王洪新，路建國，張 利，門明新，霍習良

（1．河北農(nóng)業(yè)大學 國土資源學院，河北 保定071000；2．山東省土地勘測規(guī)劃院，濟南250014）

改革開放以來，隨著人口的快速增長和經(jīng)濟的高速發(fā)展，土地資源的合理開發(fā)和利用已經(jīng)成為國內(nèi)學者關注的焦點。為了滿足各行業(yè)的發(fā)展需求，城鎮(zhèn)用地將不斷擴張。與此同時，我國現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境問題眾多，一是自然生態(tài)環(huán)境的脆弱性與迫切的經(jīng)濟開發(fā)利用之間的矛盾持續(xù)升級［1］；二是生態(tài)環(huán)境持續(xù)退化與自然資源短缺所導致的局部與全局、眼前與長遠利益之間的矛盾不斷加?。?］；三是提出生態(tài)功能的重要作用與人為生態(tài)破壞之間的矛盾更加尖銳等問題。城市生態(tài)環(huán)境對城市發(fā)展有著深刻的影響，它既是城市發(fā)展的條件，又是城市發(fā)展的結(jié)果［3］。如果在擴張的過程中，對擴張的方向和規(guī)模進行適當引導，可以使城鎮(zhèn)用地布局更加合理，更能保證土地利用的可持續(xù)性。從可持續(xù)發(fā)展的角度，進行生態(tài)安全格局［4］研究是十分必要的，未來城市的發(fā)展仍需以生態(tài)安全為宗旨，從生態(tài)環(huán)境保護與建設協(xié)調(diào)發(fā)展的角度出發(fā)，進一步改善傳統(tǒng)規(guī)劃方案，合理配置城鎮(zhèn)用地。本文以曹妃甸新區(qū)為研究區(qū)，在分析生態(tài)環(huán)境的基礎上，運用景觀安全格局理論，以生物多樣性保護為目標構(gòu)建生物多樣性安全格局，據(jù)此配置城鎮(zhèn)用地。景觀安全格局理論與土地利用總體規(guī)劃相結(jié)合能滿足生態(tài)文明建設和社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，為曹妃甸新區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)支持。

1 研究區(qū)概況

曹妃甸新區(qū)位于河北省唐山市南部沿海，現(xiàn)管轄“兩區(qū)一縣一城”，即唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)、南堡經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、唐山市唐?？h和唐山市曹妃甸新城，研究區(qū)面積11 943．72km2，陸域海岸線約80km，常住人口約22萬人。曹妃甸新區(qū)毗鄰京津兩大城市，距唐山市中心80km，距北京220km，距天津120km，距秦皇島170km。2009年，唐山市曹妃甸新區(qū)完成固定資產(chǎn)投資近1 100億元，2010年完成1 600億元。該區(qū)第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，到2010年第一產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)占 GDP比例分別為19．45%，41．52%，39．03%。

2 研究方法

景觀安全區(qū)域（SP）是景觀中某種潛在的空間格局，它們由景觀中的某些關鍵性的局部、位置和空間聯(lián)系所構(gòu)成，是判別對某種生態(tài)過程的健康與安全具有關鍵意義的景觀格局［5］。

2．1 景觀安全格局構(gòu)建

（2）建立阻力面：對環(huán)境的利用被看作是對空間的競爭性控制和覆蓋過程，而這種控制和覆蓋必須通過克服阻力來實現(xiàn)，阻力面反映了物種空間運動的趨勢，最為常用的是最小累積阻力［7－8］這一模型（minimum cumulative resistance，簡稱 MCR），基本公式如下：

式中：f——一個未知的正函數(shù)，反映空間中任一點的最小阻力與其到所有源的距離和景觀基面特征的正相關關系；Dij——物種從源j到空間某一點所穿越的某景觀的基面i的空間距離；Ri——景觀基面i對某物種運動的阻力。

（3）判斷景觀安全格局

景觀安全格局的核心問題是在空間上如何確定不同安全水平的景觀空間區(qū)域，其中包括“源”與“源”之間連接的確定、緩沖區(qū)范圍的確定和景觀安全空間突變點的確定。景觀安全格局依據(jù)這些組分的不同參數(shù)分為3個安全等級：低等安全水平的區(qū)域、中等安全水平的區(qū)域和高等安全水平的區(qū)域。

