譚華清，張金亭

（1.江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計研究院，江蘇南京210036；2.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430079）

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，人類對建設(shè)用地的需求日益增加，城市開發(fā)邊界也不斷向外擴(kuò)張[1-3]。然而在這一迅速擴(kuò)張過程中，由于人類一味追求社會經(jīng)濟(jì)效益，忽略自然生態(tài)系統(tǒng)的重要基底作用，導(dǎo)致生態(tài)用地空間被大量侵占。因此，如何科學(xué)地劃定生態(tài)保護(hù)紅線，保護(hù)生態(tài)安全空間，優(yōu)化國土空間開發(fā)格局，已成為國土空間管理領(lǐng)域亟需解決的現(xiàn)實(shí)難題。本文結(jié)合現(xiàn)有研究成果[4-7]，以深圳市為例，針對沿海大城市生態(tài)保護(hù)紅線劃定的技術(shù)方法進(jìn)行研究，以促進(jìn)深圳市生態(tài)安全保護(hù)與快速城市化發(fā)展之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，建設(shè)生態(tài)文明城市。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

深圳轄屬廣東省，是珠江三角洲經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)的重要城市之一。東至惠東縣的平海半島，西至伶仃洋，南至深圳河，北與東莞市、惠州市接壤（陸域東經(jīng)113°46′～114°37′，22°27′N～22°52′N；海域 113°39′E～114°39′E，22°09′N～22°52′N）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文以100*100m柵格單元作為基本評價單元。DEM數(shù)據(jù)來源于國際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，2015年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、河流水系分布等數(shù)據(jù)來源于深圳市規(guī)劃國土發(fā)展研究中心。

2 研究方法與內(nèi)容

2.1 生態(tài)重要性評價

2.1.1 生物多樣性保護(hù)因子。基于生物多樣性保護(hù)的目標(biāo)，選取生境敏感性指數(shù)[8]來評價生態(tài)用地重要性的差異程度。由于瀕危物種有不同的生境，生境種類受土地利用覆被影響較大，因此可利用生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性服務(wù)功能的大小予以間接表征生境敏感性等級的高低。本文按照謝高地等相關(guān)學(xué)者[9]制訂的生物多樣性服務(wù)當(dāng)量的大小，確定耕地、園地、林地、草地等不同生物多樣性服務(wù)價值量，并按照保護(hù)級別進(jìn)行修正。具體計算公式如下：

式中，E表示生境敏感性綜合指數(shù)，l表示土地類型，n表示生物多樣性服務(wù)當(dāng)量，m表示保護(hù)級別修正值。其中梧桐山風(fēng)景區(qū)、紅樹林自然保護(hù)區(qū)賦值為1.5，海濱生態(tài)公園、羊臺山森林公園、蓮花山公園等賦值為1.25，其他區(qū)域?yàn)?。利用ArcGIS 10.2中柵格計算功能得到研究范圍內(nèi)任意柵格評價單元的生境敏感性綜合指數(shù)，并結(jié)合Natural Break方法將E值劃分為4個差異等級。

2.1.2 水資源安全因子。水資源安全是維持區(qū)域水流穩(wěn)定循環(huán)，區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)利益不因干旱、洪澇以及水質(zhì)污染等造成嚴(yán)重?fù)p失，能夠有效滿足區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所需水資源總量的重要保障[10]。

本文選取地表水源安全和水源涵養(yǎng)區(qū)類型兩種影響因子評價研究區(qū)范圍內(nèi)水資源安全的敏感性程度。地表水源安全是基于ArcGIS 10.2中歐氏距離工具計算每個柵格評價單元到主要水系的距離，并以100m、200m、500m為分割點(diǎn)進(jìn)行分級賦值。水源涵養(yǎng)區(qū)是以植被覆蓋類型為標(biāo)準(zhǔn)[11]，將區(qū)域內(nèi)的生態(tài)用地地類歸并為水域、林地、草地、園地和其他用地等4種類型，并按照 200、100、50、10 進(jìn)行賦值（表 1）。據(jù)此，利用ArcGIS 10.2中的柵格計算器進(jìn)行等權(quán)重綜合疊加，進(jìn)而劃分出水資源安全水平下生態(tài)用地的重要性等級。具體公式如下：

