松潘縣生態(tài)安全格局評價(jià)及生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)劃研究

楊 渺，謝 強(qiáng)，方自力，葉 宏，龍 泉，吳越華

(1.四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，成都 610041; 2.中科院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085)

· 生態(tài)環(huán)境 ·

松潘縣生態(tài)安全格局評價(jià)及生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)劃研究

楊 渺1,2，謝 強(qiáng)1，方自力1，葉 宏1，龍 泉1，吳越華1

(1.四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，成都 610041; 2.中科院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085)

劃定松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線，可促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。對于引導(dǎo)縣域人口分布、經(jīng)濟(jì)布局與資源環(huán)境承載能力相適應(yīng)；將良好生態(tài)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為區(qū)域競爭發(fā)展優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)縣域經(jīng)濟(jì)提質(zhì)升位和城市轉(zhuǎn)型升級，都具有極為重要的意義。研究在水源涵養(yǎng)功能、生物多樣性保護(hù)功能、水土保持功能評價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合松潘縣域?qū)嶋H，構(gòu)建了生態(tài)安全空間格局，并初步刻畫了松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線。松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線面積為8 042.79km2，占國土面積的98.68%。其中禁止開發(fā)紅線1 374.53km2，占松潘國土面積的16.46%；生態(tài)功能重要性紅線5 866.60km2，占國土面積的70.25%；其它類型紅線801.66km2，占國土面積的9.60%。松潘縣非紅線區(qū)主要位于岷江河谷兩岸的人口和城鎮(zhèn)集中發(fā)展區(qū)。

生態(tài)安全格局；評價(jià)；生態(tài)功能；生態(tài)保護(hù)紅線

生態(tài)保護(hù)紅線是指對維護(hù)國家和區(qū)域生態(tài)安全及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，保障人民群眾健康具有關(guān)鍵作用，在提升生態(tài)功能、改善環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)資源高效利用等方面必須嚴(yán)格保護(hù)的最小空間范圍。

2013年5月習(xí)近平同志在中共中央政治局第六次集體學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)，“要?jiǎng)澏ú?yán)守生態(tài)紅線，牢固樹立生態(tài)紅線的觀念。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題上，就是要不能越雷池一步，否則就應(yīng)該受到懲罰”。生態(tài)紅線在國家生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略中的地位逐步提升，2013年9月黨的十八屆三中全會(huì)《關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》把劃定生態(tài)保護(hù)紅線作為了加快生態(tài)文明制度建設(shè)的重要任務(wù)。從此生態(tài)保護(hù)紅線劃定工作相續(xù)啟動(dòng)，在非正式語境中，仍習(xí)慣稱為生態(tài)紅線。

《國家生態(tài)保護(hù)紅線-生態(tài)功能紅線劃定技術(shù)指南(試行)》(環(huán)發(fā)[2014]10號)把生態(tài)保護(hù)紅線體系分為生態(tài)功能紅線、環(huán)境質(zhì)量紅線和和資源利用紅線。并制定了生態(tài)功能紅線劃定技術(shù)方法，指導(dǎo)各地生態(tài)功能紅線的劃定工作。2014年2月四川省委十屆四次全會(huì)《關(guān)于貫徹落實(shí)黨的十八屆三中全會(huì)精神全面深化改革的決定》明確我省要“建立生態(tài)紅線制度，科學(xué)劃定生態(tài)功能紅線、環(huán)境質(zhì)量紅線、資源利用紅線”。在環(huán)發(fā)[2014]10號文的指導(dǎo)下，四川省進(jìn)行了生態(tài)保護(hù)紅線-生態(tài)功能紅線劃定試點(diǎn)。松潘縣同成都市溫江區(qū)、雅安市寶興縣以及成都市蒲江縣成為了我省首批4個(gè)試點(diǎn)地區(qū)。

在試點(diǎn)環(huán)發(fā)[2014]10號文的試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，環(huán)保部形成了《生態(tài)保護(hù)紅線劃定技術(shù)指南》(環(huán)發(fā)[2015] 56號)用于指導(dǎo)生態(tài)保護(hù)紅線劃定。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的若干意見》，明確指出生態(tài)保護(hù)紅線是指在生態(tài)空間范圍內(nèi)具有特殊重要生態(tài)功能、必須強(qiáng)制性嚴(yán)格保護(hù)的區(qū)域，是保障和維護(hù)國家生態(tài)安全的底線和生命線。

