蒲江县生态保护红线划分研究

刘冬梅,李 尧,邓地娟,谢 强, 张新艳

(1.四川省环境保护科学研究院, 成都 610041; 2.成都理工大学,成都 610059; 3. 长春理工大学化学与环境工程学院，长春 130102)

· 生态环境 ·

蒲江县生态保护红线划分研究

刘冬梅1,李 尧2,邓地娟2,谢 强1, 张新艳3

(1.四川省环境保护科学研究院, 成都 610041; 2.成都理工大学,成都 610059; 3. 长春理工大学化学与环境工程学院，长春 130102)

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，是区域生态安全的底线。研究以蒲江县为例，基于生态系统服务重要性评估和生态敏感性评估，通过识别县域生态保护关键区域，划定蒲江县生态保护红线区，以期为四川省盆地丘陵地区生态保护红线的划定提供思路和方法。划定蒲江县生态保护红线区总面积92.85km2(扣除重复面积)，占蒲江县国土总面积的16.00%，分为6类，分别是自然保护区红线区、风景名胜区红线区、饮用水源保护红线区、生态服务功能重要红线区、生态敏感红线区和生态公益林红线区。

生态保护红线;丘陵地区;生态保护关键区域;生态系统服务重要性评估;生态敏感性评估

1 总 论

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，对于维护生态安全格局、保障生态服务功能、支撑经济社会可持续发展具有重要作用。划定生态保护红线是党的十八届三中全会关于“加快生态文明制度建设”的重要任务之一，也是作为“建立国土空间开发保护制度”的重要内容被写入了《生态文明体制改革总体方案》。2015年国家环境保护部在多地开展划定试点的基础上制定了《生态保护红线划定技术指南》，作为全国划定生态保护红线的技术纲领。而在学界，关于生态保护红线研究也已经陆续展开，主要集中在理论基础[1～4]、划分技术方法[5～7]、管理机制等方面[8～10]。由于生态保护红线的划分带有很强的区域特征，所涉及的保护要素及保护重要性与区域自然环境、地理区位以及社会经济发展方式都有密切的关系，因此在识别生态保护关键区域上存在很大的差异。

四川盆地丘陵地区是成渝经济区的重要组成部分，区域的主体功能区定位为重点开发区域和农产品主产区，其主导功能为人居保障和农林产品提供，近年来随着区域工业化和城镇化的加快推进，对土地、水等资源的需求越来越大，未来随着《成渝城市群规划》的实施，城市、道路、能源等基础设施建设将不可避免的挤占生态环境空间，使得该区在保护饮用水源、重要物种等具有重要生态功能的关键区的空间需求面临更大的挑战，因此丘陵地区生态保护红线的划分对于协调区域社会经济可持续发展具有十分重要的意义。本次研究是在《生态保护红线划定技术指南》的相关要求下，基于生态系统服务重要性评估和生态敏感性评估，以蒲江县为例，旨在探索建立一套符合四川省丘陵地

区实际的生态保护红线划定体系，以期为丘陵地区生态保护红线的划定提供思路和方法。

2 基本情况

蒲江县位于四川盆地成都平原西南边缘，地理坐标介于东经103°19’至103°41’、北纬30°05’至30°20’之间，面积580.14km2(见图1)。境内地貌以丘陵为主，约占幅员面积的70%左右(见图2)，气候温和、雨量丰沛，以蒲江河、临溪河为主干的水网分布密集，森林覆盖率50.80%，生态环境良好，享有“成都花园·绿色蒲江”的美誉。

蒲江县属于四川省的平原南部城市-农业生态功能区和成都平原地区重点开发区域，受传统生产方式影响，县域森林、河流等生态系统受干扰较大，再加上近年来工业化、城市化进程的加快推进，城市建设、道路交通等基础设施建设的不断加强，导致县域内自然保留地大幅度减少，生态斑块呈现破碎化，生物多样性保护等重要生态功能受到较大影响。同时蒲江县内森林植被基本为人工林，存在林分单一、质量不高的问题，森林生态系统的水源涵养、土壤保持、生物多样性保护等功能整体较弱。

图1 蒲江县地理位置图Fig.1 Geographical locations of Pujiang County

图2 蒲江县地貌特征图Fig.2 Topography of Pujiang County

3 研究方法

本文通过现场调研、资料收集和遥感解译等方法，在《生态保护红线划定技术指南》的总体要求下，从生态保护关键区域识别、生态系统服务重要性评估和生态敏感性评估等3个方面建立蒲江县生态保护红线划定体系，开展蒲江县生态保护红线划分研究。

