张家界市生态空间的综合评价研究

付春艳，朱深海

（吉首大学土木工程与建筑学院，湖南 张家界 427000）

近年来国家对生态空间的关注与日俱增，十九大报告明确指出要“完成生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线规定工作”，“加大生态系统保护力度”[1]。自然资源部也相继颁布了诸多关于自然资源与生态空间管控的政策文件，规划领域的研究热点逐渐由城市空间发展营造向生态空间综合管控转变[2]。

张家界作为湖南省重要的生态绿肺，生态空间分布广泛，具有良好的生态本底优势[3]，但近年受旅游开发快速推进、规划实施不足及其他多方因素影响，市域内的生态空间保护与景区开发建设、城区空间发展之间的矛盾逐渐加大，其生态空间的管控还存在诸多问题，亟待梳理张家界市生态空间保护现状，探究不同层级种类生态空间的分布情况，对需要保护管控的生态空间进行精准识别和判定。

该研究从张家界生态空间管控的全局意义出发，基于国土空间规划“双评价”技术模型，构建生态空间综合评价体系，绘制精细化生态空间综合评价成果，提出生态空间管控策略，为同类城市的生态空间综合评价与管控提供方法参考与策略借鉴。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

张家界市位于湖南省西北部的武陵山脉地区，域内湿润的气候条件和适中的降雨量为各类绿色植物的生长提供了良好的环境，具有生态空间面积广阔、总量丰富，城市与各类生态空间结合紧密等独特的地域特征。一直以来不仅是享誉世界的旅游胜地，也是重要的生态空间保护区，更是相关学者研究大范围生态空间统筹布局的绝佳对象。选取整个张家界市域范围作为研究区，包括永定区、武陵源区、桑植县、慈利县，研究区总面积约9 534 km2，总人口约170.87 万。

1.2 数据来源及预处理

1.2.1 基础土地利用数据 包括张家界市域的土地利用变更调查数据（2018 年）、林业调查数据（2018 年）和地理国情普查数据（2018 年），主要来源于张家界市自然资源和规划局。在ArcGIS 中进行数据矢量转换、属性字段建立、土地利用数据坐标系统一等前置工作。

1.2.2 专项调查和规划数据 包括张家界市域的土地利用总体规划、城市总体规划、森林公园现状调查数据、饮用水源地规划数据、综合交通现状与规划数据、生态功能区划数据等，主要来源于张家界市相关职能部门。在ArcGIS 中转换直接获取的矢量数据坐标系，扫描、校正获取的图像数据，并对其进行矢量化。

1.2.3 其他自然地理基础数据 包括张家界市域的数字高程模型数据（DEM）、气象数据、土壤数据等。DEM 数据（30 m 分辨率）通过中国科学院地理空间数据云平台下载，并进行矢量转化。气象数据从中国气象科学数据共享服务网中获得，通过空间插值法将下载的中国地面气候标准值数据集（1981—2010 年）相关资料转换为所需的气象数据。土壤数据则通过国家地球系统科学数据共享服务平台下载获得。

2 研究方法

2.1 生态空间综合评价的内容构成与指标体系

2.1.1 内容构成 生态空间的综合评价以国土空间规划“双评价”为基础，在“双评价”的体系构架中提取生态空间评价的相关组成成分，构成生态空间综合评价的基本内容，如图1 所示，分为单要素评价、集成叠加评价、综合评价与修正3 大部分。单要素评价包括生态重要性评价、生态敏感性评价2 大核心板 块[4]。生态重要性用于评价研究区内的生态系统对于生活生产活动的重要程度，生态环境敏感性则用以评价研究区内的生态系统遭受外界干扰时，发生各类生态问题的难易程度与可能性[5]。集成叠加评价是将单要素评价中2 类评价结果在GIS 中进行叠加处理，以确 定不同空间的生态保护等级。最后在集成叠加评价的基础上，结合生态斑块集中度和重要生态廊道修正集成叠加评价成果，得到最终的生态空间综合评价结果。2.1.2 指标体系 生态空间综合评价指标体系由国土空间双评价体系演化而来，采用层次分析法对双评价指标体系进行遴选优化，构建该研究的综合评价指标体系，如表1 所示。首先确定评价目标，即通过张家界市生态空间综合评价，实现张家界市生态空间的差异化保护；然后确定主要的评价板块，分析制约生态空间保护的主要因素，包括生态重要性因素、生态敏感性因素与综合集成要素；在此基础上确定综合评价的核心指标，生态重要性程度以水源涵养、生物多样性维护功能为评价指标，生态敏感性程度以水土流失敏感性、石漠化敏感性为评价指标，综合集成要素包括生态等级评价、成果校正。最后基于核心评价指标进一步选取基础数据来表征其特征和状态。

