貴州黔西南州生態(tài)保護重要性評價

吳凱 曹建豐 吳相波 肖玖軍 李博

摘 要： 生態(tài)保護重要性評價研究是構(gòu)建新時期國土空間規(guī)劃體系，實現(xiàn)國土空間規(guī)劃科學性，完善“雙評價”工作的重要組成部分。本研究重點選取水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護、水土流失脆弱性、石漠化脆弱性評價等因子作為主因子進行分析，調(diào)查影響喀斯特石漠化區(qū)自然地理特征和主導環(huán)境影響因子，形成各單因子本底評價結(jié)果。運用區(qū)域性生態(tài)廊道修正方法對“三調(diào)”地類弱生態(tài)功能區(qū)和有顯著生態(tài)保護功能的圖斑地塊進行拓撲分析，綜合集成分析和修正，形成黔西南州生態(tài)保護“兩區(qū)”分布狀況。根據(jù)評價結(jié)果表明：全州生態(tài)保護極重要區(qū)面積5803.89km2，占全州國土總面積34.53%；生態(tài)保護重要區(qū)面積8808.20 km2，占全州國土總面積52.40%。研究結(jié)果表明黔西南州生態(tài)保護重要性評價研究為其他喀斯特地區(qū)生態(tài)保護重要性評價提供借鑒，同時也為黔西南州新一輪國土空間規(guī)劃編制“三區(qū)三線”劃定工作中生態(tài)保護紅線優(yōu)化調(diào)整、國土空間開發(fā)保護總體格局優(yōu)化決策參考。

關鍵詞： 生態(tài)保護重要性；評價；國土空間開發(fā)保護；喀斯特石漠化區(qū)；黔西南州

中圖分類號：X826;P964

文獻標識碼：A

文章編號：1008－0457（2023）01－0000－00

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.01.000

2021年2月習近平總書記到貴州視察時指示，貴州要立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局，在生態(tài)文明建設方面“出新績”的要求［1］。中央、國務院先后印發(fā)《建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》 與《統(tǒng)籌劃定落實三條控制線的指導意見》等系列重要政策文件，自然資源部圍繞國土空間開發(fā)與保護，結(jié)合區(qū)域地理格局特征和資源稟賦啟動開展了“雙評價”工作，其中重點對生態(tài)保護重要性開展評價工作。2020年“雙評價指南”印發(fā)實施，明確省、州、縣三級各自開展生態(tài)保護重要性評價的工作流程、重點評價指標和評價方法等內(nèi)容［2］，確定生態(tài)保護重要性評價主要是對生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)脆弱性評價，并通過評價進而進行生態(tài)保護分區(qū)。由于貴州省黔西南州不沿邊不沿海，也無鹽堿沙化等地理環(huán)境，因此根據(jù)典型喀斯特石漠化區(qū)的特殊地貌環(huán)境特征，結(jié)合指南對黔西南州典型喀斯特石漠化區(qū)特殊生態(tài)廊道環(huán)境，選取代表性極強的評價內(nèi)容和因子，結(jié)合實際開展研究和分析評價［3］。

自2018年自然資源部機構(gòu)改革與國土空間規(guī)劃體系構(gòu)建以來，國內(nèi)關于國土空間生態(tài)保護重要性評價方法相關研究逐漸增多，通過國內(nèi)相關研究發(fā)現(xiàn)，學者們圍繞不同尺度空間開展生態(tài)保護評價， 例如牛曉楠等學者從福建省域空間［4］、方一舒、王思源等［5-6］學者從昆明、昌都市域空間開展生態(tài)保護重要性相關研究。此外，在方法創(chuàng)新方面也有新突破，例如基于李杰等學者基于遙感與生態(tài)服務模型構(gòu)建對青島市生態(tài)保護重要性評價［7］。方一舒等通過構(gòu)建國土空間規(guī)劃生態(tài)保護重要性評估指標體系［6］，李晶等學者通過構(gòu)建了包括生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)敏感性的生態(tài)保護重要性評價指標體系，采用變異系數(shù)法和極限條件法開展生態(tài)保護重要性綜合評價并分析其空間差異等 ［8］。

