基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的城市生態(tài)管理分區(qū)——以深圳市為例

王宏亮,高藝寧,王振宇,沙 威,吳健生,*

1 北京大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與設(shè)計學(xué)院,城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室, 深圳 518055

2 自然資源部城市國土資源監(jiān)測與仿真重點實驗室, 深圳 518034

3 深圳市規(guī)劃國土房產(chǎn)信息中心, 深圳 518040

4 內(nèi)蒙古師范大學(xué)科技處, 呼和浩特 010022

自然生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存的基礎(chǔ),也是人類社會發(fā)展的物質(zhì)基石[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[2]。明晰生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能特征并完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)決策,對于維持和改善人類福祉、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。作為“自然-社會-經(jīng)濟(jì)”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),城市生態(tài)系統(tǒng)具有多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。嚴(yán)格管控城市增長邊界、有效保護(hù)城市生態(tài)空間,對于改善城市環(huán)境質(zhì)量和提升城市競爭力具有重要作用[4]。但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn),尤其是高度城市化地區(qū)的開發(fā)建設(shè),不僅侵占了岌岌可危的城市生態(tài)空間,還破壞了城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能,降低了城市生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)水平,最終影響城市人居環(huán)境的改善和區(qū)域福祉的提升。城市生態(tài)管理分區(qū)所體現(xiàn)的城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的差異,是城市用地開發(fā)指引和生態(tài)空間管控的重要依據(jù)[5- 6]。由于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受城市管理影響具有明顯的空間異質(zhì)性。因此,評估城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,厘清城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分布特征和空間差異,并以此劃分城市生態(tài)管理分區(qū),對于城市生態(tài)系統(tǒng)精細(xì)化管理和生態(tài)治理差異化管控具有一定的價值。

目前,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其生態(tài)管理分區(qū)的研究較為豐富,可以概括為以下方面：1)基于不同生態(tài)要素的生態(tài)管理分區(qū),如水源[7- 8]、濕地[9]、綠地[10]和農(nóng)田[11]等；2)基于不同研究尺度的生態(tài)管理分區(qū),如區(qū)域[12- 14]、省域[15]、典型縣域[16]以及格網(wǎng)尺度[17]等；3)基于不同研究熱點的生態(tài)管理分區(qū),如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)簇分區(qū)[15,18]、國土生態(tài)空間修復(fù)分區(qū)[19]以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系分區(qū)[20]等?？傮w而言,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其生態(tài)管理分區(qū)研究不僅豐富了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科的理論成果,也加速了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理和國土空間生態(tài)治理由理論探索向?qū)嵺`應(yīng)用的轉(zhuǎn)變過程,但仍存在以下2點不足：一是城市社區(qū)尺度研究的缺失?，F(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其生態(tài)分區(qū)研究主要集中于大尺度的生態(tài)帶或城市群,由于數(shù)據(jù)獲取受限或應(yīng)用性差等問題,將城市社區(qū)作為研究尺度分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間差異的研究并不多見。二是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市管理實踐的脫節(jié)。生態(tài)學(xué)、地理學(xué)對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其空間分布等方面進(jìn)行自然科學(xué)理論的研究,管理學(xué)和社會學(xué)則從人口、經(jīng)濟(jì)和社會等角度探討“人地關(guān)系”及其管理實踐。由于不同學(xué)科的定位和側(cè)重不同,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)落實于改善人類幸福福祉和促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展仍需要學(xué)科融合的探索過程。

作為我國社會主義先行示范區(qū)的深圳,不論是城市發(fā)展還是生態(tài)治理都位居我國前列。尤其是2005年劃定的全國首條基本生態(tài)控制線,更樹立了嚴(yán)控城市無序蔓延、改善城市人居環(huán)境的標(biāo)桿。隨著城市發(fā)展向生態(tài)文明的推進(jìn),圍繞深圳市現(xiàn)行生態(tài)用地管理趨于靜態(tài)、生態(tài)控制線內(nèi)社區(qū)發(fā)展不均衡以及生態(tài)空間治理難度大等問題,探索高度城市化區(qū)域生態(tài)管理分區(qū)成為關(guān)注重點。因此,快速評估深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)整體水平、劃分生態(tài)管理分區(qū)并提出合理的生態(tài)管控措施十分必要。本文采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量來測算不同用地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,從生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能2個方面構(gòu)建指標(biāo)體系,對2017 年深圳市666個社區(qū)單元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估；結(jié)合局部空間自相關(guān)的聚散特征劃分生態(tài)管理單元并提出分區(qū)管控措施,為探索深圳市社區(qū)生態(tài)治理和可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