通過生態(tài)保護(hù)紅線劃定，可以優(yōu)化松潘縣國土空間開發(fā)格局，可以引導(dǎo)縣域人口分布、經(jīng)濟(jì)布局與資源環(huán)境承載能力相適應(yīng)。可以增強(qiáng)縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的生態(tài)支撐能力。有利于推動(dòng)良好生態(tài)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為生態(tài)產(chǎn)品，對于實(shí)現(xiàn)縣域經(jīng)濟(jì)提質(zhì)升位和城市轉(zhuǎn)型升級，具有極為重要的意義。四川省地處青藏高原東南緣，是全國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的重要組成部分。作為首批生態(tài)保護(hù)紅線劃定試點(diǎn)區(qū)域，劃定松潘縣生態(tài)功能保護(hù)紅線，有利于探索川西北高山高原區(qū)生態(tài)保護(hù)紅線劃定技術(shù)，不僅有利于維護(hù)和增強(qiáng)松潘縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，乃至對四川省的生態(tài)安全都具有重要意義。

1 評估范圍、目標(biāo)及方法

1.1 研究區(qū)概況

松潘縣地處川西北高原，幅員面積8 486km2，見圖1。全縣地形復(fù)雜，氣候、地貌多樣，形成不同性質(zhì)灌叢、喬木林、草甸等自然植被的垂直分布。多年平均降水量752mm，降水量隨海拔高度的增高而增加，河谷降水量少于兩傍高山。全縣轄25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是藏、羌、回、漢多民族聚居區(qū)。

圖1 研究區(qū)域Fig.1 Range of studied area

1.2 數(shù)據(jù)資料收集與處理

收集1∶50 000 松潘縣行政區(qū)劃、1∶ 50 000DEM、數(shù)據(jù)、道路、河流等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)；收集研究區(qū)1∶1 000 000土壤類型數(shù)據(jù)、1∶100 000土地利用圖、城市規(guī)劃、國土空間規(guī)劃、基本農(nóng)田規(guī)劃、生態(tài)公益林、基本草原以及自然保護(hù)區(qū)等專題數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)綜合整理，矢量化后轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一投影(WGS1984_Albers)；收集地面氣候臺站平均降水月值數(shù)據(jù)，TM影像數(shù)據(jù)，反演LAI、NDVI,并計(jì)算土壤侵蝕通用方程中植被覆蓋因子、空間插值生成降水侵蝕力因子。

1.3 評估方法

評估方法主要依照《國家生態(tài)保護(hù)紅線-生態(tài)功能紅線劃定技術(shù)指南(試行)》(以下簡稱指南)進(jìn)行。

1.3.1 水源涵養(yǎng)功能評估

水源涵養(yǎng)功能采取冠層截流量+土壤涵養(yǎng)量表示。冠層截留計(jì)算方法，見下式：

VC=∑pi×si=∑(fi×LAIi×hi)×si

其中，為冠層水源涵養(yǎng)截流量(t)， 為林冠單位面積截流能力(t/hm2)； 為評估單元的面積(m2)； 為評估單元植被覆蓋度， 為評估單元的葉面積指數(shù)； 為評估單元植被的最大截流量(m)。植被覆蓋度、LAI采用TM影像反演得到。不同植被類型冠層最大截流量參考李雙權(quán)[1]等研究成果；土壤涵養(yǎng)能力采用定量指標(biāo)法來評價(jià)，以土壤滲流能力因子表示。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部(USDA)土壤質(zhì)地分類，將13種土壤質(zhì)地類型分別在0～1之間均等賦值得到。

根據(jù)最大最小值，分別將冠層截留量及土壤滲流能力因子計(jì)算結(jié)果歸一化到0～1之間，然后計(jì)算權(quán)重和。

1.3.2 生物多樣性功能評估

生物多樣性維持功能以生境適宜度表示。參考?xì)W陽志云等研究結(jié)果，利用層次分析法建立評估指標(biāo)體系[2-3],評估生物多樣性保護(hù)功能。

