喀斯特地区生态红线划定研究——以正安县为例

赵连友， 杨广斌， 陈智虎，杨春燕

(贵州师范大学 地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550001)

喀斯特地区生态红线划定研究
——以正安县为例

赵连友， 杨广斌*， 陈智虎，杨春燕

(贵州师范大学 地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550001)

随着正安县的土壤侵蚀严重、石漠化形势的恶化、水环境污染加剧、耕地减少，农业面源污染日趋严重等严峻的生态问题的出现，对正安县的生态保护已经成为当务之急，生态红线划定工作已是重中之重。本文以正安县为例，分别从石漠化敏感性评估、水土流失敏感性评估、水源涵养功能、土壤保持功能、生物多样性保护功能和禁止开发区等方面进行分析划定了七大类保护红线，得出红线的区域面积1380.88平方公里，占正安县总面积的53.54%，给出了相应的保护建议。

石漠化；生态红线；正安县

0 引言

正安县位于贵州省喀斯特地区，面临水资源保护与利用矛盾突出，水土流失、石漠化日趋发展，水源涵养能力不足，农田资源污染日趋严重等生态环境问题。正安县的经济发展与生态保护的矛盾日益突出，已在一定程度上影响和制约正安县经济的可持续发展，如何协调好生态文明建设与经济的可持续发展已经成正安县面临的重要问题。

生态保护红线是指依法在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定的严格管控边界，是国家和区域生态安全的底线。生态保护红线所包围的区域为生态保护红线区，对于维护生态安全、保障生态系统功能、支撑经济社会可持续发展具有重要作用[1]。陈天力等对不同的划定模式进行分析研究，并对各模式之间的差异进行了探讨[2]，对杭州市的生态保护红线划定之间不同评价模型进行对比分析；王云才等探讨了以生态网络规划成果为基础进行生态红线划定的可行性[3]，将网络规划的主体性空间和结构性空间应用到生态红线的划定中。杨世凡等对贵州赤水河流域生态红线区划分进行研究[4]，首次以流域划分形式，对赤水河流域生态红线进行划分，并且对红线管理区提出相应的建议；俞龙生等对广州南沙新区生态保护区进行分析，划分为红线区、黄线区、蓝线区和绿线区4个级别的生态保护红线体系[5]，明确各条线区的作用和相关建议。但是上述研究对各个因子之间相互叠加处的哪个因子起决定性作用，未能体现。本文以正安县为例，充分考虑重叠处各因子的协调性，通过设置权重突出各因子间的重要作用，划定正安县的保护红线。

1 研究区概况

正安县地处贵州高原北部大娄山脉东北端，乌江流域芙蓉江支流中上游。北纬28°9′～28°51′，东经107°4′～107°41′。属于典型的喀斯特岩溶山区，山势高峻险拔，谷坡陡。最高海拔1837.8米，最低海拔448米。由于受地质构造和岩性的影响，中山、低山、台地、丘陵、盆坝相间分布，地貌类型复杂多样。

图1 正安县的行政地理位置Fig.1 The admini strative geographic locafion of Zheng’an Courty

县内矿产资源丰富，主要有煤、建设用灰岩、硫铁矿、砖瓦用页岩等矿种，具备相当的开发潜力。境内有桴焉九道水自然保护区、娃娃鱼自然保护区、红豆杉自然保护区等6个自然保护区。正安地质灾害类型主要是滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷等。根据2010年的调查，全县水土流失面积1540.24平方公里，占全县总土地面积的59.35%，年均侵蚀模数3416吨/平方公里，年均流失泥沙总量526.09万吨。正安县石漠化(包括潜在石漠化)土地面积为1497.95平方公里，占总国土面积的57.72%。其中，石漠化土地占总土地面积20%以上的乡镇有11个。正安县属于喀斯特山区，耕地资源原本就十分紧缺，加上城镇、交通、经济的发展占地，使一些连片的耕地(喀斯特坝子)消失，耕地资源进一步减少，同时又引发“石山垦殖”等不良行为，造成喀斯特生态环境的进一步恶化。

