高平市生態(tài)功能保護(hù)體系及區(qū)域劃定研究
第一章 緒論
1.1 引言
生態(tài)系統(tǒng)具有維護(hù)物種多樣性、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境等重要作用,為人類提供豐富的生態(tài)產(chǎn)品與適宜的居住環(huán)境,是人類生存發(fā)展的基礎(chǔ)。然而人類社會(huì)發(fā)展過程中不合理的資源開發(fā)與利用,使得森林植被面積銳減,生物多樣性減少、土地退化、水土流失嚴(yán)重、自然災(zāi)害頻發(fā)等[1-4],亦導(dǎo)致區(qū)域水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤等的污染問題日益突出[5-7]。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國沙漠化土地面積約 7.1×105km2,每年以 2.1×103km2的速度遞增;水土流失面積達(dá) 15×105km2,每年流入江河的泥沙量約為 5×109t;原始森林面積以每年 5×103km2的速度減少,森林覆蓋率 18.21%,草原退化面積達(dá) 8.7×105km2;耕地面積急劇減少,人均耕地不及世界人均的 1/3;生物多樣性的減少,瀕危野生物種達(dá) 156 種,生態(tài)環(huán)境狀況不容樂觀。近年來,我國采取了各項(xiàng)生態(tài)保護(hù)措施,有效地遏制了生態(tài)環(huán)境惡化的勢(shì)頭,但仍未能根本扭轉(zhuǎn)生態(tài)退化總體趨勢(shì)。為此,建立系統(tǒng)完整的生態(tài)文明制度體系,劃定生態(tài)保護(hù)紅線,確立有效的生態(tài)保護(hù)措施,保障生態(tài)安全勢(shì)在必行[8-9]。 山西省是我國主要資源型省份,長(zhǎng)期以煤炭資源作為支柱產(chǎn)業(yè),過度開采及粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展力狀況較差[10]。據(jù)調(diào)查全省地表沉陷 690.08 km2;水土流失面積為 108472km2,每年土壤表土損失達(dá) 2×108t;地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點(diǎn) 11425 處;生物多樣性降低、生態(tài)系統(tǒng)退化、森林覆蓋率僅 14.12%;水資源缺乏、環(huán)境污染漸趨嚴(yán)重,加劇了生態(tài)環(huán)境失衡。整體來看山西省生態(tài)環(huán)境狀況較差,形勢(shì)堪憂。 本文研究區(qū)山西省高平市氣候干燥、降水較少,屬于煤炭主要產(chǎn)區(qū)之一,長(zhǎng)期的煤炭開采引發(fā)區(qū)域地面塌陷、植被破壞、土地質(zhì)量下降、水土流失加劇,地下水位下降、水資源緊缺等問題。因此以既具有北方地區(qū)典型自然特性,又具有煤炭資源型城市的生態(tài)環(huán)境特征的縣域—高平市為研究對(duì)象,結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)和生態(tài)格局,進(jìn)行生態(tài)保護(hù)體系的研究十分必要。
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1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
自 1980 年代起,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(Ecological networks,ENs)的提出被視為保護(hù)越來越碎片化的自然生態(tài)系統(tǒng)的理想方式,包括核心區(qū),走廊和緩沖區(qū),可有效連接生境斑塊[11-13],為生物多樣性與景觀多樣性保護(hù)提供有效空間。北美和歐洲的很多規(guī)劃都應(yīng)用了該概念,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保證了生態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性,降低了生態(tài)系統(tǒng)的破碎化[14-15],生態(tài)網(wǎng)絡(luò)在不同類型分類可視為對(duì)生態(tài)功能保護(hù)體系劃定方法的探索。歐洲對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究則將其分為精細(xì)利用地的自然網(wǎng)絡(luò),精細(xì)利用地的多功能網(wǎng)絡(luò),粗放利用地的多功能網(wǎng)絡(luò)三類,不同類型的區(qū)域保護(hù)要求不同,如精細(xì)利用地的自然網(wǎng)絡(luò)開發(fā)嚴(yán)格控制。1995年,歐洲為保護(hù)生物和景觀多樣性提出了泛歐洲戰(zhàn)略,建立跨歐生物保護(hù)網(wǎng)絡(luò)[16]。荷蘭的北布拉班特省(North Brabant)的物質(zhì)空間規(guī)劃亦是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施(Ecological Infrastructure,EI)是指城市人類生存與活動(dòng)所依賴的自然系統(tǒng),狹義上它包括城市綠地,林業(yè)及農(nóng)業(yè)、自然保護(hù)地等系統(tǒng)。為解決日趨嚴(yán)重的城市環(huán)境問題而逐步形成的概念。北美的綠色通道、野生生物廊道,歐洲濱水緩沖區(qū),均是對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)。自 1980 年代以來美國公園綠地的設(shè)計(jì)目標(biāo)已從休閑宜人轉(zhuǎn)為城市生態(tài)保護(hù)。目前生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)方向是以生物保護(hù)與利用,環(huán)境資源的優(yōu)化配置為先。