3.1 数据来源及处理

研究使用的遥感数据为Landsat8卫星遥感数据，多光谱影像分辨率为30m，全色波段为15m，时间为2015年6月17日，云量低，质量较好。利用高精度的地面控制点，对影像进行几何精校正，使均方根误差RMSE<0.5个像元。然后对影像进行大气校正，最后将全色波段与多光谱波段融合提高空间分辨率，并依照行政边界进行裁剪，通过监督分类得到真实地表覆盖(见图3)。多年平均降雨量，采用省气象站降雨量监测数据，时间跨度为2010～2015年(5期)，通过空间插值得到全省多年平均降雨量，最后通过裁剪得到蒲江县多年平均降雨量。数字高程模型(DEM)数据来源于中国地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)，空间分辨率为30m。土壤数据来源于四川省土壤属性数据库，数据中包含了土壤中各种物质的含量，通过转换将其转换为可计算的栅格数据。

图3 蒲江县遥感影像与解译结果图Fig.3 Remote sensing image and interpretation of Pujiang County

3.2 生态保护关键区域识别

基于《四川省生态功能区划》、《四川省主体功能区规划》对蒲江县生态功能及发展定位，结合蒲江县经济社会发展和生态环境保护的要求，建立蒲江县生态保护关键区域识别框架(如表1所示)。

表1 蒲江县生态保护关键区域识别框架表Tab.1 The frame table of ecological protection key areas identified in Pujiang County

3.3 生态功能重要性评估

3.3.1 生物多样性保护功能评价

InVEST模型的生物多样性评估模块基于生境对胁迫因子的敏感程度、胁迫因子的影响范围、生境与胁迫因子之间的距离以及保护区的设立四个因素来分析的。

InVEST模型中采用生境质量指数评价生境质量，计算公式如下：

式中：Qxj是土地利用与土地覆盖j中栅格x的生境质量；

Hj为土地利用与土地覆盖的生境适宜性；

Dxj为土地利用与土地覆盖或生境类型j栅格x的生境胁迫水平，计算公式如下：

其中：Wr为胁迫因子的权重，表明某一胁迫因子对所有生境的相对破坏力，蒲江县各胁迫因子属性表如表2所示；

βx为栅格x的可达性水平，1表示极容易达到；

Sjr为土地利用与土地覆盖或生境类型j对胁迫因子r的敏感性，该值越接近1表示越敏感，蒲江县各生境类型对胁迫因子的敏感性如表3所示；

irxy为胁迫因子对生境的影响程度可通过空间距离来计算的，其指数相关性和线性相关性描述了胁迫因子与网格各生境间的空间关系，胁迫因子的影响程度大小可通过如下计算公式求得：

其中：dxy为栅格x与栅格y之间的直线距离；drmax是胁迫因子r的最大影响距离。

表2 蒲江县胁迫因子属性表[10-11]Tab.2 The properties of stress factors of Pujiang County

表3 蒲江县各类生境对胁迫因子敏感度表[11-12]Tab.3 The sensitivity to stress factor of each habitation in Pujiang County

3.3.2 土壤保持功能评价

选择通用水土流失方程(USLE)模型进行土壤保持功能重要性评价，计算公式如下：

SC=SEp-SEa

SEp=R·K·LS

SEa=R·K·LS·CP

式中：SC为土壤保持量(t/hm2/a)；

SEp为潜在土壤侵蚀量(t/hm2/a)；

SEa为实际土壤侵蚀量(t/hm2/a)；

R为降雨侵蚀力因子(MJ·mm·hm-2·h-1·a-1)；

K为土壤可蚀性因子(t·hm2·h·hm-2·MJ-1·mm-1)；

LS为地形因子即坡长坡度因子；

C为植被覆盖因子，P为水土保持措施因子，蒲江县CP值见表4。

表4 蒲江县生态分类CP值计算表[13]Tab.4 CP value calculation of ecological classification in Pujiang County