1.3.3 水土保持功能評估方法

水土保持功能以水土保持量指標(biāo)表示。根據(jù)RUSLE模型，通過降雨、土壤、坡長坡度、植被和土地管理等因素評估。計(jì)算方法參見楊渺[4]等研究成果。

1.3.4 生態(tài)服務(wù)功能重要性分級

采用自然斷點(diǎn)分類法，在ArcGIS中把水源涵養(yǎng)功能計(jì)算結(jié)果、生境適宜性計(jì)算結(jié)果，以及水土保持功能計(jì)算結(jié)果分為低、較低、中、較高、高等5級，表示各生態(tài)功能重要性等級；統(tǒng)計(jì)各級所占面積。

2 生態(tài)服務(wù)功能重要性評估

2.1 水源涵養(yǎng)功能重要性評價(jià)

2.1.1 功能重要性評價(jià)

松潘縣植被冠層截留能力和土壤水源涵養(yǎng)能力空間分布上具有較大一致性。綜合兩者，得到松潘縣水源涵養(yǎng)能力重要性評價(jià)結(jié)果，圖2。

圖2 松潘縣水源涵養(yǎng)能力分布圖Fig.2 Water conservation capacity distribution of Songpan country

2.1.2 功能重要性分級

把松潘縣水源涵養(yǎng)能力評價(jià)結(jié)果分為5級，中等以上面積占國土面積的46.37%。等級為高的面積687.28km2，占國土面積的8.24%；等級較高的1 327.33km2，占國土面積的15.91%，見表1。

表1 松潘縣水源涵養(yǎng)分級特征Tab.1 Characteristics of water conservation classification

松潘縣水源涵養(yǎng)能力較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是縣域東西部及南部森林覆蓋較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。以草原植被類型為主的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水源涵養(yǎng)能力評價(jià)等級相對較低，見圖3。

圖3 松潘縣水源涵養(yǎng)能力分級圖Fig.3 Classification graph of water conservation capacity

2.2 生物多樣性保護(hù)功能重要性評價(jià)

2.2.1 生境質(zhì)量適宜性分析

綜合考慮道路和居民點(diǎn)對生境的脅迫作用，糾正基于生態(tài)系統(tǒng)類型的生境質(zhì)量評價(jià)，得出松潘縣生境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果，見圖4。

圖4 生境適宜性評價(jià)圖Fig.4 Evaluation of habitat suitability

2.2.2 功能重要性分級

將松潘縣生境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果各分為5類，見圖5。松潘境內(nèi)沿岷江河谷區(qū)域、白羊自然保護(hù)區(qū)內(nèi)高海拔區(qū)，以及部分草原區(qū)生境質(zhì)量較低，其余區(qū)域生境質(zhì)量較高。沿岷江河谷生境質(zhì)量較低，主要因?yàn)槭蔷用窬奂c(diǎn)分布密集、道路對生境分割作用強(qiáng)烈，人類活動(dòng)對生境影響較大；白羊自然保護(hù)區(qū)高海拔區(qū)域主要分布生態(tài)類型為冰川積雪，生境質(zhì)量評價(jià)值較低。

圖5 松潘縣生境適宜性評價(jià)分級圖Fig.5 Habitat suitability classification of Songpan county

根據(jù)分析，松潘縣生境質(zhì)量總體較高，生境質(zhì)量中級及以上的生境占松潘縣總面積的81.73%，見表2。

表2 松潘縣生境質(zhì)量分級特征Tab.2 Habitat suitability classification characteristics

2.3 水土保持功能重要性評價(jià)

2.3.1 水土保持能力評價(jià)

分別計(jì)算通用水土流失方程中的R因子、K因子、LS因子，以及C因子，見圖6。

圖6 RUSLE各因子Fig.6 Factors of RUSLE

松潘縣水土保持能力較高的地區(qū)主要位于高山區(qū)的河谷兩邊。同時(shí)，這些區(qū)域也極易發(fā)生土壤侵蝕，見圖7。

圖7 松潘縣水土保持能力Fig.7 Soil conservation function of Songpan county

2.3.2 功能重要性分級

把松潘縣水土保持能力評價(jià)結(jié)果分為5級，中等以上面積占國土面積的46.37%。等級為高的面積687.28km2，占國土面積的8.24%；等級較高的1327.33km2，占國土面積的15.91%，見圖8。