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第二章 基礎(chǔ)理論與技術(shù)方法
2.1 生態(tài)功能保護(hù)體系概述
生態(tài)功能保護(hù)體系是指根據(jù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的敏感性、功能重要性及保護(hù)特殊性的空間分異規(guī)律,形成的不同生態(tài)保護(hù)管控要求的空間結(jié)構(gòu)。建立生態(tài)功能保護(hù)體系主要是通過科學(xué)合理的區(qū)劃技術(shù)方法,依據(jù)生態(tài)保護(hù)優(yōu)先原則將區(qū)域空間劃分為不同保護(hù)層級(jí)的區(qū)域,對(duì)區(qū)域人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)及環(huán)境保護(hù)措施作出合理安排,是一種創(chuàng)新的環(huán)境管理手段。 根據(jù)生態(tài)功能保護(hù)體系的概念,生態(tài)功能保護(hù)體系基本特征包括: (1)差異性,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程及服務(wù)功能存在差異性;不同級(jí)別區(qū)域保護(hù)對(duì)象、管控對(duì)象、生態(tài)保護(hù)要求在空間上存在差異; (2)區(qū)域共軛性,不同層級(jí)區(qū)域之間空間分布相互獨(dú)立,互不重復(fù),管控要求具有獨(dú)特性; (3)完整性,反映在不同層級(jí)區(qū)域空間上相互關(guān)聯(lián),雖各自獨(dú)立,但各區(qū)域仍保持內(nèi)部物質(zhì)、能量及信息的流動(dòng);生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的完整;體系建立過程各技術(shù)環(huán)節(jié)之間相銜接,整體性強(qiáng)。 (4)多分區(qū)、全覆蓋,生態(tài)功能保護(hù)體系不同層級(jí)保持空間連續(xù)性共同構(gòu)成一個(gè)完整的區(qū)域空間范圍。
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2.2 生態(tài)功能保護(hù)體系劃定的基礎(chǔ)理論
區(qū)域生態(tài)學(xué)是一門主要研究區(qū)域的生態(tài)結(jié)構(gòu)、過程、功能及各生態(tài)要素相互作用的新興學(xué)科[38]。區(qū)域生態(tài)研究的核心要素為生態(tài)介質(zhì),根據(jù)介質(zhì)不同,生態(tài)區(qū)域可分為流域、風(fēng)域和資源圈三類。重點(diǎn)研究區(qū)域的生態(tài)分異規(guī)律,演變規(guī)律及驅(qū)動(dòng)力、生態(tài)承載力、生態(tài)適宜性、生態(tài)資產(chǎn)流轉(zhuǎn)及生態(tài)補(bǔ)償?shù)壤鏅C(jī)制[38]。區(qū)域生態(tài)學(xué)較多應(yīng)用在大尺度生物多樣性的研究,研究涉及物種分布模型、物種多樣性的緯度梯度格局、新陳代謝理論等[39]。目前,區(qū)域生態(tài)學(xué)可作為區(qū)域生態(tài)問題與生物多樣性保護(hù)的有力方式。干擾是生態(tài)系統(tǒng)外部離散事件作用,可改變景觀結(jié)構(gòu)及資源的配置情況,包括自然干擾、生物干擾及人為干擾[40]。自然干擾及生物干擾是生態(tài)系統(tǒng)自發(fā)的演變過程,人為干擾是環(huán)境惡化及生態(tài)系統(tǒng)退化的主要原因,包括過度開墾、農(nóng)藥殺蟲劑的使用、亂采亂伐、超載放牧、過度捕撈等。生態(tài)系統(tǒng)退化主要是由于人類活動(dòng)干擾造成了自然及生物機(jī)制的改變。因此明確不同生態(tài)系統(tǒng)干擾因子、作用規(guī)律和行為動(dòng)向?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的保護(hù)具有重要作用。把干擾生態(tài)學(xué)理論及思想應(yīng)用到生態(tài)功能保護(hù)體系劃分中,維護(hù)自然干擾機(jī)制的作用,降低人為干擾的不利影響,將有助于生態(tài)功能保護(hù)體系的科學(xué)性,并且可以為紅線區(qū)、黃線區(qū)、綠線區(qū)的管理措施提供依據(jù)。