圖1 深圳市2017年土地利用分類圖Fig.1 Classification map of land use in Shenzhen in 2017

深圳市(22°27′—22°52′N,113°46′—114°37′E)位于我國廣東省南部,東臨大亞灣,西連珠江口,北依蓮花山脈西部余脈,南接九龍半島,是連接珠江東岸丘陵—山地生態(tài)系統(tǒng)與半島—海灣生態(tài)系統(tǒng)樞紐區(qū)域,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年均降雨量為1933.3 mm。全市國土面積約為1997 km2,下轄10個區(qū)和666個社區(qū)單元。從區(qū)域尺度看,深圳是珠江東岸丘陵—山地生態(tài)系統(tǒng)與半島—海灣生態(tài)系統(tǒng)的過渡地帶,承擔(dān)連接丘陵山地生態(tài)源與半島海灣生態(tài)匯,對保障區(qū)域生態(tài)安全具有重要的樞紐作用。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究基于2017年深圳市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù),依據(jù)現(xiàn)有666個社區(qū)單元邊界,對研究區(qū)范圍進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,由國土調(diào)查現(xiàn)狀面積的1997 km2調(diào)整為服務(wù)于本研究的1970 km2。結(jié)合《土地利用現(xiàn)狀分類(GB/T 21010—2017)》將土地利用現(xiàn)狀劃分為耕地、園地、林地、草地、水域和其他等6種用地類型。本文生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量涉及的糧食產(chǎn)量和稻谷平均收購價等統(tǒng)計指標(biāo)主要來源于《深圳市統(tǒng)計年鑒》。

1.3 研究方法1.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)選擇

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的表現(xiàn)形式可概括為兩大類：一是支撐和維護(hù)人類賴以生存的環(huán)境,體現(xiàn)為生態(tài)功能；二是體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)功能的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品,如為人類提供食物來源和原材料供應(yīng)的生產(chǎn)生活資料等。因此,本研究從生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能2個方面構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)體系。其中,生態(tài)功能指生態(tài)系統(tǒng)過程所具有的調(diào)節(jié)服務(wù)功能,如氣候調(diào)節(jié)(含氣體調(diào)節(jié))、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理以及生物多樣性保護(hù)等；經(jīng)濟(jì)功能指人類從自然生態(tài)系統(tǒng)獲得的直接物質(zhì)利益的功能,如食物生產(chǎn)、原材料供應(yīng)以及娛樂文化等。為保證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估的完整性,將生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能求和,可以反映研究區(qū)內(nèi)各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的整體水平。

1.3.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值估算

隨著20世紀(jì)末全球生態(tài)系統(tǒng)自然資本價值量的核算[21]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系的定制及價值核算方法的使用[1],學(xué)術(shù)界掀起了核算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的熱潮。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在市場價值,可直接通過貨幣化方式計算。因此,市場價值法成為估算生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的最為常用方法之一[22]。本研究依據(jù)謝高地[23]給出的中國不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表并參照相關(guān)研究成果[24],計算深圳市2017年不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。具體采用2013—2017年的平均糧食產(chǎn)量(8088 kg/hm2)和2017年稻谷平均收購價格(2.77元/kg),對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量進(jìn)行修正,得到基于單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)為2.24萬元；由于1個當(dāng)量是指1hm2農(nóng)田年均糧食自然產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價值,一般取實際產(chǎn)量的1/7作為自然產(chǎn)量,最終得到深圳市2017年不同用地類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)(表1),計算公式如下。

ESV=∑(Ak×VCk)

(1)

表1 深圳市2017年不同用地類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)/(萬元/hm2)Table 1 Coefficients of ecosystem service value with different land types in Shenzhen in 2017

式中,ESV 為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；Ak為土地利用類型k的面積；VCk為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)。

