生態(tài)問題綜合診斷與生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)研究

摘 要：結(jié)合山水林田湖草濕特點開展生態(tài)修復(fù)分區(qū)是國土空間生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)，但目前多以單一生態(tài)要素生態(tài)問題為主劃分生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)。本研究因地制宜選取了8個主要生態(tài)問題構(gòu)建玉溪市生態(tài)問題指標(biāo)體系，結(jié)合生態(tài)風(fēng)險評估結(jié)果綜合劃定玉溪市生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)。研究表明：①玉溪市離中心城區(qū)越遠(yuǎn)，生態(tài)風(fēng)險等級越低；②玉溪市存在的生態(tài)問題包括水土流失、石漠化、河流水體污染、林地退化、耕地破碎化、湖泊水體污染、草地退化以及濕地退化；③玉溪市生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)包括重點修復(fù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)和一般修復(fù)區(qū)。重點修復(fù)區(qū)主要分布在玉溪市新平縣-元江縣干熱河谷地帶及三湖區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)開展有針對性的生態(tài)修復(fù)工作；生態(tài)保育區(qū)主要分布在新平縣，該區(qū)域生態(tài)風(fēng)險較低，應(yīng)重點布局生物多樣性保護(hù)與提質(zhì)工程；一般修復(fù)區(qū)大部分位于玉溪市紅塔區(qū)內(nèi)，該區(qū)域主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，單一生態(tài)問題不突出，該區(qū)域應(yīng)重點實施土地整治以及水環(huán)境治理工程。

關(guān)鍵詞：山水林田湖草濕；生態(tài)風(fēng)險評估；生態(tài)問題指標(biāo)體系；生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)；玉溪市

中圖分類號：X321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9655（2025）01-00-05

0 引言

國土空間是自然地理環(huán)境和社會環(huán)境要素在空間上的互相作用形成的綜合系統(tǒng)[1]，多年來人類對國土空間的高強(qiáng)度開發(fā)已經(jīng)超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。面臨諸多生態(tài)退化問題，黨的十九大報告提出了“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念[2，3]，各部門針對國土空間綜合整治和生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作提出了明確要求和部署，并取得很多積極的成效。國土空間綜合整治和生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作已成為“山水林田湖草是一個生命共同體”理念的重要路徑[4]。目前，國家層面組織實施了多批山水林田湖草濕生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程，成效明顯。但生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程多以單一生態(tài)要素保護(hù)和修復(fù)為主，要實現(xiàn)山水林田湖草濕綜合治理需打破生態(tài)要素界限，采用生態(tài)系統(tǒng)綜合管理理論，實現(xiàn)山水林田湖草濕整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理[5]。

國土空間生態(tài)修復(fù)分區(qū)是國土空間生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)。目前大部分的國土空間生態(tài)修復(fù)分區(qū)依賴于方案制定者的經(jīng)驗以及對區(qū)域的了解程度，缺少在生態(tài)系統(tǒng)尺度綜合的理論思想和方法指導(dǎo)。而山水林田湖草濕生態(tài)問題系統(tǒng)診斷過程中也多以單一區(qū)域、單一生態(tài)要素生態(tài)問題為主劃分生態(tài)修復(fù)分區(qū)，很難在生態(tài)系統(tǒng)尺度上體現(xiàn)山水林田湖草濕是一個生命共同體[6]。

因此，本研究以玉溪市為例，以山水林田湖草濕一體化保護(hù)修復(fù)為主線，充分考慮玉溪市生態(tài)地位重要性，基于生態(tài)系統(tǒng)和資源現(xiàn)狀，分析玉溪市生態(tài)風(fēng)險，構(gòu)建生態(tài)問題指標(biāo)體系，并探索基于山水林田湖草濕生命共同體理念的生態(tài)修復(fù)分區(qū)，為國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)和生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作提供一種新方法。

