基于国土空间规划“双评价”专题中生态保护重要性评价的研究

王红兵

（中国建材地勘中心甘肃总队，甘肃 天水 741000）

生态保护重要性评价包括生态系统服务功能重要性和生态敏感性评价。生态敏感性评价主要分析的是水土流失对人类活动的敏感程度。生态保护重要性评价结果集成了上述两类的评价结论，结合二者的评价，从而分析得到生态保护重要性的评价结果。

1 生态系统服务功能重要性评价

生态系统服务功能重要性评价是在分析生态系统的结构、过程与生态系统服务功能关系的基础上，进一步分析生态系统功能特征，结合最新的生态系统服务理论与研究成果，分析生态系统服务功能的研究进展与趋势，按其对某区域生态安全的重要性程度从而划分出生态系统的重要性等级。

1.1 生物多样性维护功能重要性

生物多样性维护功能是生态系统在维持物种、基因多样性中发挥的作用，生物多样性的意义主要体现在生物多样性的价值，对于人类来说，生物多样性有直接、间接和潜在使用价值。对该项指标的评价，来识别现状以及未来可以承担生物多样性维护功能的范围，根据生物多样性维护服务能力指数进行评价生物多样性维护功能。

1.1.1 评价模型

通过生物多样性维护服务能力指数作为评价指标，具体计算公式如下：

上公式中的指标分别为：Sbio为生物多样性维护服务能力指数，Ftem为多年平均气温，NPPmean为多年平均植被净初级生产力，Falt为海拔因子，Fpre为多年平均降水量。

1.1.2 评价数据来源及处理

根据1.1.1 评价模型，生物多样性维护功能评价所需数据包括、高程数据、地表反射率数据、气象数据等。

多年平均植被净初级生产力数据：从美国USGS 网站下载landsat8 OLI 数据集，通过CASA 模型插件，导入静态参数、植被类型、NDVI 数据、月平均气温、月降水量、太阳总辐射量等多项指标，经计算处理得到NPP 数据。

多年平均降水量：根据全国和某县气象数据处理得到。多年平均气温因子：根据全国和某县气象数据处理得到。

海拔因子：从地理空间数据云网站下载的DEM 数据（30×30m），经裁剪处理后得到某县DEM 数据，并通过模糊隶属度做归一化处理，得到归一化之后的海拔因子。

1.1.3 评价结论

根据上述评价结果，得到某县生物多样性功能重要性大多数以重要为主，评价结果某县极重要区主要分布在某县的西部，面积134.91km2，占全县国土面积的6.28%；重要区面积1431.60km2，占全县国土面积的66.63%；一般重要区面积581.89km2，占全县国土面积的27.09%

1.2 水源涵养功能重要性

水源涵养是生态系统（如草甸、树木、土壤等）通过该生态系统特有的结构与水相互作用，对水资源进行蓄积、截留、渗透，并通过蒸散发实现对水的调控。根据该项指标，识别出现状以及以后可以承载水源涵养功能的重点范围。水源涵养一般可以通过恢复植被、建设水源涵养区达到控制土壤沙化、降低水土流失的目的。水源涵养功能主要与植被覆盖、土壤、降水量、地形等有关。

1.2.1 评价模型

通过水源涵养服务能力指数来评价生态系统水源涵养功能，计算公式为：

上式中的各指标分别为：WR 为生态系统水源涵养服务能力指数，Fpre为多年平均降水量因子，NPPmean为多年植被净初级生产力平均值，Fslo为坡度因子，Fsic 为土壤渗流因子。

1.2.2 评价数据来源及处理

通过上述评价模型，水源涵养功能评价所需数据为：气象数据、地表反射率数据、土壤数据、高程数据。

多年平均植被净初级生产力数据（NPP）：同上1.1.2中的方法。

多年平均降水量：同上1.1.2 中的方法。

土壤渗流因子：采用ArcGIS 软件打开土壤数据集中的栅格图，连接栅格图属性中的value 字段与HWSD.mdb 的字段MU_GLOBAL，将字段T_USDA_TEX 的属性值除以13，计算出土壤渗流因子栅格图。

坡度因子：采用ArcGIS 软件中栅格计算器工具直接计算坡度，并通过模糊隶属度做归一化处理得到坡度因子栅格数据。

1.2.3 评价结果

评价结果显示，某县水源涵养重要性主要以重要和一般重要为主，评价结果某县极重要区主要分布在植被覆盖度高及河流分布等地区，面积437.47km2，占全县国土面积的20.41%；某县重要等级面积713.87km2，占全县国土面积的33.30%；某县一般重要等级面积992.57km2，占全县国土面积的46.30%。