1.3.3空間類型劃分方法

空間自相關(guān)分析作為地統(tǒng)計學(xué)基本分析方法,是探索地理要素空間關(guān)聯(lián)的重要手段[25]。通過識別相鄰地理要素之間的集聚和離散特征,從而實現(xiàn)對地理實體空間異質(zhì)性的判別。空間自相關(guān)分析包括全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)[26]。本文采用 Moran′sI全局空間自相關(guān)方法,分析生態(tài)功能、經(jīng)濟(jì)功能和綜合功能的空間分布,并采用 Moran′sI局部空間自相關(guān)方法對生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能的局部空間集聚組合進(jìn)行疊加,為城市生態(tài)管理單元的分區(qū)劃定提供依據(jù)。

(2)

(3)

式中,N為社區(qū)管理單元總數(shù),Wij為空間權(quán)重,Xi和Xj分別是社區(qū)管理單元i和j的屬性；X為屬性均值；Z為標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計量的閾值；E(I)為觀測變量自相關(guān)性的期望值；var(I)為方差。運用全局 Moran′sI統(tǒng)計量驗證社區(qū)尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間依賴程度,Moran′sI統(tǒng)計量在[-1, 1]之間；當(dāng)I>0代表空間屬性值呈正相關(guān),趨于空間聚合；當(dāng)I<0代表空間屬性值呈負(fù)相關(guān),趨于空間離散；I=0代表沒有通過顯著性檢驗,趨于空間隨機(jī)分布。本文采用Z值進(jìn)行顯著性檢驗,當(dāng)Z>1.96或Z<1.96(α=0.05)時,表明社區(qū)單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在空間上具有顯著相關(guān)性[27]。

(4)

(5)

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值結(jié)果分析

對深圳市10個行政區(qū)和666個社區(qū)單元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估,發(fā)現(xiàn)2017年深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價值約583.96億元。其中,大鵬新區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最高(約160.25億元),福田區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最低(約13.24億元)。研究發(fā)現(xiàn)深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的高價值區(qū)主要分布于羅田水庫、鳳凰山、羊臺山、塘朗山、梧桐山、梅沙尖、馬巒山以及七娘山等大型山體區(qū)域,并在東部沿海區(qū)形成了一個連續(xù)性的高價值生態(tài)服務(wù)帶。綜合來看,深圳市東部區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高于西部,全市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值存在明顯的空間差異。由于大鵬新區(qū)、龍崗區(qū)具有良好的氣體調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)和水土保持功能,這不僅對深圳市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要保持作用,也對更大尺度的生態(tài)系統(tǒng)格局塑造起到了橋梁連接的功能,如惠州蓮花山—香港九龍半島的生態(tài)區(qū)建設(shè)。

圖2 深圳市2017年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布圖Fig.2 Spatial distribution map of ecosystem service value in Shenzhen, 2017

表2 基于不同功能特征的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估結(jié)果/億元Table 2 Results of ecosystem service value assessment based on different functional characteristics

圖3 2017年基于不同功能特征的深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of ecosystem service value based on different functional characteristics in Shenzhen, 2017

進(jìn)一步分析,2017年深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能價值約為489.31億元,全市10個行政區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能價值分布區(qū)間為11.09—132.55億元。其中,生態(tài)功能的高值區(qū)位于大鵬新區(qū)、龍崗區(qū)和寶安區(qū),低值區(qū)出現(xiàn)在福田區(qū)和羅湖區(qū)；從生態(tài)功能的指標(biāo)構(gòu)成上看,氣候調(diào)節(jié)>水源涵養(yǎng)>土壤形成與保護(hù)>生物多樣性保護(hù)>廢物處理。結(jié)合氣體調(diào)節(jié)的空間分布,東南部的大鵬新區(qū)和鹽田區(qū)多有高值分布,中西部福田區(qū)和南山區(qū)多出現(xiàn)低值分布,由于東南部區(qū)域的城市開發(fā)度低,森林生態(tài)系統(tǒng)占地面積較大,良好的氣體調(diào)節(jié)功能使得大鵬新區(qū)氣候調(diào)節(jié)的服務(wù)價值更高；在水源涵養(yǎng)的空間分布上,龍崗區(qū)和寶安區(qū)的水源涵養(yǎng)功能價值較高,其他地區(qū)因區(qū)劃面積小且城市化率高,出現(xiàn)了水源涵養(yǎng)量不足的狀況。盡管深圳市水源涵養(yǎng)弱于氣體調(diào)節(jié)功能,但因城市內(nèi)部綠化完善且注重生態(tài)保護(hù),總體上深圳市城市生態(tài)系統(tǒng)保持較高的水源涵養(yǎng)功能；在土壤形成與保護(hù)、生物多樣性保護(hù)2個方面,均呈現(xiàn)東南高,西北低,中心區(qū)域局地高的空間分布,可能是山地丘陵區(qū)更利于植被初級生產(chǎn)力的增長和生物多樣性的保護(hù)。另外,在廢物處理上,氮氧化物、二氧化硫以及粉塵吸收等生態(tài)凈化功能均與地區(qū)植被覆蓋狀況相關(guān)。因此,大鵬新區(qū)明顯高于羅湖區(qū)和福田區(qū)。綜上,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能價值在大鵬新區(qū)凸顯氣體調(diào)節(jié)作用,在龍崗區(qū)則體現(xiàn)水源涵養(yǎng)功能。

