張家界市生態空間的綜合評價研究

付春艷，朱深海

（吉首大學土木工程與建筑學院，湖南 張家界 427000）

近年來國家對生態空間的關注與日俱增，十九大報告明確指出要“完成生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界三條控制線規定工作”，“加大生態系統保護力度”[1]。自然資源部也相繼頒布了諸多關于自然資源與生態空間管控的政策文件，規劃領域的研究熱點逐漸由城市空間發展營造向生態空間綜合管控轉變[2]。

張家界作為湖南省重要的生態綠肺，生態空間分布廣泛，具有良好的生態本底優勢[3]，但近年受旅游開發快速推進、規劃實施不足及其他多方因素影響，市域內的生態空間保護與景區開發建設、城區空間發展之間的矛盾逐漸加大，其生態空間的管控還存在諸多問題，亟待梳理張家界市生態空間保護現狀，探究不同層級種類生態空間的分布情況，對需要保護管控的生態空間進行精準識別和判定。

該研究從張家界生態空間管控的全局意義出發，基于國土空間規劃“雙評價”技術模型，構建生態空間綜合評價體系，繪制精細化生態空間綜合評價成果，提出生態空間管控策略，為同類城市的生態空間綜合評價與管控提供方法參考與策略借鑒。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

張家界市位于湖南省西北部的武陵山脈地區，域內濕潤的氣候條件和適中的降雨量為各類綠色植物的生長提供了良好的環境，具有生態空間面積廣闊、總量豐富，城市與各類生態空間結合緊密等獨特的地域特征。一直以來不僅是享譽世界的旅游勝地，也是重要的生態空間保護區，更是相關學者研究大范圍生態空間統籌布局的絕佳對象。選取整個張家界市域范圍作為研究區，包括永定區、武陵源區、桑植縣、慈利縣，研究區總面積約9 534 km2，總人口約170.87 萬。

1.2 數據來源及預處理

1.2.1 基礎土地利用數據 包括張家界市域的土地利用變更調查數據（2018 年）、林業調查數據（2018 年）和地理國情普查數據（2018 年），主要來源于張家界市自然資源和規劃局。在ArcGIS 中進行數據矢量轉換、屬性字段建立、土地利用數據坐標系統一等前置工作。

1.2.2 專項調查和規劃數據 包括張家界市域的土地利用總體規劃、城市總體規劃、森林公園現狀調查數據、飲用水源地規劃數據、綜合交通現狀與規劃數據、生態功能區劃數據等，主要來源于張家界市相關職能部門。在ArcGIS 中轉換直接獲取的矢量數據坐標系，掃描、校正獲取的圖像數據，并對其進行矢量化。

1.2.3 其他自然地理基礎數據 包括張家界市域的數字高程模型數據（DEM）、氣象數據、土壤數據等。DEM 數據（30 m 分辨率）通過中國科學院地理空間數據云平臺下載，并進行矢量轉化。氣象數據從中國氣象科學數據共享服務網中獲得，通過空間插值法將下載的中國地面氣候標準值數據集（1981—2010 年）相關資料轉換為所需的氣象數據。土壤數據則通過國家地球系統科學數據共享服務平臺下載獲得。

2 研究方法

2.1 生態空間綜合評價的內容構成與指標體系

2.1.1 內容構成 生態空間的綜合評價以國土空間規劃“雙評價”為基礎，在“雙評價”的體系構架中提取生態空間評價的相關組成成分，構成生態空間綜合評價的基本內容，如圖1 所示，分為單要素評價、集成疊加評價、綜合評價與修正3 大部分。單要素評價包括生態重要性評價、生態敏感性評價2 大核心板 塊[4]。生態重要性用于評價研究區內的生態系統對于生活生產活動的重要程度，生態環境敏感性則用以評價研究區內的生態系統遭受外界干擾時，發生各類生態問題的難易程度與可能性[5]。集成疊加評價是將單要素評價中2 類評價結果在GIS 中進行疊加處理，以確 定不同空間的生態保護等級。最后在集成疊加評價的基礎上，結合生態斑塊集中度和重要生態廊道修正集成疊加評價成果，得到最終的生態空間綜合評價結果。2.1.2 指標體系 生態空間綜合評價指標體系由國土空間雙評價體系演化而來，采用層次分析法對雙評價指標體系進行遴選優化，構建該研究的綜合評價指標體系，如表1 所示。首先確定評價目標，即通過張家界市生態空間綜合評價，實現張家界市生態空間的差異化保護；然后確定主要的評價板塊，分析制約生態空間保護的主要因素，包括生態重要性因素、生態敏感性因素與綜合集成要素；在此基礎上確定綜合評價的核心指標，生態重要性程度以水源涵養、生物多樣性維護功能為評價指標，生態敏感性程度以水土流失敏感性、石漠化敏感性為評價指標，綜合集成要素包括生態等級評價、成果校正。最后基于核心評價指標進一步選取基礎數據來表征其特征和狀態。