圖8 松潘縣水土保持能力分級圖Fig.8 Classification graph of soil conservation function

3 生態(tài)安全格局評價(jià)

把水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能、生物多樣性功能進(jìn)行綜合，得到生態(tài)服務(wù)總體重要性，并分為5級，其中重要性低區(qū)域的1 627.02km2，功能重要性較低的區(qū)域面積2 501.05km2，功能重要性一般的區(qū)域面積2 111.56km2，功能重要性較重要的區(qū)域面積1 341.23km2，功能重要性重要的區(qū)域面積752.73km2，見圖9。

圖9 松潘縣生態(tài)服務(wù)總體重要性分級圖Fig.9 Ecosystem services overall importance classification

依據(jù)生態(tài)服務(wù)功能評估結(jié)果，結(jié)合松潘縣生態(tài)敏感性分析結(jié)果，分析各生態(tài)服務(wù)功能的空間關(guān)系，從生態(tài)功能綜合分布格局的角度，刻畫出松潘縣生態(tài)安全格局，見圖10。

圖10 生態(tài)安全格局評價(jià)圖Fig.10 Pattern of ecological security

4 生態(tài)保護(hù)紅線

把黃龍省級自然保護(hù)區(qū)、白羊省級自然保護(hù)區(qū)、龍滴水縣級自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)、松潘縣集中飲用水源保護(hù)區(qū)的一級區(qū)和二級區(qū)、松潘岷江源國家級濕地公園的濕地保育區(qū)和濕地恢復(fù)區(qū)、松潘基本草原中具有特殊用途的草原、野生動(dòng)物生存環(huán)境草地、一級和二級生態(tài)公益林直接納入生態(tài)保護(hù)紅線。結(jié)合生態(tài)安全格局評價(jià)結(jié)果，以及結(jié)合松潘縣國土規(guī)劃和實(shí)地調(diào)研結(jié)果，刻畫出松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線，見圖11。

圖11 松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線Fig.11 Red line of ecological protection

松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線面積8 042.79km2，占國土面積的98.68%。其中禁止開發(fā)紅線1 374.53km2，占松潘國土面積的16.46%；生態(tài)功能重要性紅線5 866.60km2，占國土面積的70.25%；其它類型紅線801.66km2，占國土面積的9.60%；非紅線區(qū)308.04km2，占國土面積的3.69%，見表3。

表3 松潘縣各類型紅線面積統(tǒng)計(jì)Tab.3 Area statistics of each type of red line

5 小 結(jié)

根據(jù)指南要求，把生態(tài)服務(wù)功能評估極重要區(qū)域，以及自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)、一級和二級生態(tài)公益林等特殊區(qū)域直接納入生態(tài)保護(hù)紅線，同時(shí)結(jié)合地方發(fā)展需求，預(yù)留發(fā)展用地。在松潘縣生態(tài)安全格局評估結(jié)果的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線。并且根據(jù)生態(tài)保護(hù)紅線“一線一策”的管控要求，把劃定的生態(tài)保護(hù)紅線分為了幾種類型，有助于生態(tài)保護(hù)紅線的管控。確保劃得實(shí)、守得住，維護(hù)松潘縣生態(tài)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)保護(hù)紅線劃定的過程中，根據(jù)松潘縣實(shí)際情況對指南中部分方法進(jìn)行了調(diào)整。松潘地形起伏顯著，相對高差比較大，最低處白羊鄉(xiāng)棱子口海撥為1 080m，最高處岷山主峰雪寶頂海撥5 588m，縣城海撥2 850m。在對全縣各生態(tài)服務(wù)功能的評估過程中，沒有采取分區(qū)評估，而是同一個(gè)生態(tài)服務(wù)功能采用統(tǒng)一的模型及評估參數(shù)。結(jié)果導(dǎo)致草原區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)結(jié)果相對森林區(qū)普遍較低。因此，在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上，本研究把評估結(jié)果重要(非極重要)的草原區(qū)域加入生態(tài)保護(hù)紅線。根據(jù)松潘縣地廣人稀，人類活動(dòng)集中分布著高山峽谷的岷江沿岸的特點(diǎn)，結(jié)合松潘縣土地利用規(guī)劃，把建設(shè)用地和適宜建設(shè)用地外的區(qū)域全部劃入生態(tài)保護(hù)紅線。

