上海市近郊地區生態用地空間格局績效評價及管控建議

安超

摘要：以上海市閔行區陸域生態用地為研究對象，對生態用地空間格局績效進行評價，從而達到指導生態用地規劃與管控的研究目的。基于生態用地的空間分布特征，對不同生態功能區塊的空間格局績效進行評價;研究結果中，生態功能區塊的H9、G8、G10和G11的空間格局績效相對較高。基于評價結果，論文認為提高生態用地空間格局績效，除需要對不同類型生態用地進行保護和調配建設外，還需要對范圍內經濟社會的影響因素進行有效引導。結合生態保護紅線劃示方案，論文提出生態保護紅線的細化分類及管控措施建議。

Abstract： Taking ecological land of land area in Minghang District of Shanghai as a research object， this paper evaluates spatial pattern performance of ecological land， so as to achieve the purpose of guiding the planning and control of ecological land. Based on characteristics of spatial distribution of ecological land， the study evaluates spatial pattern performance of different ecological function zones. In the results of the study， the spatial pattern performance of H9， G8， G10 and G11 in ecological function blocks is relatively high. Based on the evaluation results， this paper considers that improving the spatial pattern performance of ecological land use needs to effectively guide the economic and social factors， in addition to the protection and allocation of different types of ecological land. Combining with the plan of ecological red-line， the paper proposes the detailed classification and control measure of ecological red-line.

關鍵詞：上海市;景觀指數;生態用地;空間格局績效;生態保護紅線

Key words： Shanghai;landscape indices;ecological land;spatial pattern performance;ecological red-line

中圖分類號：TU984;F291.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）07-0023-07

0 ?引言

生態用地的服務功能和保護意義學術界已廣泛研究，生態環境保護也進一步得到政府重視。生態用地的空間分布對生態系統服務功能的發揮有著重要影響，可以通過空間格局績效的高低來表征。充分辨識生態用地空間格局績效，能夠基于現狀條件提出針對性措施，從而提升空間格局績效，在生態用地“保護”的基礎上更進一步。

上海市閔行區的空間范圍既包括以開發建設為主的集中建設區，也包括以生態保護為主的黃浦江生態廊道、生態間隔帶、生態綠環等生態用地管控區域。在社會經濟發展過程中，“經濟發展與生態保護”的矛盾始終存在，論文期望通過對閔行區生態用地空間格局績效的辨識，促進生態用地空間管控措施的優化及落實。

1 ?概念界定

1.1 生態用地

我國用地分類標準中沒有明確界定生態用地的概念。一些學者認為是以一定生態系統服務功能（如改善氣候、凈化空氣、防洪調蓄、保持水土、維護生物多樣性等）為主體功能的用地[1-2]。

從我國的用地分類來看，不同的用地劃分依據使得“具有生態系統服務功能的用地”存在于現行用地分類標準的不同用地中，而多個分類標準彼此銜接不足，使得生態用地分類邊界模糊。

究其原因，一是我國土地分類標準主要是以人類使用土地的方式（經濟生產方式）來劃分的，缺乏針對生態用地的分類依據。二是生態系統服務功能的分布廣泛性使得不同用地中都有可能具備此功能，明晰的分類標準較難制定。

筆者認為，“生態用地”是以提供某類或者某幾類生態系統服務功能為主，禁止或限制開發建設的用地。因此，生態用地既包括“城市用地分類標準”中非建設用地的耕地、林地、園地、濕地、水域等，還包括“城市建設用地”中的公園綠地和防護綠地。