2 方法与技术路线

根据2015年环保部印发的《生态保护红线划定技术指南》要求，从重点生态功能区、生态敏感区/脆弱区、禁止开发区、其他区域进行讨论分析。

本文根据正安县具体地理情况，从源涵养功能区、土壤保持功能区、生物多样性维护、生态环境敏感区、禁止开发区、其他生态保护等方面进行评价。具体方法参照《生态保护红线划定技术指南》中重点生态功能区评价和生态敏感性评估中对各分因子的计算方法。技术路线如下：

图2 正安县生态保护红线划定技术路线图Fig.2 The red drawn of ecologicul profection technology route of Zheng’an County

3 生态红线的划定

3．1 指标体系建立

苏相琴等提出两类划分单位[7]，一类主要是针对自然保护区、风景名胜区、地质公园等已划定保护区的区域进行划分，二类是针对重要生态功能区评价、生态敏感性评价。

借鉴孟伟等对生态功能区研究和肖荣波等对中国西南地区石漠化敏感性评价方法，并结合贵州地区自然地理条件和生态环境特征，从生态功能区、生态环境敏感区、禁止开发区、其他类型等方面进行构建生态红线划分体系(如表1)。其中自然保护区、风景名胜区、国家级森林公园、重要饮用水源地、重要湿地、国家级生态公益林、基本农田保护区等方面受法律法规保护，具有决定的作用。

综合考虑上述各项服务功能的重要性等级赋值，按各因子权重求出重要性指数，并按给出的综合指数等级值，采用GIS叠加分析法生成正安县生态红线图。

表1 指标体系表Tab.1 The index system

3．2 重点生态功能区红线划定

3.2.1 水源涵养功能区红线的方法以及评价标准

水源涵养是养护水资源的举措，本研究以水源涵养量作为水源涵养功能的评价指标，应用基于降水和蒸散的水量分解模型法进行评价。根据环保部关于红线划分水源涵养的评级模型及评价参数[1]。

表2 水源涵养功能重要性评价参数ω取值Tab.2 The importance evaluaftion paramefers wvalue of function wate conserveation

注：高覆盖林地为覆盖度>30%，低覆盖林地为覆盖度<30%。

根据以上评价方法，正安县水源涵养功能重要性评价结果如图3所示。

图3 正安县水源涵养重要性分布图Fig.3 The distribution of important function of water conservation in Zheng’an County

由图3可知，水源涵养功能重要性等级为高度重要和极重要的区域，主要分布于区域内西半部分森林植被覆盖较低的区域，受降水量的影响较大。其中，一般重要面积1639.42平方公里，占总面积的63.33%；较重要面积356.74平方公里，占总面积的13.78%；中度重要面积399.61平方公里，占总面积的15.44%；高度重要面积91.62km2，占总面积的比例为3.54%；极重要的面积为101.31km2，占总面积的比例为3.91%。详见表3。

表3 水源涵养功能重要性评价统计表Tab.3 The importance evaluafion of function water conservation

3.2. 2 土壤保持功能区

土壤保持是防止土壤侵蚀，保持土壤资源，维护和提高土地生产力的综合技术和管理措施，是生态系统提供的重要调节服务之一，影响土壤保持功能的主要因子有土壤、气候、植被和地形。本研究采用修正通用水土流失方程(USLE)的土壤保持服务模型进行评价。

经过属性计算分析，土壤保持功能重要性等级比例最大的为一般重要，面积1302.80km2，比例为50.35%，较重要面积为846.85km2，占总面积的32.73%；中度重要面积301.73km2，占总面积的11.66%；高度重要面积93.41km2，占总面积的3.61%；极重要面积42.78km2，比例为1.65%(表4)。

图4 正安县土壤保持重要性分布图Fig.4 The distribution of important in soil conservation in Zheng’an County