3.3.3 水源涵养功能评价

采用降水贮存量法，即用森林生态系统的蓄水效应来衡量其涵养水分的功能，计算公式如下：

Q=A·J·R

J=J0·K

R=R0-Rg

式中：Q为水源涵养量(mm/(hm2·a-1))；

A为生态系统面积(hm2)；

J为研究区多年均产流降雨量(P>20mm)(mm)；

J0为研究区多年均降雨总量(mm)；

K为研究区产流降雨量占降雨总量的比例；

R为与裸地(或皆伐迹地)比较，生态系统减少径流的效益系数；

R0为产流降雨条件下裸地降雨径流率；

Rg为产流降雨条件下生态系统降雨径流率，蒲江县生态系统R值见表5。

表5 蒲江县生态系统R值[14]Tab.5 R value of ecosystem in Pujiang County

3.3.4 生态服务功能重要性评价

基于《生态保护红线划定技术指南》，将蒲江县生物多样性保护功能、土壤保持功能、水源涵养功能等主要生态系统服务做叠加处理，得到生态系统服务总值，进一步采用Quantile(分位数)功能进行4级分类(Classified)操作，按生态系统服务总值将其重要性由低到高依次划分为4个重要性级别，即一般重要、中等重要、重要、极重要，得到蒲江县生态服务功能重要性评价结果。

3.4 生态敏感性评估指标及方法

生态敏感区主要是受人类活动、气候变化、环境污染等影响易于引发生态问题的区域，包括水土流失敏感区、土地沙化敏感区、石漠化敏感区、河湖滨岸敏感区等主要类型。基于蒲江县的地理环境和生态环境背景，选择水土流失敏感性、河滨带敏感性和湖泊滨带敏感性为评估指标，开展生态敏感性评估。

3.4.1 水土流失敏感性评估

蒲江县土壤侵蚀以水力侵蚀为主，因此其水土流失敏感性只针对水动力为主的进行评价。选取降水侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长和地表植被覆盖等4个评价指标，将反映各因素对水土流失敏感性的单因子分布图，用地理信息系统技术进行乘积运算，计算公式如下：

式中：SSi为i空间单元水土流失敏感性指数，评价因子包括降雨侵蚀力(Ri)、土壤可蚀性(Ki)、坡长坡度(LSi)、地表植被覆盖(Ci)。

3.4.2 河滨带敏感性评价

蒲江县境内河湖交错、水系密布，主要河流为蒲江河和临溪河，其中蒲江河为岷江二级支流，临溪河为岷江三级支流，基于蒲江实际和河滨带敏感性评价目的，选取蒲江河、临溪河干流作为此次评价对象。依据河流水环境功能和水质目标以及滨岸带集水区土壤侵蚀强度，确定河滨带敏感性，提出滨岸带植被最小保护宽度。

H=f(a,b)

式中：H为根据水质目标敏感性和土壤侵蚀强度确定的河滨植被最小保护宽度；a 为水质目标敏感性等级；b为滨岸带集水区土壤侵蚀强度。

河流滨岸带最小保护宽度推荐值见表6。

表6 河流滨岸带最小保护宽度推荐值[15]Tab.6 The recommended values for minimum protection width of river shore

3.4.3 湖滨带敏感性评价

基于蒲江县境内湖泊(水库)的规模、功能定位等，确定长滩湖为湖滨带敏感性评价对象。按照渔业、水质、野生动物栖息地与生物多样性、休憩和视觉质量4个属性的敏感性等级综合判定湖滨带敏感性等级，并以4个属性中的最高敏感性作为综合等级，提出湖滨岸带保护管理宽度。

式中：f(x)为湖滨带敏感性综合等级；a为湖泊渔业敏感性等级；b为湖泊水质敏感性等级；c为湖滨野生动物栖息地和生物多样性敏感性等级；d为休憩和视觉质量敏感性等级。

湖滨岸带保护管理宽度建议值见表7。

表7 湖滨岸保护、湖滨保护和管理区宽度[15]Tab.7 Lake shore protection, lake shore protection and administrative zone width (斜坡距离, m)

4 蒲江县生态保护红线划定结果分析

4.1 蒲江县生态服务功能重要性评价和生态敏感性评估结论分析

4.1.1 生态服务功能重要性评价结论

蒲江县生态服务功能重要性从空间分布来看，基本以成雅高速为界，其以南的区域生态服务功能相对更重要；从评价分级来看，蒲江县生态服务功能评价总体属于中等较重要，这部分区域面积占到国土总面积的70%以上，一般重要的区域主要是城镇及道路区域，县域内极重要的区域集中分布在县域东南部的长秋山山区及西南部的深丘地区，面积约65.07km2，占国土总面积的11.22%。具体来说，蒲江县生物多样性保护功能重要的区域主要分布在长秋山一带、临溪河沿岸以及西南部的深丘地区，面积约175.12km2，占国土总面积的30.18%，这些区域的植被覆盖较好，生境质量普遍较高；土壤保持功能总体中等重要，这与蒲江县以农业为主的生产方式密切相关，其中重要和极重要的区域主要分布于县域南部以及河流沿岸的河滩地，面积约为250.24km2，占国土总面积的43.13%；水源涵养功能重要区域主要集中在长秋山和大小五面山区，面积152.38km2，占国土总面积的26.26%。蒲江县生态服务功能重要性评价结果见图4。