低等水平的安全區(qū)域只能保證最基本的源間連接的存在，而不能保護眾多的輻射道，其生態(tài)環(huán)境是脆弱的，容易受到破壞而導致生境的崩潰，其形態(tài)往往呈現(xiàn)島嶼狀［9］，在空間表現(xiàn)上只剩下幾個生態(tài)節(jié)點和幾條生態(tài)廊道。中等水平的安全區(qū)域不僅能保證基本的源間連接的存在，而且能夠保護大部分的輻射道，為生物遷移和運動提供了相當大的活動空間，其生態(tài)環(huán)境是良好的，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性高且恢復性強，其形態(tài)往往呈現(xiàn)網(wǎng)絡狀［10］，空間表現(xiàn)上是幾塊生態(tài)保護區(qū)連成一體，交流順暢。高等水平的安全區(qū)域不僅為最大可能遷移路徑預留了空間，同時為相對低概率的遷移保存了相當大的運動空間，其生態(tài)環(huán)境優(yōu)異，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性極高且恢復性極強，其形態(tài)往往呈現(xiàn)蔓延狀［11］，空間形態(tài)表現(xiàn)為少量的人類活動區(qū)存在于大型生態(tài)保護斑塊之間。

2．2 景觀生態(tài)理論與土地利用規(guī)劃結(jié)合可行性分析

景觀生態(tài)規(guī)劃與土地利用規(guī)劃具有一定的相似性又各具特點。土地利用規(guī)劃是在一定區(qū)域內(nèi)，根據(jù)國家社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求和當?shù)刈匀弧⒔?jīng)濟、社會條件對土地開發(fā)、利用、治理、保護在空間上、時間上所作的總體的戰(zhàn)略性布局和統(tǒng)籌安排［12］。目前，我國土地利用規(guī)劃的重心仍在城鎮(zhèn)建設用布局上，主要目的是保障城鎮(zhèn)發(fā)展空間。而景觀生態(tài)規(guī)劃則是通過對各項生態(tài)要素進行合理的布局和安排，調(diào)整人類與環(huán)境的關系，維護生態(tài)系統(tǒng)的平衡，重點是要保證人類生存的可持續(xù)發(fā)展［13］。景觀生態(tài)規(guī)劃和土地利用規(guī)劃的相似性表現(xiàn)在社會經(jīng)濟、環(huán)境效益統(tǒng)一，但規(guī)劃的重點各不相同，景觀生態(tài)規(guī)劃致力于將景觀生態(tài)學的思想和原理滲透到城鎮(zhèn)規(guī)劃的各個方面［14］，而土地利用規(guī)劃相對復雜，考慮因素較多，如果能將景觀生態(tài)理論和方法融入土地利用規(guī)劃中，就可以借助景觀生態(tài)規(guī)劃的思想和成果綜合考慮社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護，將土地空間利用和社會經(jīng)濟之間的矛盾最小化，使城鎮(zhèn)獲得更高的生態(tài)價值和生態(tài)潛力。

3 生物多樣性保護安全格局構(gòu)建

3．1 物種的選擇

當前，城市化地區(qū)大尺度生物多樣性的保護和管理面臨的一個主要問題是由于技術(shù)、資金、時間的限制，無法對研究區(qū)內(nèi)的所有，甚至大部分的物種開展長期的觀察與研究。在數(shù)據(jù)相對缺乏，且物種棲息地面臨著嚴重威脅的情況下，焦點物種不失為一種高效可行 的 途 徑［15－17］。 確 定 本 次 焦 點 物 種 的 選 擇 標準［18］：物種的稀有性和特有性，受威脅的狀態(tài)及在其他生態(tài)系統(tǒng)和群落中的地位。對其他物種及各類棲息地具有指示作用，可以代表一類典型棲息地。

根據(jù)上述焦點物種的選擇標準，對于植物而言一般喬木生活史時間較長，對干擾的反映不易觀察；而灌木和草本植物對生境、對其他物種的代表性不強，所以本研究不選擇植物作為焦點物種。大量查閱相關研究和當?shù)匚墨I資料可知：曹妃甸新區(qū)的野生陸生動物，以狐、兔為主，不具備物種的稀有性，因而不以其為焦點物種。兩棲類由于自身特點對水質(zhì)的要求較高，然而曹妃甸新區(qū)淡水資源缺乏，并且污染嚴重，也不選為焦點物種。魚類的棲息地較為單一，不具有物種代表性。曹妃甸的鳥類保護級別甚高，其中唐海濕地已成為鳥類南北遷移，尤其是東亞—澳大利西亞候鳥遷飛路線上的重要中轉(zhuǎn)站和部分鳥類越冬棲息地。此外，根據(jù)現(xiàn)有的研究，鳥類也是反映城市及周邊生態(tài)環(huán)境是否良好的指示物種，且從現(xiàn)有的研究與實踐來看，受農(nóng)業(yè)和人類活動影響較大的地區(qū)多選鳥類為焦點物種。通過對曹妃甸鳥類的生物習性、生態(tài)特征、棲息地類型等進行分析歸類，最終選取丹頂鶴為焦點物種。