3.2.3 生物多样性维护区红线的方法与评价标准

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，通过生物多样性公式[1]得出正安县生物多样性保护重要性分布如图5所示。

图5 正安县生物多样性保护功能重要性分布图Fig.5 The distribufion of impovtant fun cfion of biodiversity conservation in zheran county

经过计算分析，生物多样性保护重要性等级比例最大的为中度重要，面积1057.57km2，比例为40.85%；重要性等级比例最小的为一般重要，面积69.74km2，比例为2.69%；极重要面积859.47km2，比例为33.20%。详见表5。

表5 正安县生物多样性保护重要功能性评价分布表Tab.5 The distribution of evaluation important function of biodiversity conservation in Zheng’an County

3.3 生态环境敏感区保护红线

3.3.1 水土流失保护红线的方法与评价标准

水土流失是自然因素和人为因素活动造成水土流失所采取的预防和治理措施，也是生态系统提供的重要调节服务之一。本研究采用水动力为主的水土流失敏感评价模型[1]，选取降水侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子和地表植被覆盖因子进行评级。

表6 水土流失敏感性的评价指标及分级赋值[1]Tab.6 The index and classificafion assignment of sensitivity evaluation of soil erosion

根据以上评价方法，得出正安县土壤侵蚀敏感性评价结果如图6所示。

图6 正安县土壤侵蚀敏感性分布图Fig.6 The distribufion of sensitivity of soil erosion in Zheng’an County

根据上述因子，得出正安县水土流失敏感性分布情况，其中不敏感的面积为31.72km2，占正安县总面积的1.22%；轻度敏感的面积为1386.12km2，占正安县总面积的53.48%；中度敏感的面积为960.12km2，占正安县总面积的37.04%；高度敏感的面积为199.92km2，占正安县总面积的7.71%，极敏感区域的面积14.20km2，占正安县总面积的0.55%。详见表7。

表7 正安县水土流失敏感性分布表Tab.7 Are Zheng’an County water erosion sensitivity distribution table

3.3.2 石漠化敏感性保护红线的方法与评价标准

石漠化是人类不合理的社会经济活动下，造成人地矛盾。石漠化也是正安县重要环境问题之一，石漠化敏感程度与地形、地形坡度、植被覆盖度等因子有关。

表8 土地石漠化敏感性评价指标及分级[1]Tab.8 The evaluation index and clussification of soil rocky desertification

根据以上因子，按照公式[1]计算，得出正安县石漠化敏感性分布情况，其中不敏感的面积为401.56km2，占正安县总面积的15.50%；轻度敏感的面积为1129.48km2，占正安县总面积的43.59%；中度敏感的面积为921.72km2，占正安县总面积的35.57%；高度敏感的面积为128.84km2，占正安县总面积的4.97%；极敏感的面积为9.68km2，占正安县总面积的0.37%。详见图7，表9。

图7 正安县石漠化敏感性分布图Fig.7 The distribution of sensitivity of rocky desertification in Zheng’an County

敏感性面积(km2)比例(%)不敏感401.5615.50轻度敏感1129.4843.59中度敏感921.7235.57高度敏感128.844.97极敏感9.680.37合计2591.28100.00

3.4 禁止开发区

正安县禁止开发区域主要包括自然保护区、风景名胜区和森林公园等类型。

3.4.1 自然保护区

正安县境内有野生植物近千种，主要有红豆杉、油桐、四照花、鹅掌楸、栎树、宽叶香蒲等。有野生动物160多种，其中有云豹、金钱豹、毛冠鹿、大鱿等国家一、二、三类保护动物20余种。目前建有保护区有桴焉乡自然保护区、红豆杉自然保护区、油杉自然保护区、红章秋自然保护区、娃娃鱼自然保护区5个保护区(图8)。

图8 正安县自然保护区分布图Fig.8 The distribution of nature reserve in Zheng’an County

3.4.2 风景名胜区

正安山川秀丽、景色迷人。境内属典型喀斯特地貌，沟壑纵横，溶洞众多，植被良好，旅游资源富有特色，极具开发价值。有石笋凌霄，天池泛舟，南天一柱，古柏腾龙，风雨桥，公馆桥等自然景观；有尹珍墓、务本堂、八圣宫等人文景观。