图4 蒲江县生态服务功能重要性评价图Fig.4 Evaluation of the importance of ecological service function in Pujiang County

4.1.2 生态敏感性评估结论

蒲江县水土流失敏感区域主要分布于县域南部的山区和深丘地区，面积约29.06km2，占国土总面积的5.01%。河湖滨带敏感区为蒲江河、临溪河干流河滨带两侧20m范围和长滩湖沿岸250m范围。蒲江县生态敏感性评估结果见图5。

图5 蒲江县生态敏感性评估结果图Fig.5 The results of ecological sensitivity evaluation in Pujiang County

4.2 蒲江县生态保护红线区

蒲江县生态保护红线区划分为6大类型，包括自然保护区、风景名胜区、饮用水源保护区等法律法规要求的禁止开发区、生态服务功能重要区、生态敏感区和生态公益林保护区。由于县域地理环境与生态环境的特殊性，部分区域同一单元涉及多种红线类型。蒲江县生态保护红线区总面积92.85km2(扣除重复面积)，占蒲江县国土总面积的16.00%，基本是以成雅高速为界，其以南的区域为生态保护红线分布的核心区域，整体呈现“一片、两带、多点”的分布特征。蒲江县各类生态保护红线区面积见表8，蒲江县生态保护红线区分布见图6。

表8 蒲江县各类生态保护红线区面积Tab.8 The area of all kinds of eco-protection redline in Pujiang County

图6 蒲江县生态保护红线区分布图Fig.6 The eco-protection redline layout of Pujiang county

4.3 蒲江县生态保护红线区类型概述

4.3.1 自然保护区红线区

蒲江县自然保护区红线区主要涉及朝阳湖白鹭生态自然保护区，该保护区以白鹭及其栖息地环境为主要保护对象，根据保护区的保护实际，涉及的生态保护红线主要为自然保护区的核心区和缓冲区，面积3.20km2，占红线区总面积的3.45%，占蒲江县国土面积的0.55%(见图7-a)。自然保护区红线区是蒲江县生态保护红线的核心，该区应加强原生生境的自然保护，按照《中华人民共和国自然保护区条例》、《四川省自然保护区管理条例》的有关规定，实行最严格的管控措施，原则上除必要的科学研究、生态保护活动外，禁止任何形式的开发建设活动。

4.3.2 风景名胜区红线区

蒲江县风景名胜区红线区主要涉及朝阳湖风景名胜区。根据景区旅游开展的实际和生态环境保护需求，风景区的一级保护区为划定的红线区，面积10.10km2，占红线区总面积的10.88%，占蒲江县国土面积的1.74%，分布于成佳镇、白云乡、朝阳湖镇等(见图7-a)。风景名胜区红线区应加强长滩湖、朝阳湖、石象湖水域环境保护以及周边自然植被恢复，严格按照《风景名胜区条例》、《四川省风景名胜区条例》的有关规定，原则上除必要的科学研究、生态保护活动外，禁止任何形式的开发建设活动。

4.3.3 饮用水源保护红线区

蒲江县饮用水源保护区红线区包括县城集中饮用水源地和蒲江西河饮用水源地的一级保护区和二级保护区，总面积约23.56km2，占红线区总面积的25.37%，占蒲江县国土面积的4.06%，涉及鹤山街道、朝阳湖镇和成佳镇(见图7-b)。饮用水源保护红线区应严格执行《四川省饮用水水源保护管理条例》、《成都市饮用水水源保护条例》的相关规定，加强水环境保护，特别是一级保护区原则上除必要的科学研究、生态保护活动外，禁止任何形式的开发建设活动。

图7 蒲江县各类生态保护红线区分布图Fig.7 The distribution for all kinds of Eco-protection redline area

4.3.4 生态服务功能重要红线区

蒲江县生态服务功能重要红线区即生态服务功能重要性评价中的极重要区，面积约65.07km2，占红线区总面积的70.08%，占蒲江县国土面积的11.22%，集中分布在县域东南部的长秋山山区和南部深丘地区，涉及鹤山街道、寿安镇、成佳镇、朝阳湖镇、大兴镇、光明乡、白云乡和长秋乡(见图7-c)。该区域应加强森林植被保护，提升森林生态系统服务功能，加强野生动植物栖息地保护和生态廊道建设，加强水土流失治理，巩固退耕还林成果。