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第三章 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理 .......... 17
3.1 研究區(qū)域概況 ............ 17
3.1.1 高平市自然環(huán)境與資源概況 .......... 17
3.1.2 高平市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況 .... 18
3.1.3 特殊保護(hù)區(qū)域調(diào)查 ...... 19
3.2 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀 .......... 22
3.3 數(shù)據(jù)提取與預(yù)處理 .... 26
第四章 生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)及特殊保護(hù)區(qū)域識(shí)別 .......... 31
4.1 生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)方法 ........... 31
4.1.1 評(píng)價(jià)單元 ............ 31
4.1.2 指標(biāo)體系的建立 .......... 31
4.1.3 研究方法 ............ 32
4.2 生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià) .......... 34
4.3 特殊保護(hù)區(qū)域識(shí)別 .... 43
第五章 生態(tài)功能保護(hù)體系建立及區(qū)域劃定 ............ 45
5.1 生態(tài)功能保護(hù)體系邊界確定原則及方法 ........ 45
5.1.1 確定原則 ............ 45
5.1.2 確定方法 ............ 46
5.2 生態(tài)功能保護(hù)體系構(gòu)成 ...... 46
5.3 生態(tài)功能保護(hù)體系劃定 ...... 47
5.4 高平市生態(tài)功能保護(hù)體系的管理 .......... 51
第五章 生態(tài)功能保護(hù)體系建立及區(qū)域劃定
5.1 生態(tài)功能保護(hù)體系邊界確定原則及方法
生態(tài)功能保護(hù)體系旨在維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,保護(hù)生態(tài)敏感區(qū),保護(hù)生物多樣性。依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果并結(jié)合研究區(qū)自然特點(diǎn)確定生態(tài)功能保護(hù)體系區(qū)劃方案,明確不同區(qū)域邊界,便于生態(tài)環(huán)境管理。確定邊界劃定必須遵循以下原則: 生態(tài)功能保護(hù)體系的劃分結(jié)果應(yīng)與研究區(qū)生態(tài)功能區(qū)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃等相協(xié)調(diào),相互之間正向影響,做好銜接以達(dá)到增強(qiáng)生態(tài)保護(hù)效果。與研究區(qū)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況及相關(guān)部門管理技術(shù)相適應(yīng)。合理確定各區(qū)范圍及面積,預(yù)留適當(dāng)發(fā)展空間。生態(tài)功能保護(hù)體系的劃分應(yīng)考慮自然地理邊界及景觀連通性,為保證生態(tài)功能保護(hù)體系最終可以落地,劃定時(shí)既要做到保護(hù)生態(tài)環(huán)境,也要衡量經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求與目前監(jiān)督管理能力,確保劃定結(jié)果科學(xué)合理,可操作性強(qiáng),便于管理。 生態(tài)功能保護(hù)體系的建設(shè)及保護(hù)措施的實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)的過程, 雖然劃定結(jié)果具有相對(duì)穩(wěn)定性,但隨著生產(chǎn)力的提高,根據(jù)生態(tài)保護(hù)能力的提高程度可適當(dāng)調(diào)整各區(qū)范圍,優(yōu)化調(diào)整體系,達(dá)到合理布局。 根據(jù)區(qū)域自然環(huán)境特征,以生態(tài)保護(hù)優(yōu)先為原則,確立研究區(qū)生態(tài)功能保護(hù)體系的層級(jí)。每級(jí)區(qū)域的確定方法有直接劃定法與空間疊加分析法,其中特殊保護(hù)區(qū)直接納入體系最高層級(jí),其他區(qū)域以生態(tài)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ),按照空間疊加分析劃入不同級(jí)別區(qū)域。結(jié)合高平市生態(tài)環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀,目前需創(chuàng)新體制機(jī)制,建立高平市生態(tài)補(bǔ)償制度。