1.3 水土保持功能重要性

水土保持是生态系统通过其结构，减少由于水蚀所导致的土壤侵蚀作用，对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。水土保持一般包括治坡工程、治沟工程和小型水利工程。通过对水土保持功能重要性的评价，识别出目前和以后承担水土保持功能的重要范围。

1.3.1 该功能评价模型

以水土保持量作为评价指标，采用修正的水土流失方程进行计算，具体计算公式如下：

式中，A 为水土保持量，R 为降雨侵蚀力因，C 为植被因子，K 为土壤可蚀性因子，S 表示坡度因子，L 表示坡长因子。

1.3.2 评价数据来源及处理

根据评价模型，水土保持服务功能评价所需数据包括：土壤及高程数据等。

降雨侵蚀力因子：从资源环境数据云平台下载中国降雨侵蚀量数据，经过裁剪处理后得到某县降雨侵蚀因子。

土壤可蚀性因子：是土壤颗粒被水力分离和搬运的难易程度，主要与土壤质地、土体结构、有机质含量、渗透性等性质有关，评价数据处理方法按下计算公式：

上计算公式中，KEPIC表示修正前的土壤可蚀性因子，K 表示修正后的土壤可蚀性因子，mc、msilt、ms 和orgC 分别为粘粒、粉粒、砂粒和有机碳的百分比含量，该数据来源于全国土壤数据库，后经裁剪处理后得到某县土壤数据。

坡长因子：采用ArcGIS 软件中栅格计算器工具计算坡长，通过模糊隶属度得到归一化之后的坡长因子栅格数据。

坡度因子：同上1.2.2 中的方法。

1.3.3 评价结果

评价结果显示，某县水土保持重要性大多数以极重要跟重要为主，某县极重要区大多数分布在植被覆盖高、坡度大的区域，面积为805.55km2，占全县国土面积的37.00%；某县重要等级面积977.88km2，占全县国土面积的44.92%；某县一般重要等级面积393.71km2，占全县国土面积的18.08%。

在单项评价的基础上，集成评价生态系统服务功能重要性评价结果。评价结果显示，某县生态系统服务功能极重要区面积676.27km2，约占全县国土面积的31.57%；重要区面积1264.16km2，约占全县国土面积的59.01%；一般重要区面积201.75km2，约占全县国土面积的9.42%。

2 生态敏感性评价

生态敏感性是自然状况下生态系统某一生态潜在的活动强度，用于标明其对人类活动反应的敏感程度，来说明产生生态失衡与生态环境问题的可能性大小。通过一定的技术手段，得到某一生态问题的综合敏感性，从而进行敏感性等级评价。主要包括水土流失敏感性、沙化敏感性、石漠化敏感性。

2.1 评价模型

根据条件以降水侵蚀力、地形起伏度、土壤侵蚀力和植被覆盖等作为某县水土流失敏感性的评价指标。评价计算公式如下：

上式中：R 为降雨侵蚀力因子，C 是地表植被覆盖因子，K为土壤可蚀性因子，LS 是地形起伏度因子。

2.2 数据来源

水土流失敏感性评价所需主要数据见表1。

表1 水土流失敏感性评价数据表

降雨侵蚀力因子：同上1.3.2 中的方法。

土壤可蚀性因子：同上1.3.2 中的方法。

地形起伏度因子：根据某县DEM 数据得到。

植被覆盖度因子：对光谱信号进行分析的基础上，通过建立植被指数与植被覆盖度的转换信息，从而提取植被覆盖度信息。

上式中：NDVIsoil、NDVIveg分别为无植被覆盖地表所贡献的信息和完全植被覆盖地表所贡献的信息。

根据公式（4）计算得到某县水土流失敏感性指数。综上过程，最终考虑某县实际情况，某县土壤质地均为敏感等级，地形起伏度大部分地区小于200，植被覆盖度最高在0.8。

2.3 评价结果

评价结果显示，某县水土流失主要以敏感和一般敏感为主，北部与西部地区主要由于坡度大，造成水土流失较严重，南部水土流失严重的区域主要分布在植被覆盖低的地区，某县极敏感区面积460.28km2，占全县国土面积的22.12%；某县敏感等级面积840.11km2，占全县国土面积的40.37%；某县一般敏感等级面积783.50km2，占全县国土面积的37.51%。

3 生态保护重要性集成评价结果

生态系统服务功能极重要区和水土流失极敏感区作为生态保护极重要区，其余重要区和敏感区作为生态保护重要区，一般重要和一般敏感区作为生态保护一般重要区。结合某县生态保护重要性评价的相关成果，某县生态保护极重要区面积367.93km2，占全县国土总面积的16.81%；结合生态保护重要性评价结果，某县属于水土保持区和水土流失敏感区，极重要区面积较分散；某县生态保护与治理是一个有机整体，坚持生态优先，统筹山水林田湖草综合治理，着力加强生态保护治理各项工作，促进全县高质量发展。