這次事件，讓我明白了很多。班主任作為班級管理的第一責任人，要敢于承認自己的錯誤，和學生站在一條線上，用自己真誠的行為打動學生。這種榜樣的力量會有更強的感染力，無形中會讓學生對你敞開心扉，把班級當成自己的家，從而有利于班級的管理和良好班風的形成。

3．2 焦點物種棲息地適應性評價

丹頂鶴的食物主要是淺水的魚蝦、軟體動物和某些植物根莖，其棲息地主要為沼澤和沼澤化的草甸，也棲息在湖泊河流邊的淺水中，蘆葦蕩的沼澤地區(qū)，或水草繁茂的有水濕地。通常棲息地有較高的蘆葦?shù)韧λ参镆岳陔[蔽，便于其生活和繁殖。

丹頂鶴的適宜生境與水體分布、土地類型密不可分；人類活動也影響著丹頂鶴的棲息，它喜歡在遠離人類活動的區(qū)域棲息。丹頂鶴生境的影響因素中，與城鎮(zhèn)用地分布具有較強相關性的依次為距城鎮(zhèn)最近距離、距城鄉(xiāng)主干道最近距離和距省級以上公路最近距離［19］，最佳人類干擾距離應大于500m。以丹頂鶴為代表，根據(jù)丹頂鶴的生活習性進行棲息地適宜性評價，具體的評價因子和權(quán)重見表1。

3．3 保護“源”的確定

曹妃甸新區(qū)的鳥類自然保護區(qū)沿曹妃甸新區(qū)東南至西北依次排開，為丹頂鶴提供了豐富的食物來源和必需的開闊棲居場地，通過適宜性分析并參考專家意見選取石臼坨鳥類自然保護區(qū)、唐海濕地鳥類自然保護區(qū)以及草泊水庫作為生物保護安全局的源。

表1 丹頂鶴棲息地適宜性分析

3．4 阻力面的建立

在確定了保護“源”后，用最小累積阻力模型來建立阻力面，該模型的關鍵是要對研究區(qū)的阻力等級進行評價，由于保護“源”主要分布在平原地區(qū)，難以用坡度段來確定相對阻力值，因此本文不選坡度為評價因子；土地利用類型與“源”中的景觀類型特征越接近，其對物種運動和擴散的阻力就越??；受人類的干擾影響較大的景觀類型，針對保護“源”而言阻力值較大，還有其他評價因子如水文地質(zhì)、土壤侵蝕等，鑒于可操作性，本文暫時考慮選取土地利用類型作為阻力因子，根據(jù)植被類型與人類活動干擾強度的大小，將研究區(qū)的土地利用類型劃分7個等級，并根據(jù)相關資料擬定相對的阻力系數(shù)（表2），用ArcGIS軟件分別制作阻力因子的分級圖層，形成以柵格方式存儲的景觀單元阻力分級圖，在景觀阻力分級的基礎上，考慮保護“源”與距離的遠近關系，采用最小累積阻力模型建立景觀阻力面分布圖（圖1）。

圖1 阻力面分級圖

表2 丹頂鶴空間運動阻力因子與阻力系數(shù)分析

3．5 生態(tài)廊道建設

廊道是對景觀的連接性以及物種的遷徙與擴散具有關鍵性作用的線性景觀元素，主要包括各級別河流廊道和防護林網(wǎng)等。雙龍河、青龍河、溯河、小清河、輸水干渠、排水渠、泄洪道、鐵路綠化帶、高速公路綠化帶、基礎設施廊帶是曹妃甸新區(qū)的主要縱向廊道。唐海濕地和鳥類自然保護區(qū)及其補水區(qū)，草泊水庫，曹妃甸新城東部大清河河流河口地區(qū)及石臼陀三島保護區(qū)，是曹妃甸新區(qū)生物保護的重點源區(qū)，為了對抗景觀破碎化，需在相對孤立的棲息地斑塊之間建立聯(lián)系，加強源區(qū)之間的景觀連接性，一個重要空間戰(zhàn)略是確定兩個“源”之間的最短路徑并建立橫向廊道系統(tǒng)；戰(zhàn)略點則是對于整體生物多樣性保護和形成景觀基礎結(jié)構(gòu)具有重要作用的位置，包括生物廊道的交匯處、生物廊道和城市道路的交叉點等。曹妃甸生態(tài)城，南堡鹽場，曾家灣飲用水源保護區(qū)，五農(nóng)場、九農(nóng)場和十一農(nóng)場的平原水庫，七農(nóng)場通港水庫，十一農(nóng)場落潮灣水庫則是曹妃甸新區(qū)重要的戰(zhàn)略點（附圖14a）。

