多維視角下廣西喀斯特石漠化地區國土空間生態修復分區

王韻秋，胡業翠,2，高夢雯，牛 帥

多維視角下廣西喀斯特石漠化地區國土空間生態修復分區

王韻秋1，胡業翠1,2※，高夢雯1，牛 帥1

（1. 中國地質大學（北京）土地科學技術學院，北京 100083；2. 自然資源部土地整治重點實驗室，北京 100035）

國土空間生態修復分區是確定國土整治與生態修復重點區域和進行工程項目布局的空間指導與前提。該研究以廣西河池為例，構建“自然本底-主導生態功能-生態脅迫問題”綜合評估框架，進行國土空間生態修復分區劃定研究。結果表明：1）河池市共劃定6個自然本底類型區，“一江兩河三山”的自然本底特征決定了分區的宏觀構成；2）生態系統服務功能呈現顯著區域差異，糧食生產功能集中分布在東北部，固碳釋氧功能集中分布在西北部，水土保持、水源涵養及生境質量功能在南部較為突出；3）各項生態脅迫問題嚴重程度整體呈現東南向西北遞減的特點，石漠化、生態退化問題集中分布在東南部，水環境綜合治理與土地整治潛力在東北部尤為突出，礦山地質災害、水土流失在全域內均有分布；4）綜合自然本底分區、主導生態功能分區、生態脅迫問題識別，最終將河池市劃分為15個生態修復分區，并提出相應的生態修復策略。研究可為河池市生態修復實踐提供參考，并為其他區域生態修復分區提供技術借鑒。

整治；修復；分區；主導生態功能；生態脅迫問題；K-means聚類；河池市

0 引 言

隨著社會經濟的發展和城市化進程的加速，自然生態系統受到越來越多的人為干擾，因國土空間不合理開發利用導致的生態環境問題日益突出，原本脆弱的生態環境更加惡化，生態系統的結構不穩定和功能紊亂導致了生態系統失衡。面對日益嚴重的生態問題，中國提出要加強生態文明建設，通過國土空間規劃優化空間治理和空間結構，落實對自然生態系統和環境的保護[1]。其中國土空間生態修復是維護生態系統安全與平衡的重要舉措，重點集中在優化生態功能區劃，構建和完善生態安全格局，提高生態空間的系統性和完整性等[2]。中國先后發布的《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃（2021—2035年）》和《山水林田湖草生態保護修復工程指南（試行）》，貫徹落實“山水林田湖草”生命共同體理念，為國土空間生態系統保護修復的提供了實踐經驗。

要科學高效開展國土空間生態修復需要劃分生態修復分區，從而引導生態修復任務的落實。生態修復分區是由“生態區”的概念發展而來的。1980年，美國生態學家Bailey等首次從生態系統的角度提出較為完整的生態區劃方案[3]，推動了生態分區研究的快速發展。西方學者在合理劃分生態分區的研究過程中[4-5]，針對因不節制開發利用自然資源所導致的生態問題，從河流、礦區、林地和濕地等方面開展評估，并嘗試通過劃分風險區域或土地整理分區等管理手段來解決土地退化問題[6-7]。中國相較于西方的生態分區起步較晚，隨著生態修復研究的不斷深入，中國在國土空間規劃、主體功能區規劃和國土全域綜合整治的基礎上提出獨具中國特色的國土空間生態修復分區，并嘗試從生態系統服務的角度探討國土生態修復分區的劃定方法[8]。目前主要集中在基于生態安全格局構建分區[9]、基于生態系統服務的供需關系分區[10-11]、建立綜合評價指標體系分區[12-13]和基于生態系統服務簇分區[14-15]。其中生態系統服務簇被廣泛應用于生態功能分區，其可以反映出生態系統服務的集聚特征和組合特征，指導區域主導生態服務功能的識別，最終引導空間分區，相比于單純的指標評價更具有科學性。簇的識別主要采用空間聚類的方法[16]，如自組織神經網絡[17-19]、K-means聚類[20-22]等。國土空間生態修復分區不僅要實現生態服務功能的提升，還要修復生態問題、維護生態系統的健康穩定，在分區過程中除了考慮生態系統服務的重要性，還應將生態敏感性、脆弱性及生態退化問題納入考量。因而可以基于生態系統服務簇研究理論及模式，利用聚類分析對區域的重要生態問題進行識別，從而劃定綜合性的生態修復分區。

