重要、一般重要三個等級，最終得到自然生態空間主導功能分區結果（圖3）。圖3可見，土壤保持與水源涵養功能空間分布特征相似，而生境功能與承載功能的“重要”級別分布特征更為類似。將4項景觀功能中均為“極重要”的區域劃分為自然生態空間紅線區，其余的極重要區域劃分為橙線區，重要與一般重要的區域劃分為黃線區，最終得到自然生態空間管控等級結果（圖4）。其中，紅線區面積11.80 km2，位于東北部的君山以及南部的三十六腳湖省級自然保護區，均為本區域內保護等級最高的重點生態功能區；除紅線區外，在空間上呈集中連片分布的自然生態空間大多劃入橙線區，面積為115.71 km2，該區表現為雙重或三重的景觀多功能性特征；黃線區內的自然生態空間景觀破碎化程度較高或景觀功能相對單一，面積為26.25 km2。

4.3 地塊主要功能分析

將各部門涵蓋自然資源基礎調查與管理的數據資料、專項規劃進行整合，將主要功能和用途從空間上落實到具體地塊，并對由景觀主導功能確定的管控與保護分區進行調整和修正。基于各基礎空間數據標準化處理及空間疊加分析，通過甄別具體地塊的多重功能及其協同關系，明確該地塊最為突出的主要功能（表2）。

圖3 平潭島景觀主導功能空間格局Fig.3 Spatial patterns of major landscape functions in Pingtan Island

圖4 平潭島自然生態空間管控等級分布圖Fig.4 Degrees of ecological space regulation in Pingtan Island

圖5 平潭島自然生態空間用途分區Fig.5 Ecological space classification and land use regulation zoning in Pingtan Island

4.4 自然生態空間管制分區

將地塊主要功能的識別結果精確到具體的地塊邊界，與景觀功能管控分區進行空間疊加，按照集中連片、統一管理的原則，將少量未劃入紅線區和橙色區的具有重點生態功能的地塊補充劃入，并對管控分區邊界進行調整和修正，最終得到平潭島自然生態空間管制分區結果。由圖5可知，平潭島內一級生態公益林和飲用水源保護地均落入生態保護和限制開發的紅線區和橙線區，除此以外的部分是由空間分布較為分散且地塊主要功能單一的非生態公益林、零星濕地與未利用荒地組成的黃線區。由于黃線區中的斑塊形狀多呈細長線狀且面積較小，因而未在圖中以框線標示。總體而言，以景觀功能識別為主線得出的自然生態空間管控分區能夠與具體地塊的主要功能相對應，結果符合研究區實際情況。

根據不同類型自然生態空間的管控等級和具體用途，明確各管制分區管制原則及措施（表3）。其中，紅線區：加大君山周邊強制性保護力度，嚴禁開展不符合功能定位的開發利用活動，加強水土流失綜合防治；優先保護飲用水源地，重點開展三十六腳湖綜合治理。橙線區：實行局部封禁管護，實施防風固沙林帶更新改造工程，推進防護林體系建設，積極開展生態修復工程，除國家和省、市重點建設項目占用征收外，不得以其他任何方式改變用途。黃線區：允許合理開發海島生態旅游資源，適度生產建設項目需嚴格執行水土保持方案制度，減少植被破壞及潛在水土流失，推進近岸海域環保養殖，重點開展海漂垃圾污染治理。

表2 平潭島自然生態空間地塊主要功能識別分類依據Fig.2 Classi fi cation of major functions of ecological space plots in Pingtan Island

表3 平潭島自然生態空間管制原則Tab.3 Regulation rules of ecological space

5 結論與討論

在辨析自然生態空間內涵和分類基礎上，本文提出“區域主體功能—景觀主導功能—地塊主要功能”的自然生態空間管制分區劃定邏輯框架及技術思路，以福建省平潭島為案例區，劃分了以地塊為單元的自然生態空間管制分區，主要結論有：

（1）將自然生態空間分為森林生態空間、草地生態空間、濕地生態空間和荒地生態空間，并提出了各類型自然生態空間的主要內容。以“區域—景觀—地塊”為主線的自然生態空間管制分區劃定思路的核心，是以自然資源本底評價為基礎，定位區域主體功能，構建景觀主導功能評價體系，落實地塊主要功能，制定差異化管制規則及措施。該邏輯框架充分體現了自然生態空間的功能性和系統性特征，且對不同地域尺度下國土空間功能承接性進行了表達，可為不同層級國土空間規劃間相互銜接與分級管理提供理論依據。

（2）研究區自然生態空間包括森林、濕地和荒地三大自然生態空間類型，通過景觀主導功能評價分析，綜合自然資源調查及區域相關規劃地塊主要功能定位，實現對研究區自然生態空間分類分級，劃分了紅線區、橙線區和黃線區三類管控強度區域。平潭島自然生態空間紅線區、橙線區以及黃線區面積分別為11.80 km2、115.71 km2及26.25 km2。基于精確至地塊邊界的地塊主要功能分析，得到研究區自然生態空間管制分區及其相應管制規則：紅線區禁止開發，實施封禁自然保育；橙線區加強管護，鼓勵人工修復，適度開展生態工程建設；黃線區鼓勵治理與開發相結合，允許合理適度經營開發建設。本結果對于構建研究區自然生態空間管制制度體系具有一定指導意義。

另外，本文所提出的自然生態空間管制分區技術方案，強調以地塊為單元的用途管制分區，避免了行政邊界矛盾，相關決策者具體實踐中的可操作性較強。但由于不同區域發展定位與自然資源稟賦的差異，景觀主導功能評價應因地制宜選擇評價指標和模型方法，各項景觀服務權重以及重要性類型劃分閾值標準均須結合當地生態條件基礎。且結合區域自然資源調查、相關規劃材料對地塊主要功能進行疊加分析、邊界調整時，還需進一步考量因空間尺度的改變、相關規劃的調整而帶來的數據實時更新及分區動態性變化問題。