上海市近郊地区生态用地空间格局绩效评价及管控建议

安超

摘要：以上海市闵行区陆域生态用地为研究对象，对生态用地空间格局绩效进行评价，从而达到指导生态用地规划与管控的研究目的。基于生态用地的空间分布特征，对不同生态功能区块的空间格局绩效进行评价;研究结果中，生态功能区块的H9、G8、G10和G11的空间格局绩效相对较高。基于评价结果，论文认为提高生态用地空间格局绩效，除需要对不同类型生态用地進行保护和调配建设外，还需要对范围内经济社会的影响因素进行有效引导。结合生态保护红线划示方案，论文提出生态保护红线的细化分类及管控措施建议。

Abstract： Taking ecological land of land area in Minghang District of Shanghai as a research object， this paper evaluates spatial pattern performance of ecological land， so as to achieve the purpose of guiding the planning and control of ecological land. Based on characteristics of spatial distribution of ecological land， the study evaluates spatial pattern performance of different ecological function zones. In the results of the study， the spatial pattern performance of H9， G8， G10 and G11 in ecological function blocks is relatively high. Based on the evaluation results， this paper considers that improving the spatial pattern performance of ecological land use needs to effectively guide the economic and social factors， in addition to the protection and allocation of different types of ecological land. Combining with the plan of ecological red-line， the paper proposes the detailed classification and control measure of ecological red-line.

关键词：上海市;景观指数;生态用地;空间格局绩效;生态保护红线

Key words： Shanghai;landscape indices;ecological land;spatial pattern performance;ecological red-line

中图分类号：TU984;F291.1                           文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）07-0023-07

0  引言

生态用地的服务功能和保护意义学术界已广泛研究，生态环境保护也进一步得到政府重视。生态用地的空间分布对生态系统服务功能的发挥有着重要影响，可以通过空间格局绩效的高低来表征。充分辨识生态用地空间格局绩效，能够基于现状条件提出针对性措施，从而提升空间格局绩效，在生态用地“保护”的基础上更进一步。

上海市闵行区的空间范围既包括以开发建设为主的集中建设区，也包括以生态保护为主的黄浦江生态廊道、生态间隔带、生态绿环等生态用地管控区域。在社会经济发展过程中，“经济发展与生态保护”的矛盾始终存在，论文期望通过对闵行区生态用地空间格局绩效的辨识，促进生态用地空间管控措施的优化及落实。

1  概念界定

1.1 生态用地

我国用地分类标准中没有明确界定生态用地的概念。一些学者认为是以一定生态系统服务功能（如改善气候、净化空气、防洪调蓄、保持水土、维护生物多样性等）为主体功能的用地[1-2]。

从我国的用地分类来看，不同的用地划分依据使得“具有生态系统服务功能的用地”存在于现行用地分类标准的不同用地中，而多个分类标准彼此衔接不足，使得生态用地分类边界模糊。

究其原因，一是我国土地分类标准主要是以人类使用土地的方式（经济生产方式）来划分的，缺乏针对生态用地的分类依据。二是生态系统服务功能的分布广泛性使得不同用地中都有可能具备此功能，明晰的分类标准较难制定。

笔者认为，“生态用地”是以提供某类或者某几类生态系统服务功能为主，禁止或限制开发建设的用地。因此，生态用地既包括“城市用地分类标准”中非建设用地的耕地、林地、园地、湿地、水域等，还包括“城市建设用地”中的公园绿地和防护绿地。

另外，由于“生态用地”所提供的生态系统服务功能属于“公共物品”，通常需要相关政策管控来保证这种“公共物品”的供给。因此，生态用地也具有“政策性用地”特征。

1.2 空间格局绩效

国内外学者对空间绩效已有一定研究[3-11]，主要认为是“反映空间资源配置对社会、经济、生态环境影响效果的优劣”。

空间格局绩效是生态过程中生态用地空间分布的结果，其主要通过景观格局特征来体现。基于空间分布特征，分析判断对生态过程影响的优劣，明确生态用地空间格局绩效的高低。

需要说明的是，生态用地的景观格局既承载着自然生態过程，也承载着人文生态过程。一方面，不同类型生态用地的空间关系影响着自然生态过程的开展;另一方面，基于人类社会发展的要求，生态用地为人类供给服务的均衡性和公平性。本论文主要针对第一个方面进行研究。

2  研究对象

根据上海市闵行区2015年卫星影像图及土地使用现状图，将用地划分为林地、耕地、公共绿地（包括公园绿地和其他绿地①）、一般河道水系、重要河道（图1）。在此基础上，以闵行区陆域（不包括河流，坑塘水面归为耕地）的各类生态用地斑块（林地、耕地、公园绿地、其他绿地）为对象进行研究。

根据《上海市基本生态网络结构规划》[20]，闵行区行政范围内共包括9个生态功能区块。其中，包括3个近郊绿环（H类）和6个生态间隔带（G类）（图2、图3）。

3  研究方法

3.1 各类用地斑块的景观指数

根据不同景观指数的生态学意义，分别从斑块的优势度、破碎度、形状特征以及空间聚散度等四个方面选取8个类别级（Class）②的景观指数（表1）。运用GIS和Fragstats4.0软件进行计算，从而计算出各类斑块的景观指数（In），掌握各类斑块的景观格局状态。