地處西南區(qū)域的喀斯特石漠化區(qū)面積占我國國土面積的5.35%，人口密度是全國平均人口密度的1.5倍，耕地貧瘠且糧食供給壓力較大，旱澇穩(wěn)收困難較大；加之之前長期不合理土地開發(fā)利用方式，導致水土流失和植被退化嚴重，石漠化現(xiàn)象逐步形成且趨于惡性發(fā)展［9］。黔西南州近年來石漠化發(fā)展特點明顯，呈現(xiàn)類型形式多樣、面積范圍擴大、惡化程度加深、整治治理困難等特征，是西南地區(qū)石漠化等級程度較嚴重、代表性最強、綜合治理任務最艱巨地區(qū)之一［10-13］。本研究以滇黔桂三省結(jié)合部的典型喀斯特石漠化區(qū)黔西南州為例，采用地理信息技術和遙感技術，綜合評價生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)脆弱性以及自然演變的生態(tài)廊道，選取重要影響因子，結(jié)合第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)等對本底評價結(jié)果進行修正，綜合集成評價生態(tài)保護重要性，為喀斯特區(qū)國土空間開發(fā)保護提供決策參考。

1 ?研究方法

1.1 ?研究區(qū)概況

黔西南州地處滇黔桂三?。▍^(qū)）結(jié)合部，地跨E 104°35′～106°32′，N 24°38′～26°11′，東西長210 km，南北寬177 km，國土面積16 808 km2。東與黔南布依苗族自治州羅甸縣接壤，南與廣西隆林、田林、樂業(yè)3個縣隔江相望，西與云南省富源、羅平縣和六盤水市盤州市毗鄰。全州地處珠江水系南北盤江流域，最高點海拔2207.2 m，最低點海拔275 m，高差1932.2 m，海拔大多在1000～2000 m之間。地貌為低緯度高海拔山區(qū)，分為5個地貌區(qū)，即低山侵蝕山地峽谷區(qū)；巖溶高原槽壩區(qū)；巖溶侵蝕高原區(qū)；巖溶侵蝕山地區(qū)；侵蝕山地河谷區(qū)。全州有自然保護區(qū)9個，其中市州級4個，縣級5個，森林公園4個，其中國家級1個，省級3個，風景名勝區(qū)7個，其中國家級1個，省級6個，國家級地質(zhì)公園1個，國家濕地公園6個［15-17］。黔西南州具有全國性重要程度的喀斯特地區(qū)石漠化防治生態(tài)功能，具有國家糧食主產(chǎn)區(qū)功能，但是在省級生態(tài)和農(nóng)業(yè)格局中均未明顯體現(xiàn)。

1.2 ?數(shù)據(jù)獲取

本文數(shù)據(jù)主要包括黔西南州第三次國土調(diào)查成果、植被覆蓋度、高程、氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、高程、坡度、地形起伏度數(shù)據(jù)及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，詳見下表1。對各類數(shù)據(jù)的精確性、可靠性、時效性做了部分取舍，另外來源眾多的坐標系均轉(zhuǎn)化為2000國家大地坐標系，并按照行政區(qū)邊界進行裁剪。

1.3 ?研究方法

1.3.1 ?評價指標

黔西南州生態(tài)保護重要性評價主要是對生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)脆性兩個方面進行評價。本研究根據(jù)國內(nèi)相關研究， 對生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性的評價主要選取水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護評價因子；對生態(tài)脆弱性評價主要選取水土流失脆弱性和石漠化脆弱性評價因子，并運用區(qū)域性生態(tài)廊道修正方法，對各單因子評價結(jié)果集成綜合評價，全面開展了黔西南州域范圍的生態(tài)保護極重要區(qū)和生態(tài)保護重要區(qū)即“兩區(qū)”評價研究。

1.3.2 ?評價方法

1.3.2.1 ?水土保持功能重要性

根據(jù)《雙評價指南（試行）》相關要求，將坡度大于25度且植被覆蓋度大于80%的森林、灌叢和草地提取為水土保持極重要區(qū)域；在此范圍外，坡度大于15度且植被覆蓋度大于60%的森林、灌叢和草地確定為水土保持重要區(qū)域。參照《生態(tài)保護紅線劃定指南》（環(huán)辦生態(tài)48號文），采用修正的水土流失方程（RUSLE）計算，公式如下［18，23］：

A=R×K×L×S×（1-C）

A為水土保持量（t/hm2·a）；R為降雨侵蝕力（MJ·mm/hm2·h·a），K為土壤可蝕性（t·hm2·h/hm2·MJ·mm），L、S為地形起伏度，其中L為坡長，S坡度；C為植被。

C（植被）表示生態(tài)系統(tǒng)對土壤侵蝕影響。作為主導控制要素，依據(jù)不同類和不同覆蓋度植被分別賦值，水田、濕地、城鎮(zhèn)和荒漠賦值0、0、0.01和0.7（參照N-SPECT），旱地按植被覆蓋度換算，公式如下：