1 研究概況及方法

1.1 研究區(qū)概況

玉溪地處云南省中部、滇中腹地核心區(qū)域，下轄1市2區(qū)6縣，總面積為1494156.39 hm2。玉溪市地處云南省滇東高原山區(qū)和滇西橫斷山脈縱谷區(qū)的過渡區(qū)域，為典型的高原山地地貌，山脈縱橫、河湖眾多，山地、峽谷、湖泊、盆地相間，東西差異顯著，海拔高差懸殊，地形地貌較為復(fù)雜。玉溪市以哀牢山為市內(nèi)主要山脈，境內(nèi)地勢西北高、東南低。玉溪市西部新平縣和元江縣以高中山河谷地貌為主，山巒連綿，谷壑縱橫。中東部峨山縣、易門縣和紅塔區(qū)屬滇中高原山區(qū)，以中山地貌為主，東部紅塔區(qū)、江川區(qū)、華寧縣和澄江市以湖盆壩區(qū)為主，有撫仙湖、星云湖、杞麓湖、陽宗海四個高原湖泊，生態(tài)地位重要（見圖1）。

1.2 研究思路及方法

本研究以玉溪市全市76個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）為基本評價單元。結(jié)合前人的研究和玉溪市的特征，利用各地類的面積比例構(gòu)建土地利用生態(tài)風(fēng)險指數(shù)[6]。根據(jù)玉溪市區(qū)域面積特征，本研究采用300 m×300 m的正方形樣地對玉溪市進(jìn)行空間采樣，計算每塊樣地生態(tài)風(fēng)險值，作為樣地中心點的平均生態(tài)風(fēng)險水平。

結(jié)合玉溪市主要的生態(tài)環(huán)境問題，構(gòu)建生態(tài)問題指數(shù)，識別玉溪市主要生態(tài)問題。綜合玉溪市生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果與主要生態(tài)問題評價結(jié)果，劃分玉溪市生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)。在此基礎(chǔ)上，針對各分區(qū)內(nèi)主要生態(tài)問題分布特征，采用空間疊加方法和系統(tǒng)聚類分析法，細(xì)化為6個生態(tài)保護(hù)修復(fù)二級分區(qū)。

1.3 生態(tài)問題指標(biāo)體系構(gòu)建

從生態(tài)系統(tǒng)整體尺度出發(fā)，結(jié)合玉溪市的實際情況通過分析全市耕地資源、園地資源、林地資源、建設(shè)用地（城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村建設(shè)用地）、礦產(chǎn)資源、水資源等資源利用現(xiàn)狀，因地制宜選取水土流失率、石漠化率、河流/湖庫水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、林地面積變化率、耕地斑塊密度、草地面積變化和濕地減少率共8個生態(tài)問題指標(biāo)來綜合構(gòu)建玉溪市生態(tài)問題指標(biāo)體系（表1）。

1.4 生態(tài)問題指數(shù)測算

采用數(shù)據(jù)歸一化方法對生態(tài)問題指標(biāo)體系涉及的各類原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一歸一化處理，消除各類原始數(shù)據(jù)量綱和量級的影響。根據(jù)評價的問題指標(biāo)所涉及的山水林田湖草濕的個數(shù)，來確定各項指標(biāo)的權(quán)重。利用線性加權(quán)函數(shù)來構(gòu)建生態(tài)問題指數(shù)，生態(tài)問題指數(shù)測算公式如下：

式中：I—生態(tài)問題指數(shù)；Ei—第i項生態(tài)問題指數(shù)的值；Wi—第i項生態(tài)問題指標(biāo)的權(quán)重。結(jié)合ArcGIS工具中的標(biāo)準(zhǔn)分類方法，主要有等距分類（Equal interval）、定義間隔（Defined Interva）、分位數(shù)（Quantile）、自然間斷點分級法 （Jenks）、幾何間隔（Geometrical interval）和標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation）六種分類方法。相等間隔分類和定義的間隔分類主要將數(shù)據(jù)進(jìn)行等間距分類；分位數(shù)主要適用于呈線性分布的數(shù)據(jù)，每個類數(shù)據(jù)數(shù)量相等，不考慮數(shù)值大??；自然間斷點分級法（Jenks）是基于數(shù)據(jù)中固有的自然分組，分類原則即同類集中，將同一類別中的數(shù)據(jù)值差異值差異最小化，把類別之間的數(shù)據(jù)值差異最大化；幾何間隔主要適用于非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)或當(dāng)數(shù)據(jù)的分布極其傾斜的情況；標(biāo)準(zhǔn)差（Standard deviation）用于顯示要素屬性值與平均值之間的差異。參照前人的研究[7]，根據(jù)計算結(jié)果，基于生態(tài)問題同類集中，綜合分布的原則，故采用ArcGIS工具的自然斷點法（Jenks）將玉溪市生態(tài)問題分為三個等級：一般（0.014588～0.068984）、較嚴(yán)重（0.068985～0.120000）、嚴(yán)重（0.120001～0.307218）。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要生態(tài)問題