深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)功能價值量約為94.65 億元。其中,經(jīng)濟(jì)功能的高值區(qū)為大鵬新區(qū)的27.71億元,低值區(qū)是福田區(qū)的2.15億元；從經(jīng)濟(jì)功能指標(biāo)排序看,原材料供應(yīng)>娛樂文化>食物生產(chǎn)。在經(jīng)濟(jì)功能的空間分布上,大鵬新區(qū)、龍崗區(qū)和寶安區(qū)在原材料供應(yīng)方面排名靠前,光明區(qū)、羅湖區(qū)和福田區(qū)排名靠后；在食物生產(chǎn)和娛樂文化方面,除大鵬新區(qū)和福田區(qū)位于榜首和末尾之外,其他行政區(qū)的經(jīng)濟(jì)功能價值量的排序不斷發(fā)生改變。這種區(qū)域性的差異變化主要源于城市人口的增長、城鎮(zhèn)空間的擴(kuò)張以及生態(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間自相關(guān)

2.2.1全局空間自相關(guān)結(jié)果

為實現(xiàn)基于局部空間自相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間類型劃分,本研究對深圳市666個社區(qū)單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能價值、經(jīng)濟(jì)功能價值和綜合功能價值采用GeoDa軟件進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析。檢驗結(jié)果顯示,2017年深圳市666個社區(qū)單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能價值、經(jīng)濟(jì)功能價值和綜合功能價值的 Moran′sI值分別為0.285、0.270和0.282；在5%的顯著性水平下,Z值分別為12.854、12.266和12.761,均高于臨界值1.96,通過了顯著性水平檢驗。全局空間自相關(guān)檢驗表明,2017年深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布具有顯著的正相關(guān)性,即空間分布上存在明顯的集聚特征,表明可以開展基于生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值的局部空間自相關(guān)分析。

2.2.2局部空間自相關(guān)結(jié)果

在對深圳市666個社區(qū)單元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行全局空間自相關(guān)檢驗后,運用 LISA 圖對局部 Moran′sI值進(jìn)行空間顯示。研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)功能價值、經(jīng)濟(jì)功能價值和綜合功能價值的空間分布模式為：在95%置信度水平下,3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的局部空間自相關(guān)類型均表現(xiàn)為非顯著性(NN 型),其對應(yīng)的 LISA空間集聚圖如下(圖4)。

圖4 深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的局部空間自相關(guān)分布圖Fig.4 Local spatial autocorrelation distribution map of ecosystem service value in Shenzhen