2.2 生态空间综合评价的基本方法

2.2.1 单要素评价 （1）生态重要性评价。生态重要性评价包括水源涵养功能重要性与生物多样性维护功能重要性2 部分。水源涵养功能重要性以各类水系的流域范围与植被覆盖度进行分级[6]，范围尺度与分类标准参照《湖南省资源承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南（试行）》（以下简称《指南》）。生物多样性维护功能主要与研究区内的森林公园、自然保护区、湿地公园等各类生态保护空间有关，分级标准参照《指南》。

图1 生态空间综合评价构成图

（2）生态敏感性评价。选取水土流失和石漠化来表征张家界市的生态敏感性。生态敏感性程度选取水土流失敏感性与石漠化敏感性中的最高值作为最终评价结果。水土流失敏感性评价因子包括降雨侵蚀力、土壤质地、地形起伏度和植被覆盖度[7]。在对各评价因子栅格图像进行分级赋值的基础上，通过ArcGIS栅格计算获得水土流失敏感性的分布情况，公式如下：

表1 张家界市生态空间综合评价指标体系

式中，R 为降雨侵蚀力，K 为土壤可蚀性，LS为地形起伏度，C 为植被覆盖度。

石漠化敏感性评价包括碳酸岩裸露面积百分比、地形坡度、植被覆盖度。操作步骤与水土流失敏感性评价步骤相同，评价公式如下：

式中，D 为碳酸岩裸露面积比例，P 为地形坡度，C 代表植被覆盖度。

2.2.2 集成叠加评价 对单要素评价中的2 类评价结果进行叠加，以确定研究区内不同空间的生态保护等级。生态保护等级选取生态重要性和敏感性评价中的高级别值，评价结果中不重要或不敏感、一般重要或一般敏感、中等重要或中等敏感、高度重要或高度敏感、极重要或极敏感对应的生态保护等级分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。

2.2.3 综合评价与结果校正 基于集成叠加评价成果，结合生态斑块集中度与生态廊道重要性，得到生态空间的综合评价成果并进行修正，通过最终的综合评价结果反映国土空间自然本底条件对人类生产生活活动的支撑能力[8]。评价单元的生态保护等级与其需要保护的迫切程度成正相关。

第一步，根据生态斑块集中度、生态保护等级初步划分市域生态空间综合评价等级（表2）。生态斑块集中度把相邻且生态保护等级相同的生态细碎斑块整合为连片的完整地块（整合距离20～50 m），整合后的斑块面积分为＜0.25 km2、0.25～0.5 km2、0.5～1 km2、1～2 km2、≥2 km2，分别对应生态斑块集中度等级中的低、较低、一般、较高、高，初步划分市域生态空间综合评价等级。

第二步，通过生态廊道重要性修正生态空间保护的综合评价级别。生态廊道重要性表示生态系统及其服务功能的完整性与连贯性，包括湿地水域廊道、植被廊道、山体廊道等。修正过程中将重要生态廊道区域的综合评价级别调整为高度重要。

表2 生态空间综合评价等级判定

3 结果与分析

3.1 单要素评价结果分析

3.1.1 生态重要性评价结果 主要从水源涵养功能重要性及生物多样性维护功能重要性2 方面展开分析，将二者在GIS 中叠加分析获得张家界市生态重要性评价结果，如图2、表3 所示。从规模上看，生态极重要区与高度重要区占张家界市国土面积的79.18%，不重要和一般重要的区域约占到整个张家界市的18.47%，说明张家界市具有优越的生态本底条件（表3）。张家界是全国森林覆盖率较高城市，林地总面积720 319.11 hm2，占全市土地面积的75.55%。

3.1.2 生态敏感性评价结果 主要从水土流失敏感性及石漠化敏感性2 方面展开分析，将二者的评价结果在GIS 中叠加分析获得张家界市生态敏感性评价结果，如图3、表4 所示。整体上，张家界市生态敏感性以中度敏感性区域为主，占比为36.64%，极度敏感和高度敏感的区域面积为2 620.14 km2，占比为27.48%。生态不敏感区主要分布在地形起伏度较低、植被覆盖度较好、地形坡度较低的区域，面积约为 1 496.11 km2，占比为15.69%。

图2 张家界市生态重要性评价

图3 张家界市生态敏感性评价

表3 张家界市生态重要性评价结果

表4 张家界市生态敏感评价结果

3.2 集成叠加评价结果分析

将生态重要性与生态敏感性进行叠加得到张家界市生态保护等级的集成评价结果，如图4、表5 所示。从空间分布来看，张家界市生态保护等级高的区域主要分布在林地集中、水源涵养功能较强地区。这些地区大多地形坡度较陡，水土流失发生概率较大，生态敏感性指数较高，是生态保护的重点区域。生态保护等级低的区域主要集中在人类活动密集的地区。从总体来看，张家界市具有较好的生态本底条件。