2.1.1 水土流失問題突出

玉溪市是一個以山區(qū)、半山區(qū)為主的地區(qū)，地形條件復(fù)雜，水土流失主要為輕度侵蝕和中度侵蝕，主要分布于元江河谷兩側(cè)、華寧縣及易門縣山區(qū)、三湖等區(qū)域。水土流失率嚴(yán)重區(qū)域主要分布在新平縣漠沙鎮(zhèn)，元江縣曼來鎮(zhèn)、甘莊街道、因遠(yuǎn)鎮(zhèn)以及洼垤鄉(xiāng)，峨山縣甸中鎮(zhèn)、大龍?zhí)多l(xiāng)以及小街街道，華寧縣青龍鎮(zhèn)。較嚴(yán)重區(qū)域主要分布在元江河谷兩側(cè)，峨山縣以及澄江市九村鎮(zhèn)、?？阪?zhèn)等區(qū)域，其中新平縣、元江縣、峨山縣及華寧縣以水土流失率嚴(yán)重和較嚴(yán)重區(qū)域為主。

2.1.2 石漠化面積大分布廣

玉溪市位于喀斯特地貌區(qū)和巖溶地區(qū)的土地屬石漠化較為嚴(yán)重的區(qū)域之一。石漠化在易門縣、紅塔區(qū)、江川區(qū)、華寧縣、通?？h、澄江市等區(qū)縣均有分布。通過石漠化率計算，易門縣、澄江市、江川縣、通?？h和華寧縣石漠化出露分布較廣，受到石漠化影響土地的比例較重的主要有易門縣、華寧縣和澄江市，主要集中分布于華寧縣、易門縣北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，澄江市北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

2.1.3 耕地破碎

玉溪市耕地破碎化程度較為明顯。從耕地斑塊密度的空間分布來看，新平縣北部區(qū)域、元江縣、易門縣、紅塔區(qū)以及新平縣南部區(qū)域耕地破碎化較嚴(yán)重，耕地集中連片性較差。

2.1.4 草地退化嚴(yán)重

玉溪市草地資源主要分布在元江縣，元江縣內(nèi)分布有云南典型地域特色的“干熱稀樹草原”。從玉溪市草地退化的空間分布來看，退化嚴(yán)重區(qū)域主要分布在元江縣咪哩鄉(xiāng)等，新平縣平甸鄉(xiāng)、建興鄉(xiāng)，峨山縣甸中鎮(zhèn)、化念鎮(zhèn)、雙江街道、研和街道、桂山街道，易門縣北部區(qū)域，江川區(qū)大街街道、安化彝族鄉(xiāng)和高大傣族彝族鄉(xiāng)以及華寧縣。

2.1.5 濕地萎縮

濕地被農(nóng)業(yè)空間和城鎮(zhèn)空間侵占，生態(tài)服務(wù)功能存在下降的風(fēng)險。濕地資源主要是撫仙湖、星云湖、杞麓湖三湖、曲江和元江主要支流。撫仙湖、星云湖、杞麓湖流域是重要的城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)域，同時也是重要的自然濕地資源，頻繁的經(jīng)濟(jì)活動和人口流動進(jìn)一步加劇環(huán)境壓力，濕地資源被農(nóng)業(yè)空間和城鎮(zhèn)空間侵占仍然存在，隨著撫仙湖、星云湖、杞麓湖湖泊流域城鎮(zhèn)化、旅游業(yè)迅猛發(fā)展，湖泊岸帶生態(tài)系統(tǒng)功能存在退化的情況。