根據(jù)局部空間自相關(guān)結(jié)果(表3)：1)生態(tài)功能價值呈現(xiàn)為5種自相關(guān)類型。其中,HH型和LL型面積分別為470.51 km2和217.23 km2,占總面積的23.88%和11.02%；HL型和LH 型面積較小,分別占總面積的8.98%和8.11%；NN型的范圍最大,約占總面積的48.01%?？臻g分布上,生態(tài)功能價值HH型主要以條塊狀分布為主,集中分布在東南部的鹽田區(qū)、坪山區(qū)、大鵬新區(qū)以及寶安區(qū)中部；HL型主要分布在坪山區(qū)北部、龍崗區(qū)南北側(cè)以及寶安區(qū)西部；LH型主要分布在寶安區(qū)、龍崗區(qū)、南山區(qū)及福田區(qū)等部分區(qū)域；LL型集中在南山區(qū)、福田區(qū)和羅湖區(qū)等區(qū)域。2)經(jīng)濟(jì)功能價值呈現(xiàn)出3種自相關(guān)類型。其中,HH型和HL型分別占總面積的23.88%和11.05%,NN型占總面積的65.07%?？臻g分布上,經(jīng)濟(jì)功能價值集聚類型主要以帶狀和團(tuán)狀分布為主。其中,HH型主要分布在深圳東部的鹽田區(qū)、坪山區(qū)和大鵬新區(qū)；HL型分布在寶安區(qū)中部以及HH聚集區(qū)的東北部邊緣。3)綜合功能價值自相關(guān)特征呈現(xiàn)為團(tuán)塊狀集聚分布,且東西差異明顯。其中,HH型面積為476.45 km2,占區(qū)域總面積的24.18%,主要分布東部的鹽田區(qū)、坪山區(qū)和大鵬新區(qū)；HL型單元數(shù)量為22個,主要分布龍崗區(qū)南北邊緣和寶安區(qū)部分區(qū)域；LH型約占區(qū)域總面積的8.29%,主要分布在寶安區(qū)南北側(cè)和龍崗區(qū)西部等區(qū)域；LL型面積約為211.70 km2,占總面積的10.74%,集中分布在南山區(qū)、福田區(qū)和羅湖區(qū)。

表3 深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的局部空間自相關(guān)類型統(tǒng)計表Table 3 Statistical tables of local spatial autocorrelation types of ecosystem service value in Shenzhen

2.3 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)管理單元劃分

在深圳市666個社區(qū)單元生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值LISA 空間分布的基礎(chǔ)上,對其指標(biāo)的集聚和離散區(qū)域進(jìn)行空間疊加,歸并空間屬性一致或類似的區(qū)域,統(tǒng)計空間集聚組合的類型單元,得到不同類型生態(tài)管理單元。具體來講,由于區(qū)域之間存在擴(kuò)散或極化效應(yīng),將擴(kuò)散聚集區(qū)相鄰的NN型單元劃入HH型和LL型擴(kuò)散區(qū)；將極化聚集區(qū)相鄰的NN型單元劃入HL型和LH型極化區(qū),可以縮小或擴(kuò)大區(qū)域空間差異[27]。因此,將不顯著區(qū)域NN型單元融合至鄰近具有相似集聚或離散單元后,得到11組生態(tài)功能價值與經(jīng)濟(jì)功能價值的疊加組合(表4)。

表4 深圳市社區(qū)生態(tài)管理單元與城市生態(tài)管理分區(qū)對照表Table 4 Comparison table of community ecological management unit and urban ecological management division in Shenzhen

2.4 城市生態(tài)管理分區(qū)結(jié)果

對照綜合功能價值空間自相關(guān)集聚圖,將生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值不同組合集聚性區(qū)域進(jìn)行合并,劃分出4類基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的城市生態(tài)管理分區(qū),即核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)、一般生態(tài)保護(hù)分區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展分區(qū)和公共綠地保育分區(qū)。

(1)核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)。該分區(qū)以HH型集聚類型為主(包括HH型擴(kuò)散區(qū))。HH 型是生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值的高分值聚集區(qū),區(qū)域內(nèi)生態(tài)本底好且內(nèi)部呈明顯均值狀態(tài)。根據(jù)組合類型歸并,核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)包含核心生態(tài)保護(hù)單元、重點生態(tài)保護(hù)單元、側(cè)重生態(tài)保育單元和生態(tài)涵養(yǎng)保育單元,分區(qū)單元數(shù)量為47個,總面積為488.84 km2。其中,核心生態(tài)保護(hù)單元主要分布在大鵬新區(qū)的南澳、大鵬和葵涌片區(qū),重點生態(tài)保護(hù)單元零星分布在梧桐山、航城和九圍片區(qū),側(cè)重生態(tài)保育單元分布在東海、下沙和應(yīng)人石等社區(qū),生態(tài)涵養(yǎng)保育單元集中于石巖、鹽田和馬巒片區(qū)。