3．6 生物多樣性安全區(qū)域的劃分

根據(jù)已經(jīng)確定的“源”和建立的阻力面判別緩沖區(qū)、廊道、輻射道、戰(zhàn)略點。將水庫、河口濕地設為低水平安全區(qū)域；低水平安全區(qū)域周圍3km范圍內(nèi)能為物種提供棲息地的水田，養(yǎng)殖水面，荒草地、林帶等為中水平安全區(qū)域；中安全區(qū)域周圍5km范圍內(nèi)能為物種提供棲息地的水田，養(yǎng)殖水面，荒草地、林帶等為高水平安全區(qū)域，最終形成曹妃甸的生物多樣性保護安全格局（附圖14b）。

4 基于生物多樣性保護安全格局的城鎮(zhèn)用地布局

4．1 各等級生態(tài)安全區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀分析

將生物多樣性保護安全區(qū)域與2010年土地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行疊加，對土地利用的現(xiàn)狀進行分析，獲得三種安全區(qū)域范圍內(nèi)的土地利用類型。通過對比分析，在高等安全區(qū)域、中等安全區(qū)域和低等安全區(qū)域內(nèi)建設用地所占比例分別為19．06%，11．50%和4．91%；建設用地比例自高等安全區(qū)域到低等安全區(qū)域依次遞減，建設用地主要分布在高等安全區(qū)域和中等安全區(qū)域，具體分析見表3。城鎮(zhèn)建設是一個動態(tài)的過程，要結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展狀況對城鎮(zhèn)的規(guī)模、發(fā)展方向、發(fā)展時序做出統(tǒng)籌安排［20］。自2005年以來，曹妃甸新區(qū)基礎設施開始施工建設，近期發(fā)展迅速。從分析結(jié)果可知，曹妃甸新區(qū)城鎮(zhèn)用地的發(fā)展還未侵害到生態(tài)安全區(qū)域的核心。作為國家級循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)和生態(tài)宜居濱海新城，對其進行生態(tài)安全格局的研究是十分必要的。

4．2 城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)模和空間格局

4．2．1 建設用地需求量的確定 依據(jù)《唐山市城市總體規(guī)劃》（2008—2020年），曹妃甸新區(qū)2020年總?cè)丝谝?guī)模（包括獨立工礦點人口）為130萬，用地規(guī)模424．50km2。具體指標分配見表4。4．2．2 生物多樣性保護格局約束下的城鎮(zhèn)用地布局

表3 生態(tài)安全格局下的建設用地現(xiàn)狀

表4 曹妃甸新區(qū)建設用地標準

生物多樣性保護格局約束下的城鎮(zhèn)用地布局預測，實際上是將生物多樣性安全格局作為約束條件的城鎮(zhèn)用地布局。首先進行城鎮(zhèn)擴張模擬，即將生物多樣性安全格局作為擴張的空間阻力，模擬城鎮(zhèn)現(xiàn)狀用地在生物多樣性保護約束下的發(fā)育過程，再結(jié)合基本農(nóng)田保護，對城鎮(zhèn)用地擴張區(qū)域進行調(diào)整。本文應用最小累積阻力模型進行城鎮(zhèn)空間擴展模擬。模擬過程如下：

（1）源的確定。以2010年的現(xiàn)狀城鎮(zhèn)區(qū)域作為建設用地擴張的源。

（2）影響因素分析。分析影響城鎮(zhèn)擴張的要素，確定不同要素對城鎮(zhèn)擴張的阻力大小。城鎮(zhèn)作為區(qū)域的中心，其發(fā)展往往與道路的走向聯(lián)系緊密。通常情況下，交通干線周圍地區(qū)最具有城市化潛力，其城鎮(zhèn)擴展的阻力小。基本農(nóng)田保護區(qū)作為城鎮(zhèn)擴張的絕對性限制因子，對城鎮(zhèn)發(fā)展方向影響巨大。城市規(guī)劃作為城鎮(zhèn)擴張的導向因子，對城鎮(zhèn)的發(fā)展起著推動作用（表5）。