另外，由于“生態用地”所提供的生態系統服務功能屬于“公共物品”，通常需要相關政策管控來保證這種“公共物品”的供給。因此，生態用地也具有“政策性用地”特征。

1.2 空間格局績效

國內外學者對空間績效已有一定研究[3-11]，主要認為是“反映空間資源配置對社會、經濟、生態環境影響效果的優劣”。

空間格局績效是生態過程中生態用地空間分布的結果，其主要通過景觀格局特征來體現。基于空間分布特征，分析判斷對生態過程影響的優劣，明確生態用地空間格局績效的高低。

需要說明的是，生態用地的景觀格局既承載著自然生態過程，也承載著人文生態過程。一方面，不同類型生態用地的空間關系影響著自然生態過程的開展;另一方面，基于人類社會發展的要求，生態用地為人類供給服務的均衡性和公平性。本論文主要針對第一個方面進行研究。

2 ?研究對象

根據上海市閔行區2015年衛星影像圖及土地使用現狀圖，將用地劃分為林地、耕地、公共綠地（包括公園綠地和其他綠地①）、一般河道水系、重要河道（圖1）。在此基礎上，以閔行區陸域（不包括河流，坑塘水面歸為耕地）的各類生態用地斑塊（林地、耕地、公園綠地、其他綠地）為對象進行研究。

根據《上海市基本生態網絡結構規劃》[20]，閔行區行政范圍內共包括9個生態功能區塊。其中，包括3個近郊綠環（H類）和6個生態間隔帶（G類）（圖2、圖3）。

3 ?研究方法

3.1 各類用地斑塊的景觀指數

根據不同景觀指數的生態學意義，分別從斑塊的優勢度、破碎度、形狀特征以及空間聚散度等四個方面選取8個類別級（Class）②的景觀指數（表1）。運用GIS和Fragstats4.0軟件進行計算，從而計算出各類斑塊的景觀指數（In），掌握各類斑塊的景觀格局狀態。

3.2 整體景觀指數

針對不同斑塊景觀指數（In）進行權重分析，根據不同功能區的生態服務功能差異確定各個指數的權重（α），通過多個指數的加權計算，得到整體景觀指數（Iw）。

3.3 景觀格局綜合指數

根據不同類型生態用地所承載生態系統服務功能的權重（β），對每個生態功能區塊內各類用地的整體景觀指數（Iw）加權計算，得到景觀格局綜合指數（LPMI）。

3.4 生態用地空間格局績效指數

在各類生態斑塊景觀格局確定的基礎上，假設生態功能區范圍內生態用地比例為100%時，空間格局績效最大。通過生態用地所占生態功能區的比例（ε）進一步評價生態功能區范圍內空間格局績效指數（Ip）。

Ip=ε×LPMI

4 ?上海市閔行區生態用地空間格局績效評價

4.1 生態功能區塊中各類用地斑塊景觀指數

通過Fragstats4.0軟件計算，得到9個生態功能區塊中各類用地類別級（Class）景觀指數（In）（In為計算出的8個景觀指數）。將8個景觀指數歸類，分別從斑塊的優勢度、破碎度、形狀特征、空間聚散度等方面來分析各生態功能區塊景觀格局的差異。

4.1.1 斑塊優勢度

從各生態功能區塊的斑塊優勢度來看，PLAND指數（斑塊所占景觀面積的比例）中除G7生態間隔帶之外，其他區塊中耕地面積比例均在60%以上，H11近郊綠環最大，為99.75%（圖4）。LPI指數（最大斑塊所占景觀面積比例）也反映出同樣的特征，除G7之外，其他區塊中耕地的斑塊優勢度最為明顯（圖5）。這說明閔行區生態用地中林地資源偏少，耕地在生態用地中扮演著重要“角色”。

4.1.2 斑塊破碎度

從不同類型用地的斑塊破碎度來看，PD指數（斑塊密度）中，數值較高的有G7、G9、H9和H10（圖6）。G7和G9的PD指數較高，主要受開發建設影響，使得斑塊個數較多，空間分布較破碎。H9和H10的PD指數較高，主要因為濱江地區生態功能區塊呈帶狀格局，整體面積偏小，從而使得斑塊密度較高。

具體來看，除G7中其他綠地的斑塊密度明顯較高之外，大部分的林地和耕地斑塊密度較高。林地斑塊破碎度較高，會影響到物種棲息、氣候調節、空氣凈化等功能的發揮。尤其是濱江的H10更應當降低林地斑塊的破碎度，提升濱江生態用地的服務功能。