(2)一般生態(tài)保護(hù)分區(qū)。該分區(qū)以HL型集聚類型為主(包括HL型極化區(qū))。HL 型代表生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值分布特征為中部高、四周低,在空間極化效應(yīng)下,高值區(qū)域極易被低值區(qū)域同化。該分區(qū)的社區(qū)單元個數(shù)為258個,總面積為1092.97 km2,包含優(yōu)先生態(tài)保護(hù)單元、生態(tài)修復(fù)保護(hù)單元、生態(tài)建設(shè)控制單元、生態(tài)重構(gòu)保護(hù)單元和一般生態(tài)保護(hù)單元5類組合。其中,優(yōu)先生態(tài)保護(hù)單元分布在五聯(lián)、大康和西坑等社區(qū),生態(tài)修復(fù)保護(hù)單元分布在石井、海桐和官田等社區(qū),生態(tài)建設(shè)控制單元分布在新羌、鳳凰和沿港等社區(qū),生態(tài)重構(gòu)保護(hù)單元分布在保安、六約和白花等社區(qū),一般生態(tài)保護(hù)單元分布在寶安區(qū)、龍華區(qū)、光明新區(qū)和龍崗區(qū)等大部分社區(qū)。

(3)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展分區(qū)。該分區(qū)以生態(tài)功能價值LH型集聚類型為主,即LH型極化區(qū)。該區(qū)域內(nèi)生態(tài)功能價值分布特征為中部低、四周高,經(jīng)濟(jì)功能價值分布特征并不顯著。對于生態(tài)功能價值LH型而言,在空間極化效應(yīng)下,低值區(qū)易被高值區(qū)同化。該分區(qū)是由現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展單元構(gòu)成,單元數(shù)量為94個,面積約為159.83 km2,約占總面積的8.11%。該分區(qū)主要分布在光明新區(qū)的西部、南山區(qū)中部、福田區(qū)北部以及龍崗區(qū)西南部,較為典型的社區(qū)有新橋、甘坑、布心、梅京和水徑等。

(4)公共綠地保育分區(qū)。該分區(qū)由生態(tài)功能價值LL型和經(jīng)濟(jì)功能價值NN型組合,即LL型擴(kuò)散區(qū)。LL型擴(kuò)散區(qū)是生態(tài)功能價值的低分值聚集區(qū)和經(jīng)濟(jì)功能價值的空間不相鄰的非顯著區(qū),該分區(qū)生態(tài)本底條件相對較差且內(nèi)部呈明顯均值狀態(tài)。該分區(qū)僅由公共綠地保育單元組成,社區(qū)單元數(shù)為267個,總面積217.23 km2,集中分布于福田區(qū)、南山區(qū)和羅湖區(qū)的大部分社區(qū)。公共綠地保育單元的基本構(gòu)成要素主要體現(xiàn)為城市居民提供綠地景觀及休閑游憩空間,包括城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)的各類現(xiàn)狀公園綠地、待建設(shè)公園綠地以及河道藍(lán)線及河岸帶等。

2.5 生態(tài)單元分區(qū)管控措施

已有研究表明有效的生態(tài)管理分區(qū)策略能實現(xiàn)各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能效益的最優(yōu)化[27]。鑒于此,本研究針對上述4種生態(tài)管理單元的分區(qū)劃定結(jié)果,采取差異化的生態(tài)分區(qū)管控措施。

(1)核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)。該分區(qū)生態(tài)功能價值較高且依托良好的山水生態(tài)保護(hù)屏障,成為保護(hù)生態(tài)資源的核心地帶。對該區(qū)域要采用保護(hù)與發(fā)展的策略,以保持水土、涵養(yǎng)水源及保育自然生態(tài)為首要目標(biāo),統(tǒng)籌考慮城市生態(tài)資源的整體性、協(xié)調(diào)性、安全性和功能性。該分區(qū)要嚴(yán)禁采石、取土等破壞景觀、植被和地形地貌的活動；對占用水源保護(hù)區(qū)等核心生態(tài)資源的現(xiàn)狀違法建筑要依法拆除；對具有保障性建筑設(shè)施予以留用外,其余建筑可通過貨幣補償或結(jié)合城市更新、土地整備進(jìn)行用地置換。另外,生態(tài)資源開發(fā)利用要遵循嚴(yán)格保護(hù)、科學(xué)管理和限制開發(fā)的原則,對于科學(xué)實驗、觀賞游覽、科普教育等公益活動,要充分發(fā)揮自然保護(hù)區(qū)的科學(xué)研究與科普教育的功能?？傮w而言,核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)要以科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)一管理、嚴(yán)格保護(hù)、永續(xù)利用為出發(fā)點,形成系統(tǒng)科學(xué)的管理體系,以此保護(hù)具有涵養(yǎng)水源、水土保持、改善環(huán)境和維持生態(tài)平衡的核心生態(tài)保護(hù)區(qū)。