2.2 生態空間綜合評價的基本方法

2.2.1 單要素評價 （1）生態重要性評價。生態重要性評價包括水源涵養功能重要性與生物多樣性維護功能重要性2 部分。水源涵養功能重要性以各類水系的流域范圍與植被覆蓋度進行分級[6]，范圍尺度與分類標準參照《湖南省資源承載能力和國土空間開發適宜性評價技術指南（試行）》（以下簡稱《指南》）。生物多樣性維護功能主要與研究區內的森林公園、自然保護區、濕地公園等各類生態保護空間有關，分級標準參照《指南》。

圖1 生態空間綜合評價構成圖

（2）生態敏感性評價。選取水土流失和石漠化來表征張家界市的生態敏感性。生態敏感性程度選取水土流失敏感性與石漠化敏感性中的最高值作為最終評價結果。水土流失敏感性評價因子包括降雨侵蝕力、土壤質地、地形起伏度和植被覆蓋度[7]。在對各評價因子柵格圖像進行分級賦值的基礎上，通過ArcGIS柵格計算獲得水土流失敏感性的分布情況，公式如下：

表1 張家界市生態空間綜合評價指標體系

式中，R 為降雨侵蝕力，K 為土壤可蝕性，LS為地形起伏度，C 為植被覆蓋度。

石漠化敏感性評價包括碳酸巖裸露面積百分比、地形坡度、植被覆蓋度。操作步驟與水土流失敏感性評價步驟相同，評價公式如下：

式中，D 為碳酸巖裸露面積比例，P 為地形坡度，C 代表植被覆蓋度。

2.2.2 集成疊加評價 對單要素評價中的2 類評價結果進行疊加，以確定研究區內不同空間的生態保護等級。生態保護等級選取生態重要性和敏感性評價中的高級別值，評價結果中不重要或不敏感、一般重要或一般敏感、中等重要或中等敏感、高度重要或高度敏感、極重要或極敏感對應的生態保護等級分別為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級。

2.2.3 綜合評價與結果校正 基于集成疊加評價成果，結合生態斑塊集中度與生態廊道重要性，得到生態空間的綜合評價成果并進行修正，通過最終的綜合評價結果反映國土空間自然本底條件對人類生產生活活動的支撐能力[8]。評價單元的生態保護等級與其需要保護的迫切程度成正相關。

第一步，根據生態斑塊集中度、生態保護等級初步劃分市域生態空間綜合評價等級（表2）。生態斑塊集中度把相鄰且生態保護等級相同的生態細碎斑塊整合為連片的完整地塊（整合距離20～50 m），整合后的斑塊面積分為＜0.25 km2、0.25～0.5 km2、0.5～1 km2、1～2 km2、≥2 km2，分別對應生態斑塊集中度等級中的低、較低、一般、較高、高，初步劃分市域生態空間綜合評價等級。

第二步，通過生態廊道重要性修正生態空間保護的綜合評價級別。生態廊道重要性表示生態系統及其服務功能的完整性與連貫性，包括濕地水域廊道、植被廊道、山體廊道等。修正過程中將重要生態廊道區域的綜合評價級別調整為高度重要。

表2 生態空間綜合評價等級判定

3 結果與分析

3.1 單要素評價結果分析

3.1.1 生態重要性評價結果 主要從水源涵養功能重要性及生物多樣性維護功能重要性2 方面展開分析，將二者在GIS 中疊加分析獲得張家界市生態重要性評價結果，如圖2、表3 所示。從規模上看，生態極重要區與高度重要區占張家界市國土面積的79.18%，不重要和一般重要的區域約占到整個張家界市的18.47%，說明張家界市具有優越的生態本底條件（表3）。張家界是全國森林覆蓋率較高城市，林地總面積720 319.11 hm2，占全市土地面積的75.55%。

3.1.2 生態敏感性評價結果 主要從水土流失敏感性及石漠化敏感性2 方面展開分析，將二者的評價結果在GIS 中疊加分析獲得張家界市生態敏感性評價結果，如圖3、表4 所示。整體上，張家界市生態敏感性以中度敏感性區域為主，占比為36.64%，極度敏感和高度敏感的區域面積為2 620.14 km2，占比為27.48%。生態不敏感區主要分布在地形起伏度較低、植被覆蓋度較好、地形坡度較低的區域，面積約為 1 496.11 km2，占比為15.69%。

圖2 張家界市生態重要性評價

圖3 張家界市生態敏感性評價

表3 張家界市生態重要性評價結果

表4 張家界市生態敏感評價結果

3.2 集成疊加評價結果分析

將生態重要性與生態敏感性進行疊加得到張家界市生態保護等級的集成評價結果，如圖4、表5 所示。從空間分布來看，張家界市生態保護等級高的區域主要分布在林地集中、水源涵養功能較強地區。這些地區大多地形坡度較陡，水土流失發生概率較大，生態敏感性指數較高，是生態保護的重點區域。生態保護等級低的區域主要集中在人類活動密集的地區。從總體來看，張家界市具有較好的生態本底條件。