C旱=0.221-0.595logc1

式中，C為旱地的植被覆蓋因子，c1為小數(shù)形式的植被覆蓋度。其余生態(tài)系統(tǒng)類型賦值如表2所示（按不同植被覆蓋度進行）［23］。

1.3.2.2 ?水源涵養(yǎng)功能重要性

根據(jù)環(huán)辦生態(tài)48號文（同上），公式計算［18、23］：

TQ=∑ji=1（Pi-Ri-ETi）×Ai×103

式中：TQ總水源涵養(yǎng)量（m3），Pi降雨量（mm），Ri地表徑流量（mm），ETi蒸散發(fā)（mm），Aii類生態(tài)系統(tǒng)面積（km2），i為研究區(qū)第i類生態(tài)系統(tǒng)類型，j為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。

參照參照環(huán)辦生態(tài)48號文（同上），公式計算［13、18、19］；

WR=NPPmean×Fsic×Fpre×（1-Fslo）

式中，WR生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務能力（指數(shù)）；NPPmean表示多年植被凈初級生產(chǎn)力（均值）；Fsic為土壤滲流，F(xiàn)pre為多年平均降水量；Fslo為坡度。

1.3.2.3 ?生物多樣性功能重要性

根據(jù)中國生態(tài)系統(tǒng)評估與生態(tài)安全數(shù)據(jù)庫中的優(yōu)先保護生態(tài)系統(tǒng)分布情況，黔西南主要涉及馬尾松林、云南松林和細葉云南松林劃為極重要區(qū)。根據(jù)收集數(shù)據(jù)，研究將魚類種質(zhì)資源保護區(qū)分級劃定極重要區(qū)和重要區(qū)。參照環(huán)辦生態(tài)48號文（同上），計算公式［18、19］：

Sbio=NPPmean×Fpre×Ftem×（1-Falt）

式中：Sbio生物多樣性維護服務能力（指數(shù)），NPPmean多年植被凈初級生產(chǎn)力（均值），F(xiàn)pre多年降水量（均值），F(xiàn)tem多年氣溫（均值），F(xiàn)alt海拔。

1.3.2.4 ?水土流失脆弱性

參考參照環(huán)辦生態(tài)48號文（同上），計算公式如下［13、18］：

SSi=4 ?Ri×Ki×LSi×Ci

式中：SSi為i空間單元水土流失脆弱性指數(shù)，Ri評估因子包括降雨侵蝕力、Ki土壤可蝕性、LSi地形起伏度、Ci地表植被覆蓋。

1.3.2.5 ?研究通過生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建方法，該方法采用最短路徑的基本分析原理。如圖2表示，研究表明最短路徑是生物物種遷移與擴散的最佳路徑，能有效避免外界各種干擾。

方法共分為4個步驟，分別為生態(tài)源地（板塊）辨識、景觀阻力評價、消費面制作、生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建。（1）源地選擇。根據(jù)黔西南州區(qū)域的自然生態(tài)特點，將自然保護區(qū)、森林公園等自然保護體系中重要生態(tài)保護地（斑塊）確認為源地（source）。（2）景觀阻力評價。根據(jù)州“三調(diào)數(shù)據(jù)”調(diào)查結(jié)果，確定不同土地利用類型或生境斑塊的生境適宜性和景觀阻力大小。阻力大小劃分順序依次為城市建設用地景觀阻力最大；其次，道路的景觀阻力賦值也較大；按面積大小將水域分為兩類賦予不同的景觀阻力值。（3）潛在生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建。運用arcGIS，采用最小路徑（LCP）確定源和目標最小路徑，該路徑是最佳路徑，能有效避免各種干擾。最終通過連接斑塊與廊道，組成潛在的生態(tài)網(wǎng)絡。

通過對原始數(shù)據(jù)的數(shù)字化和遙感提取，得到現(xiàn)狀阻力和生態(tài)斑塊的基礎數(shù)據(jù)，結(jié)合上述理論分析，提出規(guī)劃建議生態(tài)廊道，流程如圖3表示。

1.3.2.6 ?生態(tài)重要性歸一化集成處理

運用Arcgis通過模型計算，得到不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務值（如水源涵養(yǎng)量、水土流失脆弱性等）柵格圖，進行柵格計算，根據(jù)“Int（［某一功能的柵格數(shù)據(jù)］/［某一功能柵格數(shù)據(jù)的最大值］×100）”公式， 歸一化處理后得當每一個柵格像元的生態(tài)系統(tǒng)服務值，將服務值按從高到低的順序排列，計算累加服務值。將累加服務值占生態(tài)系統(tǒng)服務總值比例的50%與80%所對應的柵格值，作為生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估分級的分界點，再利用地理信息系統(tǒng)重分類工具，將生態(tài)系統(tǒng)功能重要性進行分級。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價