4.1.3 形狀特征

從ED指數（邊緣密度指數）來看，G6、G8、G9、G10、G11體現出相似的特征，林地和耕地的斑塊形狀較復雜且相對接近。而H9和H10中林地的指數較大，反映出濱江區域林地的形狀較復雜，形狀更加扁長。G7和H11則分別表現出與其他斑塊明顯的差異，G7的各類用地斑塊形狀較接近且聚集，但H11中的耕地和其他綠地則表現出明顯的扁長特征（圖7）。

從LSI指數（景觀形狀指數）來看（圖8），G6、G8、G9、G10、G11的指數具有相似性，林地、耕地、其他綠地的斑塊形狀較復雜。H9和H10林地、耕地和公園綠地的斑塊形狀復雜程度相似。G7的其他綠地形狀更加復雜。H11僅有耕地和其他綠地，整體形狀相對簡單。

總體來看，由于林地和耕地大部分位于農村地區，復雜的形狀特征更有利于自然生態系統維護。因此，G6、G8、G9、G10、G11形狀特征相對復雜，更加有利于不同生境之間的物質交換，促進生物多樣性。但G9由于位于建設區之間，雖然斑塊形狀特征較復雜，但斑塊面積較小，且較破碎，還需要形成較大面積斑塊來提高生境質量。H9、H10和H11位于濱河區域，H9和H10斑塊形狀復雜程度接近，但H10較狹長;H11斑塊類型單一、呈帶狀，且形狀特征較簡單;H10和H11均不利于營造良好的濱河生境。G7整體呈帶狀且斑塊較破碎，規模較小，雖然其他綠地LSI指數較高，但帶狀且破碎的斑塊降低了生境質量。

4.1.4 空間聚散度

從斑塊的空間聚散度來看（圖9），林地的CLUMPY指數（叢生度指數）中G11與G10為最高的2個區塊，說明林地空間聚集程度最高。從其空間分布來看，G11林地明顯少于G10，但斑塊分布更加聚集，G10中林地斑塊面積較大，在更大尺度范圍內相對聚集。H10中林地斑塊分布沿黃浦江呈帶狀聚集的特征，且部分斑塊之間的間距較大，因此CLUMPY指數較低。

耕地的CLUMPY指數方面，H11、G10、G8和H9的耕地斑塊最為聚集，其次是G6、G9和H10。而G11雖然耕地面積較大，但CLUMPY指數卻偏低，主要是因為其部分面積較小的斑塊分布的較為分散，面積較大斑塊間距同樣較遠。

公園綠地的CLUMPY指數方面，由于生態功能區塊中公園綠地面積都較小，且斑塊數較少，因此，斑塊越少的區塊，其指數反而越高，即空間上越聚集。G6和G8 CLUMPY指數較高，而H9和H10 CLUMPY指數相對較低。

其他綠地的CLUMPY指數方面，H11指數最高，其次是G10、G6。G7的其他綠地面積雖然較大，但由于都呈帶狀分布，聚集程度并不高，低于前面幾個區塊。

在IJI指數（散布與并列指數）方面，G7、G9、G10、H9、H10指數較高，說明這幾個區塊相對其他區塊來說，各類斑塊毗鄰分布的情況更多。G6、G8和G11雖然部分斑塊面積較大，但各類斑塊毗鄰分布情況較少（圖10）。

在COHESION指數（結合度指數）方面，各生態功能區塊中林地、耕地、公園綠地的指數都較高，說明在已有用地分布情況下，上述三種用地的斑塊連接程度較好。而其他綠地由于空間分布以帶狀為主，且相對分散，因此COHESION指數偏低，尤其在其他綠地較少的區塊內，如H11和G8，指數明顯低于其他區塊（圖11）。

