基于GIS的安徽省生态保护红线划定方法研究

王在高， 吴 楠

(安徽省环境科学研究院，安徽 合肥 230022)

引 言

随着经济的发展和资源的开发利用，环境污染问题日益突出，生态系统退化现象日趋明显，整体性保护生态环境及生态安全，是目前社会关注的焦点[1]。生态保护红线划定是生态环境保护制度的一种创新，是国家生态安全保障的需要，通过红线划定及实施管控措施等，可以进一步优化国土开发与保护的空间格局，开创生态文明新格局。本文基于GIS工具，利用定量的评价方法，初步划定安徽省生态保护红线的范围和面积，为下一步开展全省生态保护红线划定工作提供参考。

1 生态保护红线的定义及内涵

1.1 生态保护红线的定义 国际上目前虽然没有生态保护红线的概念,但“红线”思想已在生态保护与管理中普遍体现，它的雏形可追溯到英国的“绿带”,十九世纪霍华德的著作《明日的田园城市》中首次体现了该思想[2]，其含义为在城市的外围划定永久性绿地，供农业生产使用，其实质是抑制城市的扩张。国内生态保护红线的发展可以分为两个阶段,即2011年以前的萌芽阶段和2011年以后的快速发展阶段。前期阶段,生态保护红线多以“控制区”、“控制线”等形式出现。2013年提出的深化改革重要任务之一就是划定生态保护红线，2014年4月修订版的《中华人民共和国环境保护法》中已明确提出了“划定生态保护红线,实行严格保护”。另外，环保部印发的《国家生态保护红线—生态功能红线划定技术指南(试行)》中对生态保护红线进行了最新的定义。因此，生态保护红线是我国生态文明建设的重要举措，是生态环境保护的制度创新，生态保护红线一个由空间格局、面积范围以及管控措施等共同构成的综合管理体系。

1.2 生态保护红线的内涵 生态保护红线的划定，其目的不单单是保护生物多样性，更重要的是保护生物生存的生境或生态系统，也就是说要保护重要的生态功能区域，如涵养水源区域、水土保持区域、珍稀生物繁衍保护区等，以及保护生态敏感区，如盐渍化、土壤侵蚀区、酸雨敏感区、湿地等区域，另外，还有一些法律、法规等不允许开发建设的区域，如自然保护区、风景名胜区、地质公园等等也需要用生态红线进行保护。据此,生态保护红线的类型可以划分为重要生态功能区保护红线、生态敏感区保护红线和禁止开发区域保护红线三大类型。因此，生态保护红线划定的区域并不是绝对不可开发利用，其前提是在保护性质不变的情况下合理开发，以保护优先，合理开发，不能降低其生态功能，同时划定的红线面积不能减少等[3]。

2 安徽省生态保护红线划定的指标体系研究

2.1研究区域生态环境概况

安徽省地形地貌类型多样，有长江和淮河两大水系穿过，全省从北向南可分为五大自然区域，分别为淮北平原、江淮丘陵、沿江平原、皖西大别山区、皖南山区。淮河以北属于华北平原，地形平坦；中部的江淮之间，多为山地、岗丘等地形；长江沿岸和巢湖周围地势较为低平，属于长江中下游平原；长江以南多为山地和丘陵。安徽省地处暖温带与亚热带过渡区域，气候温暖湿润，四季分明，季风气候较为明显，各区域气候条件分布差异较为明显，其中淮河是重要的自然地理分界线。全省年平均降水量800～1800mm，降水年际变化较大，经常有旱涝等灾害。全省年平均气温在14～17℃，平均日照1800～2500小时，平均无霜期200～250天。

2.2生态保护红线划定指标体系

依据安徽省区域生态环境特点，参照环保部颁发的《生态环境保护划定的技术指南》以及其他相关资料[4、5]，本文提出了安徽省生态保护红线划定的指标体系，具体见图1。

图1 安徽省生态保护红线划定指标体系图Figure 1 Anhui Province ecological protection red line delineated indicator system