图4 张家界市生态保护等级评价

由表5 可知，张家界市生态保护等级为I 和II级的区域面积为1 479.49 km2，约占全域的15.51%；保护等级为Ⅲ级的面积约为338.46 km2，约占全域的3.55%；保护等级为IV 和V 级的面积约为7 716.48 km2，约占全域的80.94%。整体来看，张家界生态保护等级较高。

3.3 生态空间综合评价成果

图5 张家界市域生态保护综合评价

在生态保护等级评价的基础上，综合叠加生态斑块集中度与重要生态廊道数据，最终形成的张家界生态空间综合评价结果，如图5、表6 所示。张家界市生态保护重要性等级整体上属于高度重要，主要分布在水源涵养林、公益林、自然保护区等集中连片的重要生态保护区内。从规模上看，高度重要的区域面积达到了7 042.95 km2；占张家界市全域面积的73.87%。中度重要区域面积为1 123.92 km2，占整个张家界总面积的11.79%；一般重要及不重要区域面积为 1 367.74 km2，占整个张家界总面积的14.35%。

表5 张家界市生态保护等级评价结果

4 基于综合评价的生态空间分区及管控策略

4.1 生态空间管控分区

通过对张家界市生态空间的综合评价分析，可以直观地表现研究区内不同重要层级的生态空间分布情况，快速辨识需要重点关注的生态保护关键空间[9]；但如需对张家界市生态空间分层级提出管控与保护策略，仅以生态空间综合评价结果做为依据仍不够细致充分，在具体指导市域生态空间管控时针对性难免不足。因此需在综合评价的基础上，进一步对张家界市生态空间进行分区划定，以此提出精细化与针对性的管控策略与措施。

首先，借助GIS 的空间分析方法与技术，对核心评价要素：生态重要性评价与生态敏感性评价的评价结果进行分级赋值与空间叠加，以中度重要与中度敏感的区域为需要生态空间管控的最低标准区域，构建张家界生态空间管控分区的二维关联矩阵。

在此基础上，根据生态空间的管控强度和功能用途，将张家界市的生态空间划分为刚性生态空间和弹性生态空间。刚性生态空间进一步分为生态管控核心区和生态管控重要区；弹性生态空间则进一步分为生态缓冲保育区和生态综合发展区，划分依据见表7，张家界市生态空间管控分区结果见图6。

4.2 生态空间管控策略

生态空间用途管控制度建设首先需科学划定生态空间的保护边界，进而合理确定生态空间分级管控区域，最后根据分区划定结果确定差异化的管控策 略[10]。因此，在生态空间保护边界划定与用途管制分区的基础上，结合自然资源部颁布的生态空间综合管控相关规定与法律条例，从转用许可管理、清单管理、分级管控规则、分区管控机制建设等方面提出张家界市生态空间管控策略建议。

（1）严控生态空间用地转用许可。生态管控核心区和生态管控重要区内的生态空间用地严禁转换为城镇建设用地、农业用地或其他生态用地，对不同管控区域之间的生态用地转换予以限制。因空间规划修改或发展战略转变等原因，生态空间进行用途确需转变的，须组织专家会进行充分论证并严守审批程序。

（2）构建生态空间清单管理机制。构建“正面清单＋负面清单”的双向清单管理机制。刚性生态空间内按正面清单进行严格管控，严禁危害主导生态功能、破坏生态环境特征的建设活动。弹性生态空间内按负面清单进行管控，在确保已有生态功能的前提下，准许资源和生态产品供给类的土地开发利用。

表6 张家界市生态空间综合评价结果

表7 生态空间管控分区依据

图6 张家界市生态空间管控分区

（3）制定生态空间分类分级管控规则。综合各管理部门的管理事权和土地利用现状情况，进行张家界市生态空间类型划分，基于不同生态空间的功能特征，制定精细化的生态空间分类管控规则。同时基于生态综合评价结果，对张家界市生态空间进行等级划分，根据不同生态空间的等级差异，针对性的制定用途管控规则。

（4）健全生态空间分区管控的配套体系。首先应以目前自然资源统一确权登记为基础，尝试构建协同管理、绩效考核、生态补偿、公众参与等方面的生态空间分区管控实施保障机制。其次强化生态空间分区管控信息化平台的建设，动态监察不同生态管控区内的准入许可、清单管理、用途转换等内容，以现代化的信息技术方法监督相关政策条例的落实。