2.2 生態(tài)風(fēng)險識別

首先根據(jù)玉溪市斑塊面積特征，采用等間距系統(tǒng)采樣法，以300 m×300 m的正方形樣地對研究區(qū)域進(jìn)行空間化，共有樣區(qū)179985個。通過樣區(qū)內(nèi)各地類的面積比例計算每個樣地生態(tài)風(fēng)險值[7，8]，作為樣地中心點的生態(tài)風(fēng)險水平。最后結(jié)合ArcGIS工具，通過計算各樣點生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，結(jié)合前人的研究成果" [7]，采用ArcGIS工具的自然斷點法（Jenks），將玉溪市生態(tài)風(fēng)險值劃分為高風(fēng)險（0.2204920.393400）、中風(fēng)險（0.109399～0.220491）以及低風(fēng)險（0.042700～ 0.109398）三個等級（圖2）。

2.3 生態(tài)修復(fù)分區(qū)

玉溪市生態(tài)問題之間相互制約、相互影響，并存在著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)性?；谟裣猩鷳B(tài)風(fēng)險等級和8個生態(tài)問題指數(shù)的測算結(jié)果，劃定玉溪市保護(hù)修復(fù)分區(qū)，劃分為重點修復(fù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)和一般修復(fù)區(qū)（表2）[8]。

本研究將與人類活動密切相關(guān)生態(tài)風(fēng)險等級為低等級的區(qū)域劃分為生態(tài)保育區(qū)，將與生態(tài)環(huán)境指數(shù)為一般的區(qū)域劃分為綜合修復(fù)區(qū)，其余全部劃分為重點修復(fù)區(qū)。區(qū)域區(qū)域劃分為重點修復(fù)區(qū)，結(jié)合ArcGIS的重分類工具和系統(tǒng)聚類分析法（空間約束條件選擇的按照鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行約束），以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元劃分一級分區(qū)（圖3）。通過分析，重點修復(fù)區(qū)涉及55個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積951594.47 hm2，占玉溪市國土面積的63.68%。生態(tài)保育區(qū)主要分布在新平縣；綜合修復(fù)區(qū)大部分位于玉溪市紅塔區(qū)，該區(qū)域生態(tài)問題較多，但單一生態(tài)問題不突出。

在此基礎(chǔ)上，針對各分區(qū)內(nèi)水土流失、石漠化、河流水體污染、林地退化、耕地破碎化、湖泊水體污染、草地退化以及濕地退化等主要生態(tài)問題分布特征和面積，以及上位規(guī)劃要求，結(jié)合生態(tài)修復(fù)保護(hù)一級分區(qū)結(jié)果，生態(tài)修復(fù)區(qū)可進(jìn)一步細(xì)化為6個分區(qū)（圖4）。

3 結(jié)論

（1）玉溪市生態(tài)問題突出，需迫切開展生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作

通過對玉溪市山水林田湖草濕生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀調(diào)查與分析，構(gòu)建生態(tài)問題指標(biāo)體系，通過利用線性加權(quán)函數(shù)來構(gòu)建生態(tài)問題指數(shù)，識別玉溪市主要生態(tài)問題。該區(qū)域的主要生態(tài)環(huán)境問題包括水土流失、石漠化、河流水體污染、林地退化、耕地破碎化、湖泊水體污染、草地退化、濕地退化。玉溪市存在多種生態(tài)環(huán)境問題，需迫切采取綜合措施進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)。

生態(tài)問題嚴(yán)重區(qū)主要集中在新平縣、元江縣、易門縣、峨山縣及華寧縣，紅塔區(qū)、江川區(qū)及澄江部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)共33個；生態(tài)問題較嚴(yán)重區(qū)主要集中在新平縣、澄江市、江川區(qū)、紅塔區(qū)、峨山縣及三湖區(qū)域，涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)34個；生態(tài)問題一般區(qū)主要集中在玉溪市中心城區(qū)周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)12個。

（2）統(tǒng)籌劃定山水林田湖草濕生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)，分區(qū)施策，綜合治理

本研究綜合玉溪市生態(tài)本底條件，針對森林、河流、湖泊、水庫、濕地和草地等生態(tài)要素，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本劃分單元，基于玉溪市8個生態(tài)問題指標(biāo)以及生態(tài)問題指數(shù)的測算結(jié)果，將玉溪市劃分為重點修復(fù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)和一般修復(fù)區(qū)，在此基礎(chǔ)上，針對各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要生態(tài)問題，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元，細(xì)化分區(qū)，并針對每個區(qū)域分區(qū)施策。