正安县历史悠久，文化渊远，有东汉儒学大师、教育家。贵州文化鼻祖尹珍先生的故居。根据《正安县旅游发展规划》调查资料：已经查明正安县有人文资源26项，包括遗址遗迹2项、古寺庙6项、宗祠3项、地方传统历史建筑4项、民族村寨2项、民间文艺6项、民间节庆3项；以及旅游商品8种(图9)。

图9 正安县风景名胜点分布图Fig.9 The distribution of scenic spots point in Zheng’an County

3.4. 3 森林公园

正安县公园森林覆盖率达90%，野生动、植物资源丰富，是天然的动植物园。有种子植物124科342属612种，各类动物389种。公园景区为大面积的天然植被覆盖，亚热带常绿落叶阔叶林、针阔混交林广泛分布，苔藓植物、族类植物、种子植物种类繁多，珍稀植物随处可见。林中鸟语花香，彩蝶飞舞，飞禽走兽异常活跃。其丰富的生物多样性，被林业和生物专家称之为“贵州生态的典型模式”。(图10)

3.5 其他

其他未列入上述范围、但具有重要生态功能或生态环境敏感、脆弱的区域，包括生态公益林、重要湿地和草原、极小种群生境等。

3.5.1 重要饮用水源地

正安县现有2000人以上饮用水源地24处，全部为地表水，其中乡镇饮用水源地20处，农村饮用水源地4处，满足全县19.32万人口用水，水源地周边生态环境极其敏感(图11)。

图10 九道水国家森林公园位置图Fig.10 The locafion of Jiu Dao Water National Forest Park

图11 正安县2000人以上饮用水源地分布图Fig.11 The distribution of drinking water provide to more than 2000 people in Zheng’an County

3.5.2 生态公益林

生态公益林是指生态区位极为重要，或生态状况极为脆弱，对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用，主要包括水源涵养林、水土保持林、防风固沙林和护岸林等；自然保护区的森林和国防林等(图12)。

根据2010年正安县公益林划定报告，全县共有公益林103229.61公顷，占林业用地面积的79.17%，其中国家公益林面积53228.17公顷，占林业用地面积的40.82%，地方重点公益林面积46200.34公顷，占林业用地面积的35.43%。

图12 正安县国家级生态公益林分布图Fig.12 The distribution of the nafional leval of ecological public welfare forest in Zheng’an County

3.5.3 重要湿地

正安县湿地类型包括永久性河流、季节性河流、库塘3个类型，零星湿地区共有湿地斑块63个，总面积2677.19公顷。全县共有宽度10米以上、长度5千米以上永久性河流45条，面积1969.32公顷、季节性河流13条，面积128.45公顷，共有面积8公顷以上库塘5个，面积579.42公顷。最大湿地斑块为芙蓉江，面积624.79公顷；最小湿地斑块为牛望河，面积3.68公顷。受喀斯特地形地貌的影响，全县湿地分布与地形地貌特征基本相吻合。以中部芙蓉江为干流，辐射向两侧分布，河流基本为南北走向，向北汇入乌江。库塘为筑坝拦蓄河流而成，最大库塘为石峰水库，面积254.79公顷(图13)。

3.5.4 基本农田保护区

根据正安县第二次土地调查统计，全县土地总面积为258976.90公顷，其中，农用地214869.45公顷，建设用地6469.23公顷，其他土地37638.22公顷，占土地总面积分别为82.97%、2.50%和14.53%。根据基本农田保护面积指标，规划期内(2006-2020年)基本农田保护面积不得低于61679公顷(图14)。