河池市是桂西北重要的生態屏障，在《南方丘陵山地帶生態保護和修復重大工程建設規劃（2021－2035年）》中屬于桂黔滇喀斯特石漠化防治生態功能區，地貌起伏大，生態系統復雜多樣，生態服務功能強，石漠化、水土流失等生態問題嚴重。本文以河池市為研究區，從自然本底、生態系統服務功能和生態脅迫問題3方面制定生態修復分區框架，基于自然地理特征和生態系統評價，采用K-means聚類分析方法探究主導生態功能與生態脅迫問題的空間分異規律，定性定量相結合劃定生態修復分區，為實施國土空間生態修復提供決策依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

河池地處廣西西北邊陲、云貴高原南麓，介于106°34′E～109°09′E、23°41′N～25°37′N之間。共轄9縣2區，總面積3.35萬km2。研究區位于亞熱帶季風氣候區，年日照時數1 447～1 600 h，年平均氣溫16.9～21.5 ℃。全地區年平均降雨量1 200～1 600 mm。水文資源豐富，具有紅水河、龍江等河流及其支流。河池山多地少，巖溶廣布，喀斯特地貌面積為2.18萬km2，占全市面積的65.74%。植物種類繁多，森林覆蓋率高。總體來說，河池市擁有山地、丘陵、峰林、洼地、盆地、平原、河谷、水庫湖泊等多種地貌景觀，整體生態服務功能價值高，是桂西北山地生態屏障和土壤保持重要區。喀斯特地貌特征典型，水土條件較差，石漠化和水土流失問題相對突出，屬于桂黔滇喀斯特石漠化防治生態功能區，隨著近年來經濟建設，原本脆弱的生態環境受到干擾。

1.2 基礎數據及預處理

土地利用現狀數據來源于2020年河池市第三次國土調查土地利用變更數據，從河池市自然資源局獲取；DEM數字高程模型來源于地理空間數據云平臺（http://www.gscloud.cn/），分辨率為30 m×30 m；NDVI植被指數數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心，分辨率為1 km×1 km；植被類型分布數據來源于2021年廣西森林督查暨森林資源管理“一張圖”調查；社會、經濟統計資料來源于2014－2018年《河池市統計年鑒》、2014－2018年《全國農產品成本收益資料匯編》；其他基礎數據包括：地理國情監測數據、各區縣氣象站點氣象資料（包括降水量與氣溫等數據）、河流水系分布圖、土壤侵蝕分布圖、自然保護區分布圖等，均源于河池市自然資源部門。

2 研究方法

國土空間生態修復以系統解決核心生態問題、有效提升本底生態功能為目標，統籌山水林田湖草沙一體化保護修復為主線，通過合理劃定分區為修復工作的有序開展提供指導。本文根據區域自然立地條件、生態系統服務功能、生態脅迫問題分別選取代表性指標，進行系統分析與評估，綜合考慮生態修復分區的綜合性、系統性和整體性，劃定分區單元，具體研究框架如圖1所示。

2.1 自然本底分區方法

自然本底分區旨在突出自然地理格局在國土空間生態修復中的基礎作用，從宏觀上決定了區域山水林田湖草等基底要素構成。本文綜合地貌類型、植被覆蓋度、植被類型、河流流域4個指標劃定自然本底分區，保證地理單元的連續性。首先，參考國家宏觀地貌分類標準及曾超[23]對山區地貌分類的研究，利用DEM數據提取地形起伏度，并在ArcGIS10.8中對海拔和地形起伏度疊加鑲嵌，得到研究區的地貌分類。其次，結合植被覆蓋指數特征和林地、灌木林、草地等主要植被類型分布，對生態系統的分布進行可視化。