(2)一般生態(tài)保護(hù)分區(qū)。具體管控措施是以保育該分區(qū)單元的生態(tài)功能為重要目標(biāo),保障生態(tài)環(huán)境不受干擾,維護(hù)生態(tài)安全格局穩(wěn)定。在生態(tài)資源開發(fā)利用方面,堅持保護(hù)優(yōu)先、開發(fā)服從保護(hù)的原則?？臻g用途管制上,允許非破壞性的休閑游憩、旅游觀光以及科普教育等建設(shè)項目,以此突出生態(tài)單元的游憩服務(wù)功能。由于該分區(qū)單元以保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境、提供生態(tài)產(chǎn)品為首要任務(wù)。因此,鼓勵因地制宜地發(fā)展生態(tài)保護(hù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的觀光農(nóng)業(yè)。為實現(xiàn)轄區(qū)水土保持穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的目標(biāo),政府部門應(yīng)積極引導(dǎo)發(fā)展不影響主體功能定位的適宜產(chǎn)業(yè),以充分發(fā)揮生態(tài)環(huán)境效益,并引導(dǎo)超載人口逐步有序轉(zhuǎn)移,嚴(yán)格控制各類經(jīng)濟(jì)活動,以較為強制性地保護(hù)措施維護(hù)該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)安全。

(3)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展分區(qū)。該區(qū)域鼓勵開展高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和土地整治,以提高綠色農(nóng)業(yè)等生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在生態(tài)單元空間用途管制上,鼓勵改善人居環(huán)境而進(jìn)行的村莊建設(shè)與整治。允許修建育種育苗場所、溫室、硬化晾曬場以及直接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施；支持從事農(nóng)業(yè)科普、農(nóng)事體驗以及景觀平臺的生態(tài)項目以實現(xiàn)對既有建筑的活化利用；同時,適當(dāng)配套交通設(shè)施、公用設(shè)施、綠地與廣場、小型游樂設(shè)施等項目建設(shè),以改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)、生活條件。在保障土地質(zhì)量及土地生產(chǎn)力水平的前提下,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展分區(qū)重點發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)類、生態(tài)旅游類等產(chǎn)業(yè),積極引導(dǎo)鄉(xiāng)村發(fā)展與生態(tài)旅游良性共生,以實現(xiàn)環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

(4)公共綠地保育分區(qū)。該分區(qū)以打造城市彈性空間為主。在保證生態(tài)空間開敞連通的前提下,公共綠地保育分區(qū)的社區(qū)生態(tài)治理主要體現(xiàn)以人為本的原則。在空間用途管制上,應(yīng)以與生態(tài)保護(hù)相適應(yīng)的公共服務(wù)設(shè)施、市政設(shè)施等民生保障項目為主；允許不破壞生態(tài)環(huán)境的休閑游憩、旅游觀光等休閑活動,生態(tài)空間規(guī)劃引導(dǎo)多以公共服務(wù)設(shè)施及管理配套設(shè)施布局建設(shè)為重點,尤其是在基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)開展公共服務(wù)設(shè)施建設(shè),引導(dǎo)開展非破壞性的休閑游憩、旅游觀光等公益項目；在現(xiàn)狀建設(shè)用地管控上,鼓勵通過原址改造和綜合整治進(jìn)行建筑綠色化改造,如發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、教育科研、文化旅游以及康復(fù)保健等與生態(tài)環(huán)保相適宜的行業(yè)。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論3.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間差異的原因分析

