基于城市生态系统研究范式构建生态功能红线理论方法及其应用

生态红线是保障区域生态系统健康和生态服务可持续性供给所必须严格保护的最小空间范围,科学划定生态红线是提高区域生态功能的重要举措。本文总结了生态红线的内涵和研究进展,重新搭建了以生态功能、环境和资源为对象,落在时间、空间、管理三维度上三条红线的组合理论框架体系,包括"生态功能红线"、"环境红线"和"资源红线"。以生态功能红线为例,从生态系统自身出发,基于城市生态系统的格局、过程、功能与宜人性的研究范式提出其划定方法,并以天津蓟县为案例,结合区域特征,区划出蓟县县域生态功能红线面积共11425 hm~2,主要分布在蓟县北部山区和河流流域。并针对相应红线区提出了对应的管控措施。本文是对生态功能红线理论、方法、模型和应用的初探,以期为后续生态红线的研究提供理论和方法支撑。     

从划定历程与属性特征正确认识生态保护红线内涵

生态保护红线是国家生态安全的底线, 也是我国生态文明改革的重大举措。生态保护红线划定实施以来, 因其创新了生态保护模式与制度, 得到了国内和国际社会的广泛关注。然而, 当前对生态保护红线的理解仍不够深入, 一定程度影响了红线的落地应用及其成效发挥。为此, 本文梳理了生态保护红线从理论起源到实践落地的演变历程, 阐述了生态保护红线的科学内涵与时代释义, 分析了生态保护红线的管控要求, 明确提出生态保护红线既要严格管控, 又要适度利用。生态保护红线不是无人区, 而是生态安全的底线、国土空间格局优化的基线, 实现人与自然和谐共生、区域可持续发展是划定生态保护红线的最终目的。未来生态保护红线可考虑从拓展生态保护红线内涵、优化生态廊道识别技术、完善优质生态产品价值实现机制、生态保护成效的可持续性、加强国际推广等方面进一步加以完善。     

基于生态保护红线的生态安全格局构建

生态保护红线是国家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。随着生态保护红线理念正式上升为国家战略, 以及划定技术与方法的发展完善, 生态保护红线正成为生态安全领域的核心议题。由于生态保护红线具有明显地理边界, 合理整合了多部门的生态保护成果, 并更加全面地关注了多种生态过程, 为生态安全格局的构建与优化提供了新思路。本文在梳理生态安全格局研究进展和生态保护红线划定科学本质与内涵的基础上, 探索将生态保护红线区作为生态安全格局的源地, 并以此为基础进一步构建生态廊道、生态战略节点等, 从而形成涵盖重要生态功能保护格局、人居环境安全格局、生物多样性维系格局的生态安全格局体系。以生态保护红线为基础的生态安全格局建设, 将有效保护、恢复和重建自然生态系统的完整性, 维持重要生态服务功能的可持续性。今后需深入探讨生态保护红线区内生态过程-功能-格局之间的内在联系, 并在生态安全格局海陆统筹保护、配套相应管控措施、建立监督评估机制等方面做进一步研究。     

生态文明理念下长沙市自然生态空间用途管制探索

自然生态空间用途管制, 既是建设美丽国土, 也是发展绿色经济, 更是塑造美好生活。以新时代生态文明理念为指导, 对市域尺度自然生态空间用途管制的关键技术进行深入探索。创建了以“双评估”为基础, 空间聚合优化模型为载体的自然生态空间边界划定方法, 形成了“自上而下”的自然生态空间用途管制二级分区模式, 两项技术在长沙市的实证研究中得到了科学验证。结果表明: (1)长沙市自然生态空间总量约为5791.08 km2, 占国土面积的48.96 %, 主要由林地、草地、湿地、荒地等地类构成; (2)自然生态空间边界范围内, 刚性区域共1116.79 km2, 弹性区域共4674.29 km2, 两者分别占国土面积的9.44 %及39.52 %; (3)刚性自然生态空间下, 生态红线核心区共565.51 km2, 生态红线重要区共551.28 km2, 刚性区域实行正面清单管控, 严禁开发建设; (4)弹性自然生态空间下, 生态保育缓冲区共2625.96 km2, 生态复合发展区共2724.72 km2, 弹性区域实行负面清单管控, 允许适度利用。     

基于GIS平台的东山岛生态保护红线划定研究

为构建东山岛绿色空间网络和实现东山岛国际旅游海岛城市的发展目标, 对东山岛生态空间的红线划定进行研究。以定性和定量相结合方法, 运用GIS技术将研究区的生态功能重要性、生态环境敏感性及禁止开发区进行综合评价, 划定其生态红线。研究结果表明, 东山岛生态功能红线区域总面积为7518. 3hm2, 占研究区面积的30.27%。主要分两级管控区域, 一级生态红线区域面积为2064.84 hm2, 二级生态保护红线区域面积5453.46 hm2, 生态红线区域主要分布在西北部的大山、王爹山、针岭山、牛犊山, 东南部的苏峰山、亲营山, 东部的海岸景观带, 南部的大帽山、旗山等植被覆盖度高的区域。红线区域的生态价值极高, 对维护全县生态系统稳定性、提升生态安全格局水平、提高旅游生态承载力有着重要意义。      