圖1 生態修復分區的研究框架

此外，單純基于自然地理特征和行政單元劃分的區劃會導致流域或區域綜合管理生態系統方面存在缺陷，有學者認為流域是地球內營力作用下的基本輪廓, 保持了生態完整性[24]。所以本文參考蒙海花等[25-26]對流域分割的方法進行子流域的劃分，從而利用子流域邊界劃定自然本底分區。

2.2 主導生態功能分區方法

生態系統服務功能指人類從生態系統中所能獲取的各種惠益，是評價生態系統安全與健康的重要指標[27-28]。同一國土空間具有多種生態系統服務功能，識別主導生態功能并劃分主導生態功能分區，將明確各功能類型區國土生態修復工程的目標。河池市山地丘陵分布廣泛、水系眾多，土地利用狀況以林地和耕地為主，森林資源優勢突出，國家珍稀、保護動植物物種豐富，參考相關文獻[16,29-31]，選取固碳釋氧、生境質量、水源涵養、水土保持、糧食生產5類生態系統服務功能，構建網格進行量化評價（表1），對評價結果歸一化處理并基于自然間斷法將重要程度劃分為5個等級。

為了確定不同評價單元和地域的主導生態功能，本文基于5項生態系統服務功能評價，利用SPSS中K-means聚類，將具有較高相似度的網格單元劃分到同一類型中。為了保證試驗結果的可行性和準確性，最終設置迭代次數為100次，最佳聚類數目為5次，并利用ArcGIS可視化得到主導生態功能分區。

表1 生態系統服務功能評價方法

2.3 生態脅迫問題識別方法

生態脅迫是指生態系統受到人為或自然外界的干擾，出現生態系統服務功能降低或生態退化等問題[32]。進行生態脅迫問題評價可以識別主導生態功能區內的生態問題分布聚集或生態問題關聯性大的關鍵區域，從而精準提出生態修復方向與策略。

本文重點關注河池市生態系統自然演化所出現的敏感問題及人類活動作用下產生的生態退化問題，參考相關研究，選取了水土流失風險[33]、石漠化風險[33]、礦山地質災害風險[34]、生態退化程度[35-36]、水環境綜合治理潛力和土地綜合整治潛力6項指標（表2）進行生態脅迫問題評價，對結果歸一化處理和分級，5級代表問題最嚴重，并利用K-means聚類分析識別區域不同生態脅迫問題的組合分布。

表2 生態脅迫問題評價方法

3 結果分析

3.1 自然本底分區

地貌分類標準劃分了平原、臺地、丘陵和山地四種類型，河池市的地貌類型以山地、丘陵為主，平均地形起伏高度在30～70 m，整體地勢呈西北高、東南低。植被覆蓋率高，喬木林地面積最大，分布在西北、西南和東北山地；灌木林次之，主要分布在南部丘陵及東部平原區。綜合河池的地貌分類、植被分布和流域分布，采用提取的子流域邊界對河池進行基礎分區，根據“一江兩河三山”的地理格局，利用鄉鎮行政邊界進行校核，將研究區劃分為九萬山山地區、龍江平原丘陵區、鳳凰山山地區、紅水河上游山地丘陵區、都陽山山地丘陵區和盤陽河臺地區6個自然本底分區（圖2）。

3.2 主導生態功能分區

主導生態功能評價結果顯示（圖3）研究區固碳釋氧功能最高的地區為九萬山山地區、盤陽河臺地區、紅水河上游山地丘陵區及鳳凰山山地區的中南部，這些區域多山地丘陵，地形起伏大，植被覆蓋率高，碳匯服務價值高。水源涵養功能整體較高，且分布較為均勻，但是龍江平原丘陵區的水源涵養能力較低，主要由于該區域的耕地、建設用地面積較多，沿岸的植被覆蓋較低，河流岸線開發程度較高。從生境質量來看，紅水河上游山地丘陵區和都陽山山地丘陵區的生境質量較高，龍江平原丘陵區的生境質量較差。水土保持功能較高的區域為都陽山山地丘陵區，該區域的灌木林種植面積廣泛，在地形起伏大的區域能夠起到保水保土、抗旱等優點，相較于喬木坡面負載較低，能夠增強邊坡的穩定性。龍江平原丘陵區糧食供給功能較高，是重要的糧食產區，其糧食生產基礎條件好，一方面是因為地處龍江沖積平原，地勢相對低平且土壤肥沃，另一方面該區域的水系發達，大小河流眾多，為農業生產提供了充足的灌溉水源。