式中：Mi表示第i個柵格評價單元的水資源安全因子綜合指數(shù)，Cij表示第i個柵格評價單元中第j個影響因子的敏感性指數(shù)，Vj表示第j個影響因子的權(quán)重，n表示水資源安全影響因子總個數(shù)。

2.1.3 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避因子。本文參考相關(guān)學(xué)者的研究成果[12]并結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，選取高程、坡度、地形起伏度及人類活動強(qiáng)度作為評價因子，并根據(jù)各致災(zāi)因子對地質(zhì)災(zāi)害敏感程度差異，通過ArcGIS 10.2的空間分析工具進(jìn)行分級賦值，評價指標(biāo)體系見表2。進(jìn)而根據(jù)特爾菲法將各因子敏感性評價結(jié)果按權(quán)重大小進(jìn)行綜合疊加，并通過Natural Break方法對疊加結(jié)果進(jìn)行空間聚類。在此基礎(chǔ)上，與深圳市地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防范區(qū)分布圖進(jìn)行疊加分析，最終劃分出地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避的極重要、中等重要、一般重要和不重要等四級安全水平下的生態(tài)用地。具體公式如下：

式中：Fi表示第i個柵格評價單元的地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避因子綜合指數(shù)，Nij表示第i個柵格單元中第j個影響因子的敏感性指數(shù)，Wj表示第j個影響因子的權(quán)重，n表示地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避影響因子總個數(shù)。

2.1.4 綜合生態(tài)用地重要性分析。基于生物多樣性保護(hù)、水資源安全和地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避等三個單因子評價結(jié)果，利用ArcGIS 10.2中的柵格計算器將單因子評價結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，并通過等權(quán)重綜合疊加進(jìn)行求和。在此基礎(chǔ)上，通過Natural Break方法進(jìn)行重要性等級劃定，并將其劃分為理想型生態(tài)用地、緩沖型生態(tài)用地和底線型生態(tài)用地等4種類型。

2.2 生態(tài)保護(hù)紅線劃定

依據(jù)生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果，將底線型生態(tài)用地與基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)分布等進(jìn)行疊加分析，扣除基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)用地，最終確定生態(tài)保護(hù)紅線范圍。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)重要性評價結(jié)果

基于生物多樣性保護(hù)、水資源安全、地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避等單因子評價，得到深圳市生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果（圖1至圖4及表3）。

3.1.1 從數(shù)量結(jié)構(gòu)來看，底線型生態(tài)用地總面積298.76km2，占研究區(qū)面積的比例為15.15%；緩沖型生態(tài)用地398.95km2，占研究區(qū)面積的比例為20.23%；理想型生態(tài)用地面積和占比分別為307.37km2，15.58%。

表1 水資源安全重要性評價因子及劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 地質(zhì)災(zāi)害的影響因子及其敏感性劃分標(biāo)準(zhǔn)

3.1.2 從空間分布來看，底線型生態(tài)用地主要集中在寶安片區(qū)的羊臺山、羅湖區(qū)的梧桐山、南山區(qū)的塘朗山—銀湖山片區(qū)、坪山片區(qū)的馬巒山區(qū)域、龍崗片區(qū)的排牙山以及大鵬半島周圍，這些區(qū)域也是深圳市林地分布較集中的山地和丘陵谷地區(qū)。

緩沖型生態(tài)用地分布范圍廣泛，全市范圍內(nèi)的所有行政區(qū)均有分布。主要集中分布在底線型生態(tài)用地外的“緩沖區(qū)”及部分水源涵養(yǎng)功能極強(qiáng)的區(qū)域，如西部珠江、大鏟灣，南部深圳灣的沿海灘涂濕地一帶及鐵崗水庫、深圳水庫等大型水庫周圍的林地、草地等。

理想型生態(tài)用地大都零散分布于緩沖型生態(tài)用地周邊一定距離的緩沖范圍內(nèi)，該區(qū)域主要由部分耕地、園地和少量建設(shè)用地組成，地類構(gòu)成相對比較復(fù)雜，受人類活動影響較大。