按照國家生態(tài)保護(hù)紅線“自上而下”和“自下而上”相結(jié)合的劃定方式，本次研究結(jié)果尚需進(jìn)一步征求地方部門意見，對生態(tài)保護(hù)紅線邊界進(jìn)行完善，最終確定松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線。本研究刻畫的松潘縣生態(tài)保護(hù)紅線為松潘縣境內(nèi)的縣級生態(tài)保護(hù)紅線，而非松潘縣境內(nèi)的生態(tài)保護(hù)紅線。本研究進(jìn)行時(shí)，縣級以上生態(tài)保護(hù)紅線劃定結(jié)果尚未出臺，后續(xù)劃定的，凡落入松潘縣行政區(qū)域內(nèi)的將自動(dòng)進(jìn)入松潘縣域生態(tài)保護(hù)紅線范圍，并按相應(yīng)級別的管控要求進(jìn)行管理；縣級以上生態(tài)保護(hù)紅線與縣級的生態(tài)保護(hù)紅線重疊區(qū)域，按級別高的生態(tài)保護(hù)紅線管控要求進(jìn)行管理，同時(shí)不再屬于縣級生態(tài)保護(hù)紅線。

[1] 李雙權(quán).長江上游森林水源涵養(yǎng)功能研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.47-48.

[2] 歐陽志云,劉建國,肖 寒,等.臥龍自然保護(hù)區(qū)大熊貓生境評估[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2001,21(11): 1869-1874.

[3] 王學(xué)志,徐衛(wèi)華,歐陽志云.生態(tài)位因子分析在大熊貓(A iluropoda melanoleuca)生境評估中的應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(2): 821-828.

[4] 楊 渺,謝 強(qiáng),譚曉蓉,等. 基于GIS /RS 的地震災(zāi)區(qū)流域水土保持功能恢復(fù)效應(yīng)評估[J].四川環(huán)境,2013,32(1):39-45.

Evaluation of Ecological Security Pattern and Red Line Zoning of Ecological Protection of Songpan County

YANG Miao1,2, XIE Qiang1, FANG Zi-li1,YE Hong, LONG Quan1,WU yue-hua1

(1.SichuanResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Chengdu610041,China;2.ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China)

Ecological protection red line zoning of Songpan County can promote ecological environmental protection. It has significant meaning in guiding the population distribution, economic layout match with resources environment carrying capacity, converting the good ecological resource advantage into regional competitive advantage, and realizing the upgrade of county economy and urban transformation. By analyzing the function of water conservation, biodiversity protection, and soil and water conservation function, combining with the reality of Songpan County, this paper established the spatial pattern of ecological security, and depicted the ecological protection red lines of Songpan County preliminary. The ecological protection red line area is 8042.79 km2in Songpan County, accounting for 98.68% of the land area. In which the prohibited development red line was 1374.53 km2, accounting for 16.46% of the land area. The of ecological function significance red line was 5866.60 km2, accounting for 70.25% of the land area. Other type of red line was 801.66 km2, accounting for 9.60% of the land area. The none-red line area is mainly located in the Minjiang river valley, where was the population and urban centralized area in Songpan County.

Ecological security pattern; evaluation; ecological function; ecological protection red line

2017-01-17

四川省軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金(zfy-2017-37);四川省環(huán)保專項(xiàng)資金資助(2016055)。

楊 渺(1976-)，男，山東定陶人，2007年畢業(yè)于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)，博士，高級工程師，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)服務(wù)功能權(quán)衡、地理信息系統(tǒng)與區(qū)域規(guī)劃等，

X171.4

A

1001-3644(2017)03-0025-09