3.2 整体景观指数

针对不同斑块景观指数（In）进行权重分析，根据不同功能区的生态服务功能差异确定各个指数的权重（α），通过多个指数的加权计算，得到整体景观指数（Iw）。

3.3 景观格局综合指数

根据不同类型生态用地所承载生态系统服务功能的权重（β），对每个生态功能区块内各类用地的整体景观指数（Iw）加权计算，得到景观格局综合指数（LPMI）。

3.4 生态用地空间格局绩效指数

在各类生态斑块景观格局确定的基础上，假设生态功能区范围内生态用地比例为100%时，空间格局绩效最大。通过生态用地所占生态功能区的比例（ε）进一步评价生态功能区范围内空间格局绩效指数（Ip）。

Ip=ε×LPMI

4  上海市闵行区生态用地空间格局绩效评价

4.1 生态功能区块中各类用地斑块景观指数

通过Fragstats4.0软件计算，得到9个生态功能区块中各类用地类别级（Class）景观指数（In）（In为计算出的8个景观指数）。将8个景观指数归类，分别从斑块的优势度、破碎度、形状特征、空间聚散度等方面来分析各生态功能区块景观格局的差异。

4.1.1 斑块优势度

从各生态功能区块的斑块优势度来看，PLAND指数（斑块所占景观面积的比例）中除G7生态间隔带之外，其他区块中耕地面积比例均在60%以上，H11近郊绿环最大，为99.75%（图4）。LPI指数（最大斑块所占景观面积比例）也反映出同样的特征，除G7之外，其他区块中耕地的斑块优势度最为明显（图5）。这说明闵行区生态用地中林地资源偏少，耕地在生态用地中扮演着重要“角色”。

4.1.2 斑块破碎度

从不同类型用地的斑块破碎度来看，PD指数（斑块密度）中，数值较高的有G7、G9、H9和H10（图6）。G7和G9的PD指数较高，主要受开发建设影响，使得斑块个数较多，空间分布较破碎。H9和H10的PD指数较高，主要因为滨江地区生态功能区块呈带状格局，整体面积偏小，从而使得斑块密度较高。

具体来看，除G7中其他绿地的斑块密度明显较高之外，大部分的林地和耕地斑块密度较高。林地斑块破碎度较高，会影响到物种栖息、气候调节、空气净化等功能的发挥。尤其是滨江的H10更应当降低林地斑块的破碎度，提升滨江生态用地的服务功能。

4.1.3 形状特征

从ED指数（边缘密度指数）来看，G6、G8、G9、G10、G11体现出相似的特征，林地和耕地的斑块形状较复杂且相对接近。而H9和H10中林地的指数较大，反映出滨江区域林地的形状较复杂，形状更加扁长。G7和H11则分别表现出与其他斑块明显的差异，G7的各类用地斑块形状较接近且聚集，但H11中的耕地和其他绿地则表现出明显的扁长特征（图7）。

从LSI指数（景观形状指数）来看（图8），G6、G8、G9、G10、G11的指数具有相似性，林地、耕地、其他绿地的斑块形状较复杂。H9和H10林地、耕地和公园绿地的斑块形状复杂程度相似。G7的其他绿地形状更加复杂。H11仅有耕地和其他绿地，整体形状相对简单。

总体来看，由于林地和耕地大部分位于农村地区，复杂的形状特征更有利于自然生态系统维护。因此，G6、G8、G9、G10、G11形状特征相对复杂，更加有利于不同生境之间的物质交换，促进生物多样性。但G9由于位于建设区之间，虽然斑块形状特征较复杂，但斑块面积较小，且较破碎，还需要形成较大面积斑块来提高生境质量。H9、H10和H11位于滨河区域，H9和H10斑块形状复杂程度接近，但H10较狭长;H11斑块类型单一、呈带状，且形状特征较简单;H10和H11均不利于营造良好的滨河生境。G7整体呈带状且斑块较破碎，规模较小，虽然其他绿地LSI指数较高，但带状且破碎的斑块降低了生境质量。

4.1.4 空间聚散度

从斑块的空间聚散度来看（图9），林地的CLUMPY指数（丛生度指数）中G11与G10为最高的2个区块，说明林地空间聚集程度最高。从其空间分布来看，G11林地明显少于G10，但斑块分布更加聚集，G10中林地斑块面积较大，在更大尺度范围内相对聚集。H10中林地斑块分布沿黄浦江呈带状聚集的特征，且部分斑块之间的间距较大，因此CLUMPY指数较低。

耕地的CLUMPY指数方面，H11、G10、G8和H9的耕地斑块最为聚集，其次是G6、G9和H10。而G11虽然耕地面积较大，但CLUMPY指数却偏低，主要是因为其部分面积较小的斑块分布的较为分散，面积较大斑块间距同样较远。