3.6 范围最终划定

利用ARCGIS空间分析技术，对生态系统服务重要性评估和生态敏感性评估，提取重点生态功能区和环境敏感区，经过聚类将图斑聚合成距离250m的完整的图斑。在此基础上根据2010年正安县土地利用数据，把主要建筑用地从红线区域剔除出来。尽可能地保持红线的完整性，对于面积较小的村庄，农田、采矿废弃地可以保留，原则上，人工用地面积比例不超过5%[1]。各类型红线面积统计如表10所示。

图13 正安县湿地分布图Fig.13 The distribution of wetland in Zheng’an County

图14 正安县基本农田保护区分布图Fig.14 The distribufion of basic farmland protection areas in Zheng’an County

类型红线区斑块数量面积(平方公里)重点生态功能区生态重要性红线152275.45生态环境敏感区生态敏感性红线168331.72禁止开发区自然保护区5340.15森林公园127.69基本农田保护区红线819266.76其他类型国家级公益林红线91117.77重要湿地红线1921.35合计12551380.88

3．7 结果分析

(1)生态重要性红线

此红线总共152个斑块，总面积275.45平方公里，主要分布在正安县北部的碧峰乡、杨兴乡、安场镇，其余均匀分在正安县山体起伏比较大的山区。该红线区针对生物多样性的保护，尤其是国家重要保护动植物；森林植被覆盖较低的区域，受降水量的影响。该红线的划定对于防止和减轻自然灾害，协调流域及正安县生态保护与经济社会发展，保障国家和正安县生态安全具有重要意义。

(2)生态敏感区红线

该红线总共168个斑块，总面积达到331.72平方公里，主要分布在水土流失比较严重的区域，以及石漠化比较严重的地区。此区域石灰岩裸露比较严重，植被覆盖度低，坡度耕地较多，生态系统可持续发展及进行生态环境综合整治的关键地区，还制约着遵义市和正安县各个镇乡的发展规模、发展方向、用地布局和城镇体系结构，对正安县城镇群体系的框架形成有着重要意义。

(3)自然保护区红线

此红线总共5个斑块，总面积340.15平方公里，主要分布在桴焉乡的桴焉乡自然保护区、俭坪乡红豆杉自然保护区、乐俭乡、和溪镇油杉自然保护区、流渡镇红章秋自然保护区、谢坝仡佬族苗族乡娃娃鱼自然保护区，主要有近千余种植物。自然保护区中的部分地域可以开展旅游活动，红线保护区对涵养水源、保持水土、改善环境和保持生态平衡等方面发挥重要作用。

(4)森林公园保护红线

该红线有1个斑块，总面积达到 27.69平方公里，主要分布在桴焉乡。九道水国家森林公园位于桴焉乡自然保护区境内，适度开发森林公园，对保护森林资源、保护生物多样性和促进森林资源的持续利用有巨大贡献，还可以丰富人们的休闲生活。

(5)重要湿地保护红线

该红线共19斑块，总面积达到21.35平方公里，主要分布在桴焉乡和安场镇。对保护区内的动植物具有重要的维持生命必备条件，红线内禁止企业污染、开发各种污染水域的活动，保护该区域内的水体质量。

(6)国家公益林的保护红线

该红线共91斑块，总面积达到117.77平方公里，主要分布在正安县主要河流的流域区域。红线对河流保护具有重要意义，对水土保持和防止石漠化具有重要作用。公益林受森林法的保护，对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用。红线内禁止乱砍乱伐，禁止排放污水、倾倒废物。

(7)基本农田保护红线

该红线共819个斑块，总面积达到266.76平方公里，主要分布在坡度比较平缓的地区以及海拔比较低的位置。基本农田是正安县农业的基石，红线区内禁止用作其他用途，合理开垦，耕种基本农田，禁止污染农田。