圖2 河池市自然本底分區

圖3 生態系統服務功能空間分布

5種生態系統服務功能聚類結果顯示（圖4）。水土保持功能區除水土保持功能達到重要等級外，水源涵養和生境質量功能均達到中等重要，面積總計8 919 km2，主要分布在都陽山山地丘陵區內。水源涵養功能區中除水源涵養功能達到中等重要以上，其余功能均未達中等重要等級，分布面積較小，共4 816 km2，集中分布在鳳凰山山地區、九萬山山地區和龍江平原丘陵區的北部。固碳釋氧功能區中除固碳釋氧功能達到重要以上外，水源涵養、水土保持及生境質量3個功能重要性也較強，達到了中等重要，共計14 579 km2，主要分布在河池市西北、西南和東北的山地丘陵區，這些區域植被覆蓋率高，是河池市重要生態屏障區。生態農業區的5種生態系統服務功能價值都較低，但相較于其他4類主導功能分區，糧食生產功能體現出較高的價值，達到了中等重要等級，面積共計2 924 km2，主要分布于東部龍江平原丘陵區。生態功能均衡區的五類生態系統服務功能重要性相差不大，處于比較均衡的狀態，基本都為中等重要，面積共3 171 km2，零散分布于各個自然分區內。

圖4 主導生態功能分區

3.3 生態脅迫問題識別

生態脅迫問題評價結果顯示（圖5）河池市石漠化主要分布在都陽山山地丘陵區和龍江平原丘陵區的北部，該區域喀斯特發育，山體土層淺薄，巖石裸露。

水土流失問題除了在都陽山山地丘陵區外，在紅水河上游山地丘陵區和九萬山山地區也廣泛分布，此區域為非巖溶區，但是地形起伏度大，且水源充足，河流沖刷作用強，易發生水土流失。礦山地質災害廣泛分布在研究區各個區縣，其中九萬山山地區、紅水河上游山地丘陵區和盤陽河臺地區內及附近的礦山修復潛力最高。河池市近年來城鎮化發展較快，各個縣區都出現了生態用地被侵占的現象，生態系統受損，生態退化問題凸顯，龍江平原丘陵區和都陽山山地丘陵區內的城市內部及邊緣區退化最嚴重、面積最廣泛。河池的東南部地勢相對低平，具有洪澇災害發生條件，隨著林草生態系統受損，植被攔截作用下降，城市內澇問題頻發，同時水體自凈能力下降，水質受到干擾，因而龍江平原丘陵區及都陽山山地丘陵區的水環境問題突出，水環境綜合治理潛力最大。河池市的農業空間主要分布在東部及西南部，受城市擴張和礦山開采等經濟活動的影響，龍江平原丘陵區的耕地破壞程度較高，土地綜合整治的潛力最大。

圖5 生態脅迫問題空間分布

利用聚類分析法將河池劃分為水域生態環境提升區、綜合生態問題修復區、全域土地綜合整治區、礦山地質災害防治區、水土流失與石漠化防治區5類生態脅迫問題區（圖6）。水域生態環境提升區中以洪澇災害、水體污染、水源涵養能力下降為代表的水環境問題突出，嚴重等級達到三級，面積4 197 km2，主要分布在龍江平原丘陵區、都陽山山地丘陵區及盤陽河臺地區中地勢相對低平的區域。綜合生態問題修復區中6個生態問題指標的評價等級分布在二級至四級區間內，生態問題相比其他區域更加綜合，其面積共計2 711 km2，主要分布于龍江平原丘陵區與盤陽河臺地區部分區域。全域土地綜合整治區的土地綜合整治潛力和水環境綜合治理潛力都比較大，均達到三級以上，說明區域內部水土質量均有待提高，但其面積僅1 571 km2，主要分布在龍江平原丘陵區。礦山地質災害防治區的礦山次生地質災害、水土流失和石漠化等自然地質災害發生風險高，災害嚴重性等級大于三級，面積達80 365 km2，主要分布在九萬山山地區、鳳凰山山地區和盤陽河臺地區。水土流失和石漠化防治區的石漠化和水土流失問題均達到三級以上，面積最廣泛，共計17 895 km2，各個自然本底分區中均大面積分布。