圖4 張家界市生態保護等級評價

由表5 可知，張家界市生態保護等級為I 和II級的區域面積為1 479.49 km2，約占全域的15.51%；保護等級為Ⅲ級的面積約為338.46 km2，約占全域的3.55%；保護等級為IV 和V 級的面積約為7 716.48 km2，約占全域的80.94%。整體來看，張家界生態保護等級較高。

3.3 生態空間綜合評價成果

圖5 張家界市域生態保護綜合評價

在生態保護等級評價的基礎上，綜合疊加生態斑塊集中度與重要生態廊道數據，最終形成的張家界生態空間綜合評價結果，如圖5、表6 所示。張家界市生態保護重要性等級整體上屬于高度重要，主要分布在水源涵養林、公益林、自然保護區等集中連片的重要生態保護區內。從規模上看，高度重要的區域面積達到了7 042.95 km2；占張家界市全域面積的73.87%。中度重要區域面積為1 123.92 km2，占整個張家界總面積的11.79%；一般重要及不重要區域面積為 1 367.74 km2，占整個張家界總面積的14.35%。

表5 張家界市生態保護等級評價結果

4 基于綜合評價的生態空間分區及管控策略

4.1 生態空間管控分區

通過對張家界市生態空間的綜合評價分析，可以直觀地表現研究區內不同重要層級的生態空間分布情況，快速辨識需要重點關注的生態保護關鍵空間[9]；但如需對張家界市生態空間分層級提出管控與保護策略，僅以生態空間綜合評價結果做為依據仍不夠細致充分，在具體指導市域生態空間管控時針對性難免不足。因此需在綜合評價的基礎上，進一步對張家界市生態空間進行分區劃定，以此提出精細化與針對性的管控策略與措施。

首先，借助GIS 的空間分析方法與技術，對核心評價要素：生態重要性評價與生態敏感性評價的評價結果進行分級賦值與空間疊加，以中度重要與中度敏感的區域為需要生態空間管控的最低標準區域，構建張家界生態空間管控分區的二維關聯矩陣。

在此基礎上，根據生態空間的管控強度和功能用途，將張家界市的生態空間劃分為剛性生態空間和彈性生態空間。剛性生態空間進一步分為生態管控核心區和生態管控重要區；彈性生態空間則進一步分為生態緩沖保育區和生態綜合發展區，劃分依據見表7，張家界市生態空間管控分區結果見圖6。

4.2 生態空間管控策略

生態空間用途管控制度建設首先需科學劃定生態空間的保護邊界，進而合理確定生態空間分級管控區域，最后根據分區劃定結果確定差異化的管控策 略[10]。因此，在生態空間保護邊界劃定與用途管制分區的基礎上，結合自然資源部頒布的生態空間綜合管控相關規定與法律條例，從轉用許可管理、清單管理、分級管控規則、分區管控機制建設等方面提出張家界市生態空間管控策略建議。

（1）嚴控生態空間用地轉用許可。生態管控核心區和生態管控重要區內的生態空間用地嚴禁轉換為城鎮建設用地、農業用地或其他生態用地，對不同管控區域之間的生態用地轉換予以限制。因空間規劃修改或發展戰略轉變等原因，生態空間進行用途確需轉變的，須組織專家會進行充分論證并嚴守審批程序。

（2）構建生態空間清單管理機制。構建“正面清單＋負面清單”的雙向清單管理機制。剛性生態空間內按正面清單進行嚴格管控，嚴禁危害主導生態功能、破壞生態環境特征的建設活動。彈性生態空間內按負面清單進行管控，在確保已有生態功能的前提下，準許資源和生態產品供給類的土地開發利用。

表6 張家界市生態空間綜合評價結果

表7 生態空間管控分區依據

圖6 張家界市生態空間管控分區

（3）制定生態空間分類分級管控規則。綜合各管理部門的管理事權和土地利用現狀情況，進行張家界市生態空間類型劃分，基于不同生態空間的功能特征，制定精細化的生態空間分類管控規則。同時基于生態綜合評價結果，對張家界市生態空間進行等級劃分，根據不同生態空間的等級差異，針對性的制定用途管控規則。

（4）健全生態空間分區管控的配套體系。首先應以目前自然資源統一確權登記為基礎，嘗試構建協同管理、績效考核、生態補償、公眾參與等方面的生態空間分區管控實施保障機制。其次強化生態空間分區管控信息化平臺的建設，動態監察不同生態管控區內的準入許可、清單管理、用途轉換等內容，以現代化的信息技術方法監督相關政策條例的落實。