對重點修復(fù)區(qū)，針對主要問題應(yīng)開展有針對性和具體的生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作。以高原湖泊保護(hù)修復(fù)、生物多樣性維護(hù)為重點，統(tǒng)籌全域山水林田湖草濕的保護(hù)修復(fù)。生態(tài)保育區(qū)應(yīng)重點維護(hù)區(qū)域良好的生態(tài)本底與生態(tài)功能，以哀牢山保護(hù)為重點，筑牢西部哀牢山生態(tài)屏障，重點實施生物多樣性提質(zhì)工程。一般修復(fù)區(qū)應(yīng)以中北部兩江流域水環(huán)境治理為重點，保障水環(huán)境安全，重點實施綜合土地整治以及水環(huán)境治理工程等工程。

參考文獻(xiàn)：

[1] 傅伯杰.國土空間生態(tài)修復(fù)待把握的幾個要點[J].中國科學(xué)院院刊，2021，36（1）：64-69.

[2] 王夏暉，何軍，饒勝，等.山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)思路與實踐[J].環(huán)境保護(hù)，2018，46（S1）：17-20.

[3] 榮月靜，郭新亞，杜世勛，等.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及生態(tài)敏感性與PSR 模型的生態(tài)承載力空間分析[J].水土保持研究，2019，26（1）：323-329.

[4] 張簫，牟雪潔，王夏暉，等.國土空間生態(tài)修復(fù)分區(qū)研究—以海南島為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2021，37 （2）：183-189.

[5] 傅伯杰.我國生態(tài)系統(tǒng)研究的發(fā)展趨勢與優(yōu)先領(lǐng)域[J].地理研究，2010，29（3）：383-396.

[6] 宋偉，韓賾，劉琳.山水林田湖草生態(tài)問題系統(tǒng)診斷與保護(hù)修復(fù)綜合分區(qū)研究——以陜西省為例[J].生態(tài)學(xué)，2019，39（23）：8975-8989.

[7] 李麗清.縣級國土空間生態(tài)問題識別及保護(hù)修復(fù)分區(qū)研究——以桂林市臨桂區(qū)為例[J].自然資源情報，2022（1）.

[8] 胡金龍，周志翔，滕明君，等.基于土地利用變化的典型喀斯特流域生態(tài)風(fēng)險評估： 以漓江流域為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2017，28（6）： 2003-2012.

收稿日期：2024-01-30

作者簡介：楊仙瑜（1990-），女，碩士，工程師，從事國土空間規(guī)劃、生態(tài)修復(fù)以及地理信息系統(tǒng)工程等研究及工作。

Abstract： Zoning ecological restoration based on the characteristics of mountains， waters， forests， fields， lakes， and wetlands is the foundation of territorial space ecological restoration. However， current zoning for ecological protection and restoration often focuses on individual ecological elements. This study selectively constructed an index system for ecological problems in Yuxi City based on eight primary ecological indicators while also considering geographical conditions. The ecological protection and restoration zones of Yuxi City were designated based on the results of ecological risk assessment. The study found that the farther away from the city center， the lower the ecological risk level in Yuxi. The ecological problems in Yuxi include soil erosion， desertification， river water pollution， forest degradation， fragmentation of cultivated land， lake water pollution， grassland degradation， and wetland degradation. The ecological protection and restoration zones in Yuxi City include key restoration areas， ecological conservation areas， and general restoration areas. Key restoration areas are primarily located in the dry hot valley area between Xinping County and Yuanjiang County as well as the three lake areas in Yuxi City. Specific ecological restoration work should be carried out in these areas. Ecological conservation areas are mainly located in Xinping County， an area with relatively low ecological risk. Biodiversity protection and improvement projects should be intensively arranged in these regions. The general restoration area is mostly in Hongta District of Yuxi City， a region primarily dominated by agricultural production. No single ecological issue stands out here， so focused efforts should be put in terms of land consolidation and water environment management projects.