圖6 生態脅迫問題組合分布

3.4 生態修復分區

在6大自然本底分區的基礎上，綜合主導服務功能分區和生態問題脅迫問題，權衡生態系統服務功能導向和問題導向，劃定國土空間生態修復分區。同時，考慮到生態修復項目實施管理與流域單元完整性需求，用鄉鎮行政邊界和流域邊界對生態修復分區結果進行校正。最終將河池市劃分15個國土空間生態修復單元（圖7）。

鳳凰山山地區（Ⅰ），該區喀斯特特征典型，整體生態環境良好，分布有九龍溝森林公園、拉希國家濕地自然公園，生物資源豐富；曹渡河、六硐河、吾隘河等多條河流，是河池市最重要的巖溶水源涵養區。未來應以保護為主，重點保護生物棲息地和河流水源區，提升該區的生物多樣性和水源涵養功能。

九萬山山地區（Ⅱ）整體林地覆蓋率高，生態環境良好，分布有九萬山自然保護區和大小環江等河流，東部人為干擾程度低，生境狀況維持較好，但西部歷史遺留礦山較多，次生地質災害頻發，生態修復任務重。九萬山生物多樣性與水源保護區（Ⅱ-2）未來應以保護為主，加強自然保護區及河流源頭區的保護，提升生態系統服務能力；九萬山礦山修復與地質災害防治區（Ⅱ-1）未來應通過人工改造工程恢復生態環境，消除礦山開采次生地質災害隱患。

龍江平原丘陵區（Ⅲ）整體海拔低，地形起伏度不大，森林植被覆蓋率較低，龍江上游東部區域及龍江中游的山體坡度較陡，水土保持功能不完善，水土流失問題亟待解決。區內耕地數量較多，農林作物種植面積廣泛，龍江上游的西部及龍江下游流域的羅城縣、宜州區是河池市的重要農林產品供給區，但是受采礦活動、城市擴張等原因，水土污染較為嚴重，需要開展生態修復，對全域土地綜合整治。龍江下游兩岸城鎮化發展快、人口密度大，建筑密集、城市綠地不足、生態廊道受損，河流沿岸多處被建設用地侵占，水體連通性受阻、水體污染嚴重，人居環境亟需改善。龍江上游流域水土保持提升區（Ⅲ-1）和龍江中游流域水源涵養與水土流失防治區（Ⅲ-3）未來需要通過自然恢復與人工修復相結合的方式促進植被恢復，改善河流水源地周圍環境，提高水土保持功能和水源涵養功能；龍江上游流域土地綜合整治區（Ⅲ-2）和龍江下游土地綜合整治與礦山修復區（Ⅲ-4）未來應重點開展全域土地綜合整治，推進水質凈化工程、耕地質量提升工程及礦山修復工程，提高耕地質量，改善農業生產條件；龍江下游人居環境提升區（Ⅲ-5）應加強城市公園建設，打造龍江沿岸親水空間，恢復重塑城市生態系統，建設生態宜居環境；龍江下游流域水環境治理與生態廊道建設區（Ⅲ-6）應推進水質凈化、河流清淤等治理措施，加強河湖沿岸天然林保護和建設，改善河湖生態環境，增強城市藍綠廊道建設，提高與龍江下游人居環境提升區之間生態廊道的連通性。

圖7 河池市生態修復分區

都陽山山地丘陵區（Ⅳ）山體土壤貧瘠淺薄，灌木林多，喬木林少，北部澄江、刁江下游的沿河工業活動和人為活動強度高，水環境污染與水土流失問題嚴重，南部的喀斯特巖溶地貌分布廣泛，是廣西喀斯特石漠化核心區，生態修復任務重，都陽山北部水土流失與水環境綜合治理區（Ⅳ-1）應限制破壞性大的人為活動，恢復受損河岸植被、恢復自然生態駁岸；都陽山南部石漠化防治區（Ⅳ-2）應當實施蓄水、治土、造林綜合性石漠化治理，采用封山育林等措施恢復喬木灌草等自然植被，逐步提高固土保水能力。