2.1.1 ?水土保持功能重要性

綜合兩種評價方法分析，黔西南州水土保持功能極重要區(qū)的面積為782.67平方公里，占黔西南州總面積的4.66%，水土保持功能重要區(qū)面積5133.21平方公里，占州總面積30.54%（見圖4，表3）。

2.1.2 ?水源涵養(yǎng)功能重要性

綜合評價分析，黔西南州水源涵養(yǎng)功能極重要區(qū)的面積為4498.68 km2，占黔西南州總面積的26.76%，水源涵養(yǎng)功能重要區(qū)面積為5357.92 km2，占黔西南州總面積的31.88%（見圖5，表3）。

2.1.3 ?生物多樣性維護功能重要性

綜合評價分析，黔西南州生物多樣性維護功能極重要區(qū)的面積為2053.70平方公里，占黔西南州總面積的12.22%；生物多樣性維護功能重要區(qū)的面積為7945.08平方公里，占黔西南州總面積的47.27%（見圖6，表3）。生物多樣性維護功能重要性分布與區(qū)域性生態(tài)廊道修正基本重疊，呈片塊狀分布，主要有南部啞鈴狀的清水河自然保護區(qū)-仙鶴坪自然保護區(qū)、冊亨北部、望謨中北部、貞豐東部、興仁南部、晴隆北部、普安的樓下、地瓜、新店、罐子窯等區(qū)域。

2.1.4 ?生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性集成評價

黔西南州生態(tài)系統(tǒng)服務功能集成極重要區(qū)面積6569.14km2，占黔西南州總面積39.08%，生態(tài)系統(tǒng)服務功能集成重要區(qū)的面積為7152.13km2，占黔西南州總面積的42.55%（見圖7，表3）。

2.2 ?生態(tài)脆弱性評價

2.2.1 ?水土流失脆弱性分析

根據(jù)以上綜合評價，黔西南州水土流失極脆弱區(qū)面積為594.92 km2，占全州面積3.54%，水土流失脆弱區(qū)面積為1556.50 km2，占全州總面積的9.26%（見圖8，表4）。

2.2.2 ?石漠化脆弱性分析

根據(jù)以上評價方法分析得出，黔西南州石漠化極脆弱區(qū)面積為611.58 km2，占全州總面積3.64%，脆弱區(qū)面積為1840.18 km2，占全州總面積的10.95%。黔西南州碳酸鹽空間分布變化較大，石漠化極脆弱區(qū)主要分布在西南部的興義和中部的貞豐、安龍等縣（市），其他縣均有少量分布。望謨和冊亨兩地大面積土地巖性為非碳酸鹽巖，呈現(xiàn)為非喀斯特地貌的地區(qū)面積較大，高植被覆蓋率也使其分布有大面積的非石漠化區(qū)域（見圖9，表4）。

2.2.3 ?生態(tài)脆弱性集成評價

黔西南州生態(tài)極脆弱區(qū)面積為1184.03 km2，占全州總面積的7.04%，生態(tài)脆弱區(qū)面積為3003.04 km2，占全州總面積的17.87%（見圖10，表4）。

2.3 ?綜合評價集成分析

2.3.1 ?生態(tài)重要性集成評價結(jié)果

根據(jù)上述分析，經(jīng)“兩區(qū)”本底評價結(jié)果與重要生態(tài)廊道矢量圖層疊加分析，根據(jù)地形地貌、行政地物和氣候條件等作適當修正，形成全州生態(tài)保護極重要區(qū)面積6501.29 km2，占全州國土總面積的38.68%；生態(tài)保護重要區(qū)面積8167.19 km2，占全州國土總面積的48.59%（見圖11）。

2.3.2 ?綜合評價結(jié)果修正

根據(jù)景觀生態(tài)學原理，識別出重要的區(qū)域性生態(tài)廊道，為了保證廊道具備一定的生態(tài)功能，將廊道1000m寬度的緩沖區(qū)范圍調(diào)整為極重要區(qū)。結(jié)合識別的潛在生態(tài)廊道和第三次全國國土調(diào)查現(xiàn)狀地類疊加分析，比對明顯不合理的圖斑地塊進行扣除，如對生態(tài)極重要區(qū)內(nèi)存在城鎮(zhèn)、工礦、農(nóng)村宅基地、設施農(nóng)用地等無生態(tài)功能的用地，以及大面積頻繁種植的耕地等弱生態(tài)功能用地進行了扣減修正，將原已形成較強生態(tài)功能價值的自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園、風景名勝區(qū)、水源保護區(qū)、一級保護林地等評估補劃納入。修正后全州生態(tài)保護極重要區(qū)面積5803.89 km2，占全州國土總面積34.53%；生態(tài)保護重要區(qū)面積8808.20 km2，占全州總面積52.40%（見圖12）。