圖1 生物多樣性保護(hù)重要性空間分布

圖2 水資源安全重要性空間分布

圖3 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避重要性空間分布

圖4 綜合生態(tài)用地重要性空間分布

表3 深圳市生態(tài)重要性評價結(jié)果

底線型和緩沖型生態(tài)用地是深圳市保障生態(tài)安全水平的關(guān)鍵區(qū)域，兩類用地面積之和為697.71km2，占市域范圍土地總面積的1/3以上。該區(qū)域范圍是集生物多樣性保護(hù)、水資源安全和地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避等不同層次生態(tài)用地的核心，需重點(diǎn)加以保護(hù)，并落實(shí)嚴(yán)格的土地用途管制規(guī)則，以提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和質(zhì)量。

3.2 生態(tài)保護(hù)紅線數(shù)量與分布

深圳市生態(tài)保護(hù)紅線的面積為339.24km2，占深圳市市域總面積17.2%。從各區(qū)分布來看（見圖5），寶安片區(qū)、龍崗片區(qū)和坪山片區(qū)的生態(tài)保護(hù)紅線面積較大。面積最大的是龍崗片區(qū)，為166.03km2，最小的是福田區(qū)，面積僅為8.68km2。鹽田區(qū)、羅湖區(qū)的生態(tài)保護(hù)紅線占行政區(qū)域面積的比例較高，分別為40.66%、34.52%。

圖5 生態(tài)保護(hù)紅線在各區(qū)的分布情況統(tǒng)計

從空間分布來看（見圖6），深圳市生態(tài)保護(hù)紅線主要集中分布在南部鹽田梧桐山片區(qū)和坪山片區(qū)的馬巒山區(qū)域、西部寶安片區(qū)的羊臺山以及東南部大鵬半島的壩光片區(qū)周圍。梧桐山作為深圳市唯一的省級風(fēng)景名勝區(qū)，常綠闊葉林、針闊葉混交林和山頂灌叢等植被覆蓋率高，與深圳水庫相鄰，是珠三角地區(qū)珍稀動植物的重要棲息空間。馬巒山自然植被保存最為完整，植被資源較為豐富，擁有大面積的常綠針葉林，并擁有深圳最大的瀑布—龍?zhí)镀俨?，水量充足，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為完整。羊臺山和壩光片區(qū)受人類活動干擾較少，植物群落結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，較好地保存了次生南亞熱帶雨林森林的植被特征。

4 結(jié)論與討論

本文選取生物多樣性保護(hù)因子、水資源安全因子和地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避因子，通過生態(tài)重要性評價，劃定深圳市生態(tài)保護(hù)紅線范圍。

4.1 基于景觀生態(tài)學(xué)理論，選取生物多樣性保護(hù)因子、水資源安全因子和地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避因子對深圳市3種單因子生態(tài)安全層次的生態(tài)用地重要性進(jìn)行識別和評價，最終確定深圳市綜合生態(tài)用地4種類型，包括底線型生態(tài)用地、緩沖型生態(tài)用地、理想型生態(tài)用地和其他區(qū)域。其中底線型生態(tài)用地占研究區(qū)總面積的15.15%，緩沖型生態(tài)用地占20.23%，理想型生態(tài)用地占15.58%。

圖6 生態(tài)保護(hù)紅線范圍

4.2 基于底線型生態(tài)用地，通過空間疊加分析，最終確定深圳市生態(tài)控制線的面積為339.24km2，占深圳市域總面積的比例為17.2%。從各區(qū)分布來看，面積最大的是龍崗片區(qū)，為166.03km2，最小的是福田區(qū)，面積僅為8.68km2。從空間分布來看，主要集中分布在南部鹽田梧桐山片區(qū)和坪山片區(qū)的馬巒山區(qū)域、西部寶安片區(qū)的羊臺山以及東南部大鵬半島的壩光片區(qū)周圍。

4.3 由于數(shù)據(jù)獲取的有限性，今后可基于第三次全國國土調(diào)查成果等最新土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、實(shí)地踏勘等方式，對生態(tài)保護(hù)紅線劃定范圍內(nèi)的圖斑進(jìn)行進(jìn)一步的核實(shí)，確保生態(tài)保護(hù)紅線劃定科學(xué)合理。