3 生态保护红线划定方法研究

3.1生态保护红线划定的理论依据

目前，进行生态红线划分的技术方法和理论研究比较多，如生态适宜性分析法广泛地应用于保护区规划、种养殖区区划、土地利用规划等[6-8]；生态安全格局理论对优化景观功能区划分、维持生态保护功能和服务价值的可持续性等都具有重要作用，并利用关键局部位置和空间联系方法，构成了景观生态安全[9]。生态保护红线划定既要遵循原则，也要应用一定的技术，才能确保生态保护红线划定具有一定的科学性，早期我国生态红线划定工作正是由于缺少技术性，所以出现一些问题[10]，比如生态红线划定过大，无法管控，或者划定的区域偏小，失去生态保护的意义。

本文通过对安徽省生态环境的实际境况，根据《全国主体功能区规划》《全国生态功能区划》《安徽主体功能区规划》《安徽生态功能区划》《安徽省土地利用总体规划(2006—2020年)》等相关区(规)划，结合《安徽省“十三五”经济社会发展规划》和《安徽省“十三五”生态环境保护规划》，识别全省生态保护的重点区域，确定生态保护红线划定的重点范围。按照上述提出的安徽省生态保护红线划定的指标体系，即重点生态功能区、生态敏感区和禁止开发区等一级指标进行识别划分[11]。

图2 安徽省重点生态功能区红线Figure 2 Red line of key ecological function areas in Anhui

3.2生态保护红线划定方法的应用

3.2.1 重点生态功能区生态保护红线划定 为综合评价安徽省重点生态功能区分布情况，综合考虑水源涵养、水土保持、生物多样性保护、水资源保护和洪水调蓄等5项要素，以式(1)计算出全省各空间单元生态系统服务功能综合重要性指数。

(1)

SLj为j空间单元生态系统服务功能重要性指数；Si为i因素重要性等级值。

生态系统服务功能重要性综合评价分级标准见表1。按生态系统服务功能重要性综合评价值大小，结合专家咨询，进行5级分类(Classified)操作，由低到高依次划分为5个重要性级别，即不重要、较重要、重要、高度重要和极重要，计算出不同等级生态服务功能重要性所占面积及比例，见表2，并将极重要区域划为安徽省重点生态功能区生态保护红线图，见图2。

表1 生态系统服务功能重要性综合评价分级标准

表2 安徽省生态服务功能重要性综合分级结果

3.2.2 生态敏感区生态红线划定 为综合评价安徽省生态敏感区分布情况，选择土壤侵蚀、酸雨、地质灾害和盐渍化等4项指标，采用最大值方法进行评估，见式(2)。

SIj=Max(S1，S2，……Si)，i=1，2，…，4

(2)

式中：SIj为j空间单元生态环境敏感性综合指数；Si为i因素敏感性等级值。

结合专家咨询，列出生态敏感性综合评价分级标准，见表3。

表3 生态敏感性综合评价分级标准

根据GIS计算结果，安徽省生态环境敏感性共分为极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感共5个等级，各区域的面积占比参见表4。

表4 生态环境综合敏感性分级结果

通过GIS软件分类(Classified)操作，计算不同空间生态环境敏感性综合指数，绘制安徽省生态敏感性空间分布图，并将极敏感区域划为安徽省生态敏感区生态保护红线图，见图3。

3.2.3 禁止开发区域生态保护红线划定 参考相关类型的禁止开发区域的规划范围和批复文件，在GIS系统中进行边界配准和数字化。通过GIS空间分析技术，在同一空间参考系统下，将9类禁止开发区的图层进行叠加，形成安徽省禁止开发区域生态保护红线图，参见图4。

图3 安徽省生态敏感区红线Figure 3 Anhui ecological sensitive area red line

图4 安徽省禁止开发区红线

Figure 4 Anhui forbidden Development Zone red line

图5 安徽省生态保护红线初步划分方案Figure 5 Preliminary plan of ecological protection red line in Anhui

3.2.4 各类生态保护红线叠加分析 借助于GIS强大的空间分析技术，在统一空间参考系统下，将划定的重点生态功能区生态保护红线图、生态敏感区生态保护红线图和禁止开发区域生态保护红线图，放置在同一图层上进行叠加，取其并集部分作为安徽省生态保护红线初步划定的方案图，见图5。