长江中下游平原区生态保护红线的划定——以江苏省为例

科学划定生态保护红线（Ecological Protection Red Line,EPRL）并严格保护是中国政府建设生态文明的重要战略举措,对国土空间可持续发展具有重要意义。通过解析生态保护红线制度的内涵、目标与划定标准提出生态保护红线的4项基础性问题。针对长江中下游平原面临的生物多样性减少、生境斑块破碎化以及农业与生态空间冲突等问题,考虑生态保护红线的区域差异性,以江苏省为研究区,结合区域特征利用生境维持、气候调节、水源涵养、粮食供给、土壤保持5项生态系统服务功能,基于生态安全格局研究框架探讨了相应的生态保护红线划定方法。研究结果表明：①江苏省生态源地主要由区域内河流、湖泊、滩涂与林地构成,各项生态系统服务功能空间格局差异化显著,限于农田覆盖范围广泛与水系网络结构发达,源地斑块破碎化现象严重。②江苏生态保护红线主要由湿地、林草地、农用地等地类构成,红线核心区以湿地为主,廊道与节点则以农用地为主。生态保护红线可根据源地景观规模分为3级,其中I级EPRL占比达72.87%,可基本代表核心红线图斑。③生态廊道与生态节点的设置有助于提高生境图斑的连通性,江苏省生态廊道共47条,包括33条关键生态廊道与14条潜在生态廊道,总长度分别为1296.27km、1726.33km。研究结果可为长江中下游平原的生态保护红线划定创新思路,并希冀对生态保护红线制度约束下的国土空间管控与管制制度改革具有借鉴价值。     

国外生态保护地体系对我国生态保护红线划定与管理的启示

中国共产党第十八届三中全会和《环境保护法》明确提出依法划定生态保护红线, 实施最为严格的源头保护制度。世界上大多数国家都实行了将天然或近天然的区域划作保护地、建立生态空间体系对物种及其生境进行保护。在国际上虽未有“生态保护红线”这一提法, 但是划定生态保护区域的做法是相似的。作者基于相关文献, 对世界自然保护联盟(IUCN)保护地系统, 以及美国、欧盟、俄罗斯、日本等地区和国家的生态保护地(区)体系的保护地面积和管理实践进行了系统梳理和总结。大多数国家的生态保护地(区)的面积在5-40%之间, 并建立了专门的保护管理职能部门或成立了多部门分工负责的管理体制, 根据人类活动强度的不同制定差异化的管控措施。对比我国现有保护地体系的空缺分析以及保护地分类管理中存在的问题, 本文提出了整合与优化我国现有各类保护区域, 通过重要性、敏感性评价对在生态系统服务功能、生物多样性和生境保护方面作用最为重要的土地优先划入生态保护红线内, 面积比例以占到陆地国土总面积的30%以上为宜。为严守生态保护红线, 根据我国现有部门职能分工, 建议强化环境保护部门对生态保护红线区域的统一监督管理职能, 制定生态保护红线管理办法, 在生态保护红线区域内实行分级分类管理。     

基于贝叶斯网络的城市生态红线划定方法

生态红线划定是保护生态安全,协调城市建设、基本农田保护和生态保护之间矛盾的重要方法。目前,有关生态红线的划定方法多基于生态适宜性评价,忽视对土地利用变化的探究,缺少与城市建设发展相互协调,导致生态用地经常被占用,生态红线保护效果不好。在综合分析生态用地历史变化过程和生态适宜性条件的基础上,提出了基于贝叶斯网络的城市生态红线划定方法,并以鄂州市为研究区验证了模型划定的效果。划定结果表明,该方法符合鄂州市城市发展的趋势和生态用地空间分布特性,既有利于稳定且生态服务价值高的区域划入红线,又保证了生态红线空间的落地实施。与传统生态评价方法相比,贝叶斯网络模型划定方法的实效性更强,可以为城市生态红线划定方法研究提供参考和借鉴。     

城市生态保护红线划定与管理——以澳门特别行政区为例

我国澳门特别行政区是世界上人口密度最高的地区之一,人地关系紧张。随着城市和经济的发展,人类空间与生态空间失调,城市生态和人居环境问题不断加剧。在建设美丽湾区、美丽澳门和人们对美好人居环境需求的背景下,通过划定城市生态保护红线以控制和维持现有重要功能生态空间,保护和改善高敏感生态空间,维护区域生态安全显得尤为重要。基于对澳门陆域生态系统调查,结合城市和自然资源特征,从生态系统服务功能、生态系统敏感性、生物多样性分布以及现有生态保护区四个方面构建了城市生态保护红线划定方法框架,选取并评估水源涵养、雨洪调节、热岛调节、土壤保持、海岸带防护五类调节服务和生态系统服务中的休闲游憩的空间格局,水土流失敏感性和海岸带风暴潮敏感性两种生态敏感性的分布,并综合澳门具有保育价值生物的栖息地分布和现有保护区范围进行了城市生态保护红线的划定。研究结果显示,澳门城市生态保护红线区域总面积6.71km²,占研究区面积的19.79%,覆盖了44%的生态空间、12.4%的海岸线、所有的重要物种栖息地及三分之一的古树名木。依照此生态保护红线研究进一步提出针对各类红线地块的保护和管理措施。研究提出的城市生态保护红线划定思路,可以为其他城市的重要生态空间保护、修复与管理提供参考。     