盤陽河臺地區（Ⅴ）地貌類型多樣，自然景觀豐富，森林覆蓋率高，有盤陽河、百東河多支河流流經，生態環境良好。但是該區內地質災害、水土流失及石漠化問題相對突出，部分地區生態系統受損導致生態退化。未來應以生態自然恢復手段為主，加以人工生態修復措施，對區域生態環境進行綜合整治、修復與保護。

紅水河上游山地丘陵區（Ⅵ）整體植被覆蓋率高、固碳釋氧功能突出，區內分布多個自然保護區、動植物資源豐富，紅水河及支流流經、水系發達，其中布柳河流域濕地分布眾多，生物多樣性極其豐富，應加強保護力度。該區的地勢起伏較大，局部存在地質災害風險，紅水河上游流域的水土流失問題嚴重。此外刁江上游流域受人為干擾大，河流水源臨近多處礦山，水質受到污染，水源地環境生態修復任務急迫。因此，布柳河流域水源涵養與生物多樣性保護區（Ⅵ-1）應以生態保護為重點，大力開展珍稀瀕危野生動植物及其棲息地保護，同時提高水源涵養和水質凈化能力；紅水河上游流域生境質量維護與水土流失防治區（Ⅵ-2）需采取自然恢復和人工整治措施，開展源頭區小流域水土流失治理；刁江上游生境質量提升與水源保護區（Ⅵ-3）需加強自然生態環境和河流源頭治理工作，保證水質安全和生態環境健康。

4 結 論

1）基于自然本底空間分異規律，池市共劃定6個自然本底類型區，其中龍江平原丘陵區的地勢相對低平，而其他自然分區中山地分布面積較廣，地勢起伏大。

2）河池市主導生態功能和生態脅迫問題具有明顯的區域差異。從主導生態功能來看，西北部固碳釋氧生態功能較強，南部水土保持功能較強，東北部地勢相對平坦的區域糧食生產價值高，北部河流源地及河流岸帶的水源涵養能力較高。從生態脅迫問題來看，石漠化、生態退化問題集中在南部的巖溶區域，水環境綜合治理與土地綜合整治潛力較大的區域重點分布在東部河流兩岸流域，水土流失和礦山地質災害在全市范圍內均有分布。

3）結合自然本底分區、主導生態功能區和生態脅迫問題的空間分布，河池市共劃分成15個生態修復分區，不僅反映出生態空間的脅迫問題，同時也為農業空間和城鎮空間生態修復提供直接參考，為國土空間的山水林田湖草沙系統治理提供思路。

本文構建的生態修復分區評估框架，不僅能夠揭示分區單元內部的自然生態區域相似性和差異性，而且能夠反映不同分區的主導生態系統服務優勢和面臨的主要生態環境與人類脅迫問題，既能保證宏觀地理單元的完整性，又能從生態系統角度反映生態功能和生態問題。避免了以往單一生態問題評價造成生態保護修復要素割裂保護、單項修復，不能體現山水林田湖草整體保護、系統修復、綜合治理的問題。此外，本研究在評估生態系統脅迫問題時，納入生態退化、水環境治理與土地綜合整治多個人類活動指標，充分考慮了人類活動對生態系統影響，相較于以往以“雙評價”結果為基礎、以生態安全格局構建或生態系統服務供需評估等指標構建方法，分區結果不僅能夠反映生態空間本身生態保護修復問題，而且能夠反應農業、城鎮空間生態修復問題，形成的國土空間整治與生態修復實施單元更具有可操作性。此外，未來可考慮將生態系統恢復力、長時間序列下生態系統功能及生態脅迫問題演變等要素嵌入本文構建的分區體系，進一步豐富生態修復分區內涵。

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Land-space ecological restoration zoning of karst rocky desertification areas in Guangxi from multi-dimensional perspectives