3.3生态保护红线的协调性分析

由图5可以看出，安徽省生态保护红线区较为集中的分布于皖西大别山区(六安市、安庆市)和皖南山区(黄山市、池州市)，江淮分水岭区(合肥市、滁州市)和皖东南山区(宣城市)也有零星分布。《安徽省主体功能区规划》中划定的重点生态功能区主要分布于皖南和皖西山区，初步划定的生态保护红线对于我省重点生态保护区域的分布格局和识别基本与《安徽省主体功能区规划》保持一致。

生态保护红线划分方案确定的过程中，对较大的连续红线图斑进行分区命名时，参照《安徽省生态功能区划》中3级区(生态功能区)的划分，提出了建立沿淮、沿江的洪水调蓄红线区，江淮分水岭地区水源涵养红线区，巢湖湿地保护红线区，沿江丘陵区水源涵养红线区以及长江淡水豚物种保护红线区，对于《安徽省土地利用总体规划(2006—2020年)》和《安徽生态省建设总体规划纲要》的要求均有所响应。

4 生态保护红线方案确定

4.1叠加部分红线命名原则

利用GIS空间分析技术，将划定的重点生态功能区生态保护红线、生态敏感区生态保护红线、禁止开发区域生态保护红线进行空间叠加与综合分析，生成生态保护红线初步划定图，当两种及两种以上生态保护红线类型重叠时，在命名时需明确其主导生态功能和辅助生态功能[12]。

4.2综合制图

生态保护红线制图是开展边界核定的基本前提和依据。用基础年的高精度遥感影像和土地利用/覆被数据作底图，对评估结果图与底图进行叠合，利用GIS软件进行图斑聚合处理，扣除独立细小图斑和人工用地。为保证生态保护红线区的生态完整性和连续性，生态保护红线斑块最小上图面积原则定为1km2。依据实际土地覆被类型和影像地物分布进行遥感判读与补充勾绘，同时结合红线定标勘探，调整生态保护红线界线，形成切合实际、边界清晰、生态完整性好的生态保护红线分布图。见图6。

4.3各市区红线面积及占比

据GIS的分析统计，安徽省各市域范围内生态保护红线分布面积及占比见表5。

图6 安徽省生态保护红线分布图Figure 6 Distribution map of ecological protection in Anhui

序号省辖市红线面积(km2)市域面积(km2)占比1合肥市1192.9311435.8310.4%2淮北市96.692756.883.5%3亳州市17.368522.000.2%4宿州市359.979915.003.6%5蚌埠市49.685958.780.8%6阜阳市84.5610121.110.8%7淮南市91.282572.883.5%8滁州市886.3513515.056.6%9六安市5667.9318410.6330.8%10马鞍山市394.74068.229.7%11芜湖市378.236051.326.3%12宣城市1920.5112341.1015.6%13铜陵市138.651043.6813.3%14池州市2241.138412.6226.6%15安庆市5459.2115416.1235.4%16黄山市8149.269623.3384.7% 共计27128.44140164.5519.4%

各省辖市红线区面积及占比由北向南整体呈现逐渐递增的趋势。皖北6市生态保护红线面积占比均未超过5%，这与我省北方为全国粮食主产区，主要为农田生态系统有关，零星分布的农田林网，其生态调节功能也相对较弱。生态保护红线面积占比超过25%的主要有黄山市、安庆市、六安市和池州市等4个市，这与我省重点生态功能区分布相一致。

5 结 论

生态保护红线已提升为国家生态安全的底线，生态保护红线的划定不仅是生态保护领域的重点工作，更是生态文明制度建设一项重要内容，也是一项庞大的系统工程，本文通过对生态保护红线划定指标体系及其划定方法的研究，通过GIS工具，划定安徽省重要生态功能区生态保护红线、生态敏感区生态保护红线以及禁止开发区域生态保护红线，将它们在同一底图上叠加，初步划定安徽省生态保护红线图，并核算出各地市生态保护红线的面积。

由于生态保护红线划定的技术方法较多，但是各地区的生态区域问题侧重点不一致，划定的生态保护红线还应结合区域的生态评价、分级管理、负面清单以及当地的实际情况，以便划出更符合实际需要的生态保护红线。