公园绿地的CLUMPY指数方面，由于生态功能区块中公园绿地面积都较小，且斑块数较少，因此，斑块越少的区块，其指数反而越高，即空间上越聚集。G6和G8 CLUMPY指数较高，而H9和H10 CLUMPY指数相对较低。

其他绿地的CLUMPY指数方面，H11指数最高，其次是G10、G6。G7的其他绿地面积虽然较大，但由于都呈带状分布，聚集程度并不高，低于前面几个区块。

在IJI指数（散布与并列指数）方面，G7、G9、G10、H9、H10指数较高，说明这几个区块相对其他区块来说，各类斑块毗邻分布的情况更多。G6、G8和G11虽然部分斑块面积较大，但各类斑块毗邻分布情况较少（图10）。

在COHESION指数（结合度指数）方面，各生态功能区块中林地、耕地、公园绿地的指数都较高，说明在已有用地分布情况下，上述三种用地的斑块连接程度较好。而其他绿地由于空间分布以带状为主，且相对分散，因此COHESION指数偏低，尤其在其他绿地较少的区块内，如H11和G8，指数明显低于其他区块（图11）。

4.2 各生态功能区块景观指数的综合评价

根据前文所述方法将闵行区生态功能区块的各类用地的8个景观指数（In）进行标准化处理，用层次分析法计算不同景观指数的权重，将各项景观指数进行加权求和，得到各类用地的整体景观指数（Iw）（该指数介于0～1之间）（表2）。

将各生态功能区块的整体景观指数按照表3中各类用地因子权重进行加权求和，得到闵行区各类生态功能区块景观格局综合指数（LPMI）;然后根据每个生态功能区块中生态用地所占比例进行计算，得到各生态功能区块的空间格局绩效指数（Ip）（表4）。需要说明的是，空间格局绩效指数都是一种相对数值，主要反映不同生态用地之间空间格局绩效的高低水平，从而为规划管控提供定量分析依据。

通过计算可以看出，闵行区各生态功能区块中，空间格局绩效指数最高的4个分别是近郊绿环H9、生态间隔带G8、生态间隔带G10和生态间隔带G11。从空间分布来看，H9为黄浦江水源保护区，G8、G10和G11分别是南北向的滨河、滨江生态廊道及农业集中区。这些区块虽然相比其他区块空间格局绩效指数较高，但本身指数值并不高，仍然需要提升绩效。

5  基于空间格局绩效评价的生态保护红线管控措施

《上海市生态保护红线划示规划方案（公众征询意见稿）》[21]（下称“生态保护红线规划”）中划示的生态红线是依据《上海市基本生态网络结构规划》划定的。根据“生态保护红线规划”，管控按照分类和分级相结合的管控方式，共分为一级保护区和二级保护区。闵行区范围内的生态保护红线，除水源保护地周边的生态保护红线为一级保护区，其他均为二级保护区。

从现有的生态保护红线分级管控措施来看，主要是针对管控范围内用地的开发建设、项目准入、土地整治等进行了规定，缺少以提升生态系统服务功能及引导生态过程为目标的管控措施。

然而，不同的生态保护红线区域生态系统服务功能存在一定差异，各生态功能区块在区位、用地情况、景观特征、空间格局绩效指数等方面都有不同。因此，根据上述研究，笔者认为，对于闵行区生态保护红线的管控措施除规定的“二级保护区”管控措施之外，还应当进一步细化分类，通过附加管控措施进行管理（表5），从而有针对性的提高不同区域的生态保护红线的空间格局绩效。

6  结论与建议

上海市闵行区生态用地的空间分布充分反映出近郊地区土地资源利用过程中“经济发展与生态保护”的矛盾与平衡。论文通过对闵行区生态功能区块的空间格局绩效进行评价，更加直观的反映了空间格局绩效的高低。总体来看，不同生态功能区块内生态用地的空间格局绩效存在明显差异，位于城镇集中建设区外围的G8、G10、G11、H9作为郊野或滨江生态间隔带，基础设施建设较少，空间格局绩效较高;而G7、G9作为控制建设用地扩张的生态间隔带，紧邻基础设施（高速公路、铁路等）及集中建设区之间，空间格局绩效偏低。

可以看出，影响闵行区生态用地空间格局绩效的因素既包括不同类型生态用地，也包括经济社会发展的建设行为。提高空间格局绩效，除需要对不同类型生态用地进行保护和调配建设外，还需要对范围内经济社会的影响因素进行有效引导。在具体的生态保护红线管控层面，需明确不同区块生态保护红线的主体功能，从而进一步细化分类，提出基于主体功能的管控措施，引导生态用地的保护和建设，提高空间格局绩效。

注释：

①其他绿地是以道路两侧绿地、高速公路防护绿地、河道两侧防护绿地等为主。

②根据Fragstats4.0软件，不同空间尺度计算不同的斑块景观指数。类别级（Class）针对同一范围内不同类型的斑块进行计算，景观级（Landscape）将范围内所有类型斑块不分类型进行计算。

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