WANG Yunqiu1, HU Yecui1,2※, GAO Mengwen1, NIU Shuai1

(1. School of Land Science and Technology, China University of Geoscience, Beijing 100083, China; 2. Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation, Ministry of Natural Resources, Beijing 100035, China)

Ecological restoration zoning has been one of the most important prerequisites for the efficient ecological restoration in recent years. An accurate identification can be determined the key ecological restoration areas and developing engineering projects. Taking the Hechi areas of Guangxi Province in China as an example, this study aims to build a zoning framework of “natural conditions-dominant ecological functions-ecological stress problems” using the concept of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasses-deserts. The quantitative evaluation and qualitative zoning were combined to delineate the ecological restoration zones. Firstly, the natural regions were the basic components for the ecological restoration, the integrity of the natural elements, and the continuity of geographic pattern. The natural regions were divided according to natural conditions such as watershed distribution, geomorphological classification, fractional vegetation cover, and vegetation type distribution. Secondly, the ecological evaluation was carried out on the ecosystem in the study area, in order to determine the objectives and tasks of ecological restoration. Both ecological functions and ecological stress problems were considered during evaluation. According to the restoration needs, five indicators were selected from the ecosystem service function, including the habitat quality, water conservation, carbon storage and oxygen release, soil and water conservation, food production. Six indicators were set as the ecological stress problems, including the stony desertification, soil erosion, mine geological hazards, ecological degradation, restoration potential of water environment, and potential of comprehensive land consolidation. After that, 11 indicators were evaluated and graded to obtain the distribution pattern of dominant ecological functions and ecological stress problems using the K-means cluster analysis and ArcGIS visualization function. Finally, the comprehensive analysis was weighed via the dominant ecological functions and ecological stress problems of the natural regions. Six natural regions were divided into 15 ecological restoration subregions using sub-watershed boundaries and township administrative boundaries. The results showed that: 1) The strong functions of ecological service were observed in the mountainous and hilly ecological restoration subregions in the northwest and northeast. Ecological stress problems were mainly geological disasters, such as historical mines, soil erosion, as well as stony desertification. One suggestion was proposed that these subregions can be expected to focus on the protection and mine restoration for the disaster prevention in small watershed. 2) The weak functions of ecological service were found in the ecological restoration subregions in the Longjiang Plain and hilly region or the Panyang River mesa region. The comprehensive and relatively serious problems were posed the ecological stress on the heavy task of ecological restoration. One suggestion was addressed to carry out the comprehensive regulation of multiple ecological systems in these subregions. 3) An important karst area was found in the Duyang Mountain mountainous and hilly region in the south, with the serious problems of soil erosion and stony desertification. Correspondingly, the special ecological restoration should be carried out for the ecological restoration subregions. Quantitative ecological evaluation can provide a scientific and objective basis to delimitate the restoration zoning. By dividing and adjusting the ecological restoration zones with the boundaries of sub-watersheds and townships, the problems of separate protection and individual restoration of each element can be solved, ensuring the feasibility of restoration implementation. The finding can provide a strong reference for the comprehensive, systematic and holistic implementation unit delineation of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasses-deserts, together with the scientific basis for the delineation and implementation of key areas and key projects for the ecological restoration in Hechi of China.

consolidation; restoration; zoning; dominant ecological functions; ecological stress problems; K-means cluster; Hechi

10.11975/j.issn.1002-6819.202210065

X171.4

A

1002-6819(2023)-01-0223-09

王韻秋，胡業翠，高夢雯，等. 多維視角下廣西喀斯特石漠化地區國土空間生態修復分區[J]. 農業工程學報，2023，39(1)：223-231.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202210065 http://www.tcsae.org

WANG Yunqiu, HU Yecui, GAO Mengwen, et al. Land-space ecological restoration zoning of karst rocky desertification areas in Guangxi from multi-dimensional perspectives[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2023, 39(1): 223-231. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202210065 http://www.tcsae.org

2022-10-10

2022-12-17

國家自然科學基金項目（41171440）

王韻秋，研究方向國土資源調查與管理。Email：15600060126@163.com

胡業翠，教授，博士生導師，主研究方向為國土空間規劃。Email：huyc@163.com