3 結(jié)論與討論

開展黔西南州生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性和生態(tài)脆弱性評價，是新時期建設生態(tài)文明，實現(xiàn)國土空間規(guī)劃科學性的重要舉措。通過研究發(fā)現(xiàn)，黔西南州生態(tài)保護極重要區(qū)面積5803.89 km2，占全州國土面積的比例約34.53%，主要位于黔西南州北部的晴隆、普安、西南部興義、興仁和東部的望謨等縣市。極重要區(qū)內(nèi)分布的土地類型主要為林地，面積為5199.22 km2，其次還有水域（包括坑塘溝渠）以及石漠化和水土流失較為嚴重的生態(tài)脆弱未利用地區(qū)域，還有為保持生態(tài)功能完整性納入集中連片生態(tài)保護的草地、零星分布耕地、園地等“三調(diào)”地類。生態(tài)保護重要區(qū)面積8808.20 km2，占全州國土總面積的52.40%，各縣市均有分布，主要分布安龍和冊亨等縣，各類用地均有涉及，主要為林地。生態(tài)系統(tǒng)服務功能各級重要性整體上表現(xiàn)出條帶或區(qū)塊分布，具體各功能其各重要性等級又表現(xiàn)出差異性。通過對黔西南州生態(tài)重要性評價分析，發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務功能越重要，生態(tài)脆弱性越高，其結(jié)果表明越是生態(tài)性脆弱地區(qū)在未來的保護力度應該進一步加強。

通過本研究，成果充分應用于當前正在開展的國土空間“三區(qū)三線”（生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)三類空間，生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田保護紅線和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界）劃定與完善，特別在生態(tài)保護紅線評估調(diào)整工作中擬將生態(tài)保護重要性等級較高、集中連片的極重要區(qū)優(yōu)先劃入生態(tài)保護紅線圖斑；同時對不影響生態(tài)功能適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)發(fā)展的國土空間作好科學合理布局，力求夯實全州生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)功能空間和底線約束，為高質(zhì)量編制好國土空間規(guī)劃和提升國土空間開發(fā)保護打下堅實基礎、提供參考和借鑒。

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Evaluation on the Importance of Ecological Protection in Southwest Guizhou

Wu Kai1，Cao Jianfeng2，Wu Xiangbo3，Xiao Jiujun4，Li Bo3

（1.Land and Resources Bureau of Qianxinan State of Guizhou，Xingyi，Guizhou 562400，China;2.Qiansheng Engineering Management Co ，Ltd of Guizhou Province，Guizhou，Xingyi 562400，China;3.Institute of Mountain Resources，Guizhou Academy of Sciences，Guizhou，Guiyang 550025，China;4.Caupd Beuing Planning& Design Consultants LTD.Jiangsu Branch，Jiangsu，Nanjing 210000，China）

Abstract：

The evaluation of the importance of ecological protection is an important part of building a new era of land and space planning system，realizing the scientific nature of land and space planning，and improving the ' double evaluation ' work.In this study，soil and water conservation，water conservation，biodiversity maintenance，soil and water loss vulnerability，rocky desertification vulnerability assessment and other factors were selected as the main factors for analysis.Investigation of Physical and Geographical Characteristics and Leading Environmental Factors Affecting Karst Rocky Desertification Area，F(xiàn)ormation of single factor background evaluation results .The regional ecological corridor correction method is used to analyze the topology of the weak ecological function areas and the patch plots with obvious indigenous ecological protection functions in the ' Three Adjustments ' area，and the integrated analysis and correction are carried out to form the distribution of the ecological protection ' two zones ' in Qianxinan Prefecture.According to the evaluation results，the extremely important area of ecological protection in the state is 5803.89 km2，accounting for 34.53 % of the total area of the state.The area of important ecological protection areas is 8808.20 km2，accounting for 52.40 % of the total land area of the state.The results show that the research on the importance evaluation of ecological protection in Qianxinan Prefecture provides reference for the evaluation of the importance of ecological protection in other karst areas，and also provides reference for the optimization and adjustment of ecological protection red line and the optimization of the overall pattern of land and space development and protection in the new round of land and space planning in Qianxinan Prefecture.

Keywords：

importance of ecological protection; evaluation; development and protection of territorial space; karst desertification area; Qianxinan autonomous prefecture