4.3.5 生态敏感红线区

蒲江县生态敏感红线区包括蒲江县水土流失敏感性评估的极敏感区域和河湖滨敏感区，主要分布在长秋山及深丘地区，以及蒲江河、临溪河干流河滨带两侧20m和长滩湖沿岸250m的区域，总面积约10.22km2，占红线区总面积的11.01%，占蒲江县国土面积的1.76%(见图7-d)。在水土流失敏感区应加强水土流失防治，禁止开垦、采石等破坏地形地貌活动；在河湖滨岸敏感区禁止开垦河滩地，鼓励采取生态护岸等形式加强维护河湖滨岸带保护。

4.3.6 生态公益林红线区

蒲江县生态公益林红线区是基于蒲江县生态保护的实际需求出发，包括县域内全部生态公益林，总面积29.47km2，占红线区总面积的31.74%，占蒲江县国土面积的5.08%，涉及白云乡、朝阳湖镇、成佳镇、鹤山街道、光明乡、大兴镇、寿安镇和长秋乡(见图7-e)。该区应加强原生植被保护，以自然修复为主、人工恢复为辅的方式加强生态修复治理，防止引进外来物种。

5 讨 论

(1)本次研究主要是从技术层面对蒲江县生态保护红线划分作了探讨，从划分结果来看，所划定的红线区基本能客观反映研究区域的生态保护需求，但是受区域生态特征以及生产生活方式的影响，部分红线区存在斑块破碎化问题，这也是四川省丘陵地区的一个普遍现象。如果红线区过于破碎，将可能不利于后期的边界核定和综合管理，同时这次划定是基于遥感解译和GIS平台的模型评估，其结果也可能出现与保护现状及规划发展有冲突和矛盾的情况，因此下一步还需要结合现场踏勘以及区域的土地利用规划、县域总体规划等对红线进行优化，以保障红线划定以后能管理、可实施。

(2)四川省盆地丘陵地区多是承载新型工业化、城镇化的重点区域，这些区域以工农业生产和保障人居环境为主导功能，其拥有的水源涵养、生物多样性保护等重要生态服务功能则相对较次要。因此对于这些地区的生态保护红线，必须考虑到其作为重点开发区域和农产品主产区的功能定位，在保障辖区内基本生态安全的各种生态维护功能的基础上进行划定，不可一味只强调保护的需求。生态保护红线划定的目的不应简单的理解成限制发展，而应该是为了引导发展，如果仅从保护的角度出发，划定结果不仅可能与区域发展功能定位出现冲突，也与通过划定红线引导发展的目的相违背。

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Study on Division of Eco-protection Redline of Pujiang County

LIU Dong-mei1, LI Yao2, DENG Di-juan2, XIE Qiang1, ZHANG Xin-yan3

(1.SichuanAcademyofEnvironmentalScinece,Chengdu610041,China;2.ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;3.SchoolofChemistry&EnvironmentalEngineering,ChangchunUniversityofScience&Technology,Changchun130022,China)

Ecological protection red line is divided to build strict control boundary on the district of the key ecological function areas, ecological and environmental sensitive area and fragile areas according to law. The redline divided is the bottom line of regional ecological security. This is a case study of Pujiang County. Based on the evaluation of the importance of ecosystem services and ecological sensitivity, ecological protection redline area of Pujiang County is divided by identifying its key ecological protection area. The results can provide ideas and methods for the division of ecological protection redline in the basin and hilly area of SiChuan province. This study has drawn red ecological protection zone in Pujiang County with a total area of 92.85 square kilometers (excluding repeat area), which accounts for 16.00% of the total area of Pujiang County territory. The ecological protection redline area of Pujiang County is divided into 6 classes, including the nature reserve red line area, scenic spot red line area, drinking water sources protection red line area, ecological service function red line area, ecologically sensitive red line area and the ecological public welfare forest red line area.

Eco-protection redline; hilly area; key ecological protection area; ecosystem services importance evaluation; ecological sensitivity evaluation

2017-02-13

国家自然科学基金(21307007, 21307144)；吉林省科技厅发展计划项目(20140520150JH)。

刘冬梅(1983-)，女，四川成都人，2009年毕业于四川大学建筑与环境学院环境科学专业，硕士，研究方向为生态保护与规划。

张新艳，zhangxinyan@cust.edu.cn。

X703

A

1001-3644(2017)03-0034-11