4.2 各生態功能區塊景觀指數的綜合評價

根據前文所述方法將閔行區生態功能區塊的各類用地的8個景觀指數（In）進行標準化處理，用層次分析法計算不同景觀指數的權重，將各項景觀指數進行加權求和，得到各類用地的整體景觀指數（Iw）（該指數介于0～1之間）（表2）。

將各生態功能區塊的整體景觀指數按照表3中各類用地因子權重進行加權求和，得到閔行區各類生態功能區塊景觀格局綜合指數（LPMI）;然后根據每個生態功能區塊中生態用地所占比例進行計算，得到各生態功能區塊的空間格局績效指數（Ip）（表4）。需要說明的是，空間格局績效指數都是一種相對數值，主要反映不同生態用地之間空間格局績效的高低水平，從而為規劃管控提供定量分析依據。

通過計算可以看出，閔行區各生態功能區塊中，空間格局績效指數最高的4個分別是近郊綠環H9、生態間隔帶G8、生態間隔帶G10和生態間隔帶G11。從空間分布來看，H9為黃浦江水源保護區，G8、G10和G11分別是南北向的濱河、濱江生態廊道及農業集中區。這些區塊雖然相比其他區塊空間格局績效指數較高，但本身指數值并不高，仍然需要提升績效。

5 ?基于空間格局績效評價的生態保護紅線管控措施

《上海市生態保護紅線劃示規劃方案（公眾征詢意見稿）》[21]（下稱“生態保護紅線規劃”）中劃示的生態紅線是依據《上海市基本生態網絡結構規劃》劃定的。根據“生態保護紅線規劃”，管控按照分類和分級相結合的管控方式，共分為一級保護區和二級保護區。閔行區范圍內的生態保護紅線，除水源保護地周邊的生態保護紅線為一級保護區，其他均為二級保護區。

從現有的生態保護紅線分級管控措施來看，主要是針對管控范圍內用地的開發建設、項目準入、土地整治等進行了規定，缺少以提升生態系統服務功能及引導生態過程為目標的管控措施。

然而，不同的生態保護紅線區域生態系統服務功能存在一定差異，各生態功能區塊在區位、用地情況、景觀特征、空間格局績效指數等方面都有不同。因此，根據上述研究，筆者認為，對于閔行區生態保護紅線的管控措施除規定的“二級保護區”管控措施之外，還應當進一步細化分類，通過附加管控措施進行管理（表5），從而有針對性的提高不同區域的生態保護紅線的空間格局績效。

6 ?結論與建議

上海市閔行區生態用地的空間分布充分反映出近郊地區土地資源利用過程中“經濟發展與生態保護”的矛盾與平衡。論文通過對閔行區生態功能區塊的空間格局績效進行評價，更加直觀的反映了空間格局績效的高低。總體來看，不同生態功能區塊內生態用地的空間格局績效存在明顯差異，位于城鎮集中建設區外圍的G8、G10、G11、H9作為郊野或濱江生態間隔帶，基礎設施建設較少，空間格局績效較高;而G7、G9作為控制建設用地擴張的生態間隔帶，緊鄰基礎設施（高速公路、鐵路等）及集中建設區之間，空間格局績效偏低。

可以看出，影響閔行區生態用地空間格局績效的因素既包括不同類型生態用地，也包括經濟社會發展的建設行為。提高空間格局績效，除需要對不同類型生態用地進行保護和調配建設外，還需要對范圍內經濟社會的影響因素進行有效引導。在具體的生態保護紅線管控層面，需明確不同區塊生態保護紅線的主體功能，從而進一步細化分類，提出基于主體功能的管控措施，引導生態用地的保護和建設，提高空間格局績效。

注釋：

①其他綠地是以道路兩側綠地、高速公路防護綠地、河道兩側防護綠地等為主。

②根據Fragstats4.0軟件，不同空間尺度計算不同的斑塊景觀指數。類別級（Class）針對同一范圍內不同類型的斑塊進行計算，景觀級（Landscape）將范圍內所有類型斑塊不分類型進行計算。

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