2017年深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值空間差異結(jié)果表明,深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表現(xiàn)為東高西低的空間分布,順沿著大型山體區(qū)域至東南沿海地區(qū)形成了一個連續(xù)性的高價值生態(tài)服務(wù)帶。造成這一特征格局的主要原因：一是地區(qū)資源稟賦的差異。相比中西部地區(qū)高生態(tài)價值資源分散的現(xiàn)狀,東部地區(qū)擁有更為良好的生態(tài)本底條件,如梧桐山、馬巒山和七娘山等大型山體,不僅生態(tài)價值極高,而且分布集中連片。二是城市生態(tài)發(fā)展的差異。依據(jù)地區(qū)資源條件,地方政府采取了差異化的城市生態(tài)定位。東部地區(qū)依托大型山體、綠地來打造連貫的郊野公園體系；中部地區(qū)因城市開發(fā)度高且人流密集,以滲入式山體與城市公園作為生態(tài)發(fā)展的方向；西部區(qū)域多伴有水庫、山體等核心生態(tài)源,故采用保護(hù)核心區(qū)—開放邊緣活動的局地保護(hù)性開發(fā)模式。三是生態(tài)保護(hù)政策的差異?，F(xiàn)行生態(tài)保護(hù)體現(xiàn)為“兩帶、兩心、七區(qū)、多廊的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”的規(guī)劃發(fā)展策略[28]。2005年至今,深圳市實行基本生態(tài)控制線制度,對集中連片的高生態(tài)服務(wù)價值區(qū)域?qū)嵤┨厥獗Ｗo(hù),限制生態(tài)網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)開發(fā)建設(shè)活動。因此,東部生態(tài)源地不僅保持了良好的空間連通性,也形成了高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)域。

3.1.2同類研究對比與不足

建立可轉(zhuǎn)換與可整合的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,不僅能為城市規(guī)劃與自然保護(hù)提供有效的信息,而且有利于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究對比。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的評估結(jié)果與數(shù)據(jù)來源密切相關(guān)。姜劉志等[29]采用World View3遙感影像解譯數(shù)據(jù)對深圳市福田區(qū)城市綠地的服務(wù)功能價值進(jìn)行評估,得出2015年福田區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為1.17億,與本文估算的2017年福田區(qū)綠地(園地、林地和草地之和)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值11.09億元相比,差距近10倍。梁鴻等[30]依據(jù)深圳市地質(zhì)局論證的河流水文流量數(shù)據(jù),對2013年深圳市水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行估算,比本研究按水域面積核算的72.91億元多出10倍價值量。劉珍環(huán)等[31]采用土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)、統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)和水資源公報數(shù)據(jù)核算的深圳市2006年水體生態(tài)價值為33.91億元,比本研究水域面積核算結(jié)果少53%。吳健生等[24]基于2010年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)核算的深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為314.81億元,比本研究結(jié)果少46%。雖然造成深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估差異的因素較多,拋開不同研究方法、不同指標(biāo)價值當(dāng)量參數(shù)以及不同時期評估結(jié)果的可比性等,基于相同數(shù)據(jù)源的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評估結(jié)果更接近。盡管通過土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)能夠有效量化土地利用類型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響。但鑒于學(xué)術(shù)界尚沒有統(tǒng)一的評估核算方法,致使研究結(jié)果與管理實際存有差距。另外,受到研究者學(xué)術(shù)經(jīng)驗、知識積累和理論解讀的影響,深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)設(shè)定存在一定的主觀性,有待進(jìn)一步完善指標(biāo)體系。

3.2 結(jié)論

基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)視角,從生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能2個方面構(gòu)建表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)體系；運用局部空間自相關(guān)方法,以局部空間聚散特征為依據(jù),通過空間疊加產(chǎn)生的組合類型對深圳市666個社區(qū)尺度的生態(tài)管理單元進(jìn)行分區(qū)劃定,并提出差異化的分區(qū)管控措施。得到結(jié)論：基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量測算的深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值能夠表征高度城市化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的整體水平。2017年深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間差異明顯。深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值約583.96億元,呈現(xiàn)東部高中西部低的空間格局。其中,最高值為大鵬新區(qū)的160.25億元,最低值為福田區(qū)的13.24億元；深圳市生態(tài)功能價值和經(jīng)濟(jì)功能價值分別為489.31億元和94.65億元。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間差異既與地區(qū)自然資源稟賦相關(guān),又與城市生態(tài)定位關(guān)聯(lián)。以不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間聚散特征為劃分基礎(chǔ)的城市生態(tài)管理分區(qū),包含核心生態(tài)保護(hù)分區(qū)、一般生態(tài)保護(hù)分區(qū),現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展分區(qū)和公共綠地保育分區(qū)4類。鑒于城市生態(tài)管理分區(qū)能夠兼顧各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并實現(xiàn)功能效益的最優(yōu)化。因此,本研究城市生態(tài)管理分區(qū)對于深圳市城市生態(tài)系統(tǒng)精細(xì)化管理和生態(tài)治理差異化管控具有一定的參考價值。