生態(tài)補(bǔ)償轉(zhuǎn)移支付范圍根據(jù)高平市生態(tài)紅線區(qū)域確定,將其中具有重要生態(tài)功能的區(qū)域作為主要補(bǔ)助區(qū)域!罢l保護(hù)、誰受益”面積為 192.79km2,占紅線區(qū)的 58.26%。對(duì)不同類型生態(tài)紅線區(qū),據(jù)其主要生態(tài)功能作用、生態(tài)產(chǎn)品等方面的重要性,按相應(yīng)系數(shù)與比例測(cè)算生態(tài)補(bǔ)償轉(zhuǎn)移支付補(bǔ)助資金,再根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的財(cái)政保障能力差異情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。做好資金使用與監(jiān)管,要求資金全部用于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù),重點(diǎn)用于生態(tài)紅線區(qū)的生態(tài)治理修復(fù)以及執(zhí)法監(jiān)管、監(jiān)測(cè)評(píng)估等監(jiān)理機(jī)構(gòu)費(fèi)用以及科普宣傳費(fèi)用[77-78]。建立考核系統(tǒng),明確生態(tài)補(bǔ)償資金使用去向,健全管理機(jī)制。
結(jié)論
針對(duì)生態(tài)環(huán)境面臨的問題,,以高平市轄區(qū)為研究對(duì)象,提出了生態(tài)功能保護(hù)體系的概念,明確了生態(tài)功能保護(hù)體系的內(nèi)涵,在生態(tài)敏感性、生態(tài)功能重要性評(píng)價(jià)及特殊生態(tài)保護(hù)區(qū)識(shí)別的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了高平市生態(tài)功能保護(hù)體系,并以“紅線嚴(yán)控,黃線提升,綠線建設(shè)”為宗旨確立不同生態(tài)保護(hù)方向。主要研究成果如下:
(1)提出生態(tài)功能保護(hù)體系的概念:本文在對(duì)生態(tài)學(xué)相關(guān)理論和生態(tài)紅線理論進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,首次提出生態(tài)功能保護(hù)體系的概念,定義了生態(tài)功能保護(hù)體系的內(nèi)涵、基本特征、類別,確定了研究區(qū)生態(tài)功能保護(hù)體系由生態(tài)紅線區(qū)、黃線區(qū)、綠線區(qū)構(gòu)成。其中生態(tài)紅線區(qū)作為維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵區(qū)域禁止開發(fā),性質(zhì)、功能、面積、空間均不可隨意變更;黃線區(qū)限制開發(fā),明確其主導(dǎo)生態(tài)功能,建設(shè)合理保護(hù)措施;綠線區(qū)重點(diǎn)提升生態(tài)價(jià)值。
(2)生態(tài)功能保護(hù)體系劃定方法的研究:建立了生態(tài)功能保護(hù)體系劃定的體系化方法。應(yīng)用 GIS、RS、空間插值等技術(shù)進(jìn)行研究區(qū)土壤、地形、氣象、植被、土地利用等數(shù)據(jù)的分析處理,建立了相應(yīng)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)字化、網(wǎng)格化;通過 3S 技術(shù)完成了研究區(qū)特殊保護(hù)區(qū)域矢量化;采用層次分析法確定了水土流失敏感性、水源涵養(yǎng)功能重要性、水土保持功能重要性、生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系;建立了生態(tài)重要性評(píng)價(jià) 6 個(gè)單因子、3 個(gè)綜合因子的定量化模型,采用多因子綜合評(píng)價(jià)的方法完成了區(qū)域生態(tài)重要性評(píng)價(jià);以評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ),通過空間疊加分析對(duì)生態(tài)功能保護(hù)體系進(jìn)行了劃定。
(3)區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀分析:調(diào)查識(shí)別了研究區(qū) 1 處風(fēng)景名勝區(qū)、1 處森林公園,10 處主要水庫、13 處集中供水水源、25 處文物保護(hù)單位,共計(jì) 50 處具有特殊保護(hù)價(jià)值的地域;通過區(qū)域環(huán)境、植被及 2005、2010、2014 年三期土地利用格局及變化情況的評(píng)價(jià)分析,明確了區(qū)域存在的生物多樣性低、土地利用不合理、水土流失情況嚴(yán)重等生態(tài)環(huán)境問題。
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參考文獻(xiàn)(略)
本文編號(hào):86171
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