表5 城鎮(zhèn)建設用地擴張安全格局阻力

（3）模擬城鎮(zhèn)擴張格局。由布局分析可以看出（附圖14c），城鎮(zhèn)建設用地首先占用高安全區(qū)域以外的區(qū)域，能夠符合“一核兩帶”的格局要求?！耙缓恕卑磳⒊蔀榫┙蚣匠擎?zhèn)群重要的國際港口城市的曹妃甸新城、曹妃甸工業(yè)區(qū)和唐?？h城，是曹妃甸新區(qū)的龍頭和引領地區(qū)發(fā)展的引擎，是支撐唐山南部地區(qū)快速發(fā)展的“極核”，充分展示了港口、港區(qū)、港城的有機結(jié)合。其在區(qū)域中的地位，也充分體現(xiàn)了這個核心對新區(qū)、唐山沿海地區(qū)，乃至環(huán)渤海內(nèi)灣地區(qū)的影響，并將在環(huán)渤海區(qū)域未來的發(fā)展中發(fā)揮支撐和輻射作用?！皟蓭А卑ū辈砍擎?zhèn)發(fā)展帶和南部沿海產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶。城鎮(zhèn)發(fā)展帶以曹妃甸新城為龍頭，唐?？h城為輔，向東對接樂亭新區(qū)和秦皇島，向西對接唐山中心城區(qū)，形成新區(qū)北部城市生活服務帶，依托京秦城際鐵路和區(qū)域中心城市對接。產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶以曹妃甸工業(yè)區(qū)為龍頭，向西至南堡開發(fā)區(qū)，對接天津濱海新區(qū)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶涵蓋了我國北方國際航運中心重要組成部分的曹妃甸深水港和將成為世界級重化工業(yè)基地的曹妃甸工業(yè)區(qū)，作為拓展曹妃甸港口職能的載體，和天津濱海新區(qū)共同承接區(qū)域產(chǎn)業(yè)高地的作用。

對于建設用地壓占生態(tài)網(wǎng)絡的區(qū)域，在新區(qū)內(nèi)必須進行生態(tài)綠地建設，保護生態(tài)廊道，保證城鎮(zhèn)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的安全性。在低等安全區(qū)域內(nèi)建設用地呈中心組團式分布，曹妃甸新城發(fā)展迅速。對于該區(qū)域內(nèi)的建設用地應實行嚴格控制，防止建設用地蔓延，隨著經(jīng)濟的發(fā)展適當調(diào)出。中等安全區(qū)域內(nèi)主要改善植被群落組分結(jié)構(gòu)，加寬景觀元素的連接廊道，在城鎮(zhèn)建設用地布局上避開生態(tài)敏感區(qū)域。高等安全區(qū)域內(nèi)建設防護林體系，城鎮(zhèn)建設用地規(guī)劃遠離生態(tài)敏感區(qū)，如在關鍵地點設置生物穿越設施，引導動物走已設置的廊道系統(tǒng)。

5 結(jié)論與討論

（1）在曹妃甸新區(qū)建設國際生態(tài)城的背景下，將景觀生態(tài)學與城鎮(zhèn)規(guī)劃融合，引入景觀安全區(qū)域理論，在此基礎上進行城鎮(zhèn)用地的布局并對城鎮(zhèn)擴張方向進行控制。運用此種方法將土地的開發(fā)建設控制在生態(tài)敏感格局內(nèi)，保證建設的安全進行，并且從空間上緩解社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)自然環(huán)境之間的沖突。與傳統(tǒng)意義上的規(guī)劃不同，與景觀生態(tài)學結(jié)合的土地利用規(guī)劃首先劃定出對人類安全有威脅的、不利于建設的區(qū)域，以及保障景觀生態(tài)質(zhì)量條件的保護區(qū)域。這兩個區(qū)域都不應作為城鎮(zhèn)發(fā)展的優(yōu)先考慮位置，利用空間模擬完成用地空間布局。

（2）對曹妃甸新區(qū)基于生物多樣性保護格局的城鎮(zhèn)用地布局分析可以證明，土地生態(tài)安全區(qū)域是實現(xiàn)“精明的保護”與“精明的增長”的有效途徑。生態(tài)環(huán)境保護和建設占用之間的矛盾并不是不可調(diào)和的，在建設生態(tài)文明的背景下，在遵循生物過程的基礎上，可以通過科學合理的空間格局規(guī)劃，用盡可能少的土地實現(xiàn)生態(tài)效益和社會效益。

（3）景觀安全區(qū)域的理論方法為城鎮(zhèn)規(guī)劃的研究提供了新的思路。本文嘗試以生物多樣性保護為目標構(gòu)建了曹妃甸新區(qū)的生物多樣性保護安全區(qū)域，對緩解曹妃甸新區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展用地和生態(tài)環(huán)境保護用地之間的矛盾，實現(xiàn)人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。

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