(8)生态红线综合保护区

从划分指标中分析各因子之间的协调性，受法律保护的自然保护区、森林公园、重要湿地相互叠加(由于考虑到各因素在该地区的重要性)，得出一些占主导地位的因素。其中桴焉乡有自然保护区、森林公园、重要湿地相互叠加，但是由于有水库的存在，是动植物生存的必要因素，因此重要湿地占主导地位。从正安县的划分红线处可以得出：主要集中在正安县西部的桴焉乡和庙堂镇、南部的杨兴乡和碧峰乡、班竹乡和谢坝乡等地，其中正安县的西部是集生物多样性、自然保护区、重要湿地、森林公园等多种因素于一体的重要保护地区，杜绝人为因素对该地区的干扰。红豆杉自然保护区、油杉自然保护区、红章秋自然保护区、娃娃鱼自然保护区有国家珍贵的野生动植物，应该进行保护，防止受到人类破坏。最终得出生态红线，如图15所示。

图15 正安县生态红线划定结果Fig.15 The result of red line drawn of ecological in Zheng’an County

4 结论

本文充分考虑正安县的自然和人文因素，共划分7个生态红线保护区域，总面积1380.88平方公里，占正安县总面积的53.54%。根据正安县的自身地理特性，红线划分比较均匀，分散在正安县的全境。

正安县生态红线的划定有利于保护该地区的生态环境，但也不可避免地影响到正安县的经济发展。协调处理好经济与环境的关系是关系民生的重要因素，红线划定为自然资源的保护提供了保障，避免了乱开发、破坏环境的行为。

生态红线划定是正安县生态文明建设的基础性工作，是生态空间保护和管控的细化。对于妥善处理保护与发展的关系，从根本上预防和控制县内各种开发建设活动对生态功能的破坏，构建区域生态安全格局，推动生态文明建设，创新生态文明制度建设具有重要意义。

[1]环保部自然生态保护司，等.国家生态保护红线—生态保护红线划定技术指南(2015).[Z]环发2015(56).

[2] 陈天力,宋翔宇.生态保护红线划定的研究与探讨-以杭州市为例[J].资源节约与环保,2015(5).

[3]王云才,吕东,彭震伟,等.基于生态网络规划的生态红线划定研究[J].城乡规划研究,2015(03).

[4] 杨世凡,安裕伦,王培彬,等.贵州赤水河流域生态红线区划分研究[J].长江流域资源与环境，2015(08).

[5]俞龙生，李志琴，梁志斌，等.广州南沙新区生态保护红线划分与管理体系[J].环境工程技术学报，2014 (5).

[6]周兴，童新华，华璀，等.广西生态环境敏感性综合评价及其空间分布[J].广西师范大学学报(自然科学版),2006(23)：1-8.

[7]苏相琴，于嵘，何雅孜，等.县域生态保护红线划定技术研究[J].环境科学与管理，2015(7)：7-40.

Study on the Designation of ecological red line in Karst area——A case study of Zheng'an County

ZhaoLianYou, YangGuangBing*,ChenZhiHu, YangChunYan

(College of Geography and Environmental Sciences，Guizhou Normal University，Guiyang，Guizhou 550001，China)

With Zheng an county with serious soil erosion, the deterioration of the situation of rocky desertification, water environment pollution, reduction of cultivated land, agricultural non-point source pollution has become increasingly serious ecological problems, ecological protection of Zheng an county has become a top priority, ecological red line delineated work is heavy.In this paper, Zheng An County as an example, respectively, from the evaluation of sensitivity of rocky soil erosion sensitivity evaluation, the function of water conservation, soil conservation, biodiversity protection and prohibition development zone were analyzed, combined with the coordination among the various factors, the status of land use in 2010, designated seven kinds of protection of the red line, the red line area and an area of 1380.88 square kilometers. County area is accounted for the total area of Zheng An County 53.54 of percentage and gives the corresponding proposals for protection.

the rocky desertification; ecological Red; Zheng An County

2016-09-14

赵连友(1987-)，男，天津人，硕士研究生。主要研究方向：地理信息系统开发与应用。*杨广斌(1973-)，男，山东聊城人，教授、博士。主要研究方向：地理信息系统开发与应用。

X321;X54

A

1673-6125(2016)04-0031-09