论生态保护红线的类型划分与管控

生态保护红线划定的目的是为了保护支撑人类经济社会可持续发展的自然生态系统, 实施最为严格的管控措施, 不断改善生态系统服务功能。本文根据《环境保护法》规定和国内相关研究与实践积累, 明确了生态保护红线的概念, 提出了以重点生态功能区保护红线、生态敏感区/脆弱区保护红线、禁止开发区保护红线为核心的生态保护红线体系构成。并进一步将重点生态功能区保护红线区分为陆地重点功能区(包括水源涵养区、水土保持区、防风固沙区和生物多样性维护区)和海洋重点功能区(包括海洋水产种质资源保护区、重要滨海湿地、特殊保护海岛、珍稀濒危物种集中分布区、重要渔业水域等); 将生态敏感区/脆弱区保护红线区分为陆地生态敏感区/脆弱区(土地沙化区、水土流失区、石漠化区、盐渍化区)和海洋生态敏感/脆弱区(海岸带自然岸线、红树林、重要河口、重要砂质岸线、沙源保护海域、珊瑚礁及海草床等); 禁止开发区则包含了自然保护区、世界自然文化遗产地、风景名胜区、森林公园、地质公园、湿地公园、饮用水水源地等类型。基于国家关于生态保护红线管控的最新要求, 提出了分级划定、分类管理的生态保护红线基本管控思路与措施, 按照管理分级和围绕生态功能保护来确定具体管控措施, 旨在为增强生态保护效果, 优化国土空间开发格局, 促进生态文明建设提供理论依据。     

基于GIS 的武汉市生态红线划定的技术方法研究

当前武汉市存在自然资源消耗过度, 生态环境污染严重等生态问题, 生态红线划定工作对于改善武汉市生态环境、保护武汉市生态格局具有重要意义。因此以武汉市为例, 通过对研究区域的水源涵养、水土保持、生物多样性和洪水调蓄功能进行生态功能重要性评价, 对水土流失、土地沙化、石漠化敏感性进行生态敏感性评价, 分别划定出七类生态保护红线。在此基础上分析提取出重要生态功能红线区和生态敏感红线区, 叠加分析后最终得到武汉市生态红线区面积为2342.21 km2, 占武汉市总面积的27.67%。研究结果对于探索生态红线划定具有一定指导意义。     

保护区,国家生态安全的基石

正把保障国家生态安全作为根本目标。严格落实生态空间管控,划定并严守生态保护红线,加强自然保护区监督管理,保护最重要的生态空间,推动形成以"两屏三带"为主体的生态安全格局,建设生态安全屏障。摘编自《全国生态保护"十三五"规划纲要》我国的自然保护区建设起始于1956年,当时在广东鼎湖山成立了我国第一个以保护自然森林生态系统和野生生物种类为目的的自然保护区。随后分别在不同的省(区、市)、不同     

基于生态保护红线管理的塔里木河流域土地利用模拟及生态效益评价

以《生态保护红线划定指南》为依据,在开展区域生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性评价的基础上,对塔里木河流域的生态保护红线区域进行划定,并基于FLUS情景模拟、生态系统服务价值（ESV）估算、景观格局指数计算和空间自相关分析等方法,评估生态保护红线政策在塔里木河流域实施后的生态效益。研究结果表明：（1）划定生态保护红线区域总面积133721 km²,占流域总面积的13.01%,植被净初级生产力（NPP）比红线之外的研究区平均值高3.61倍,划定结果符合"以较小面积获取较大服务"的原则。（2）生态保护红线区域提供了全流域44.55%的ESV,调节服务和供给服务是生态系统的最主要功能,其中冰川湖泊贡献了生态保护红线区域52.28%的ESV。（3）生态保护红线政策情景在2030年的ESV比2015年增加了11.96%,且ESV高值面积增加了5.95%,高ESV低风险区域面积增加了6.37%,流域生态系统内部稳定,拥有较高的抵抗风险能力,生态系统结构配置最优。生态保护红线政策能够为塔里木河流域的生态系统稳定和"既要金山银山,又要绿水青山"的可持续发展提供理论支持。     

西南山区生态保护红线划定方法优化—基于生态地质环境脆弱性评估

生态系统服务功能重要性评估及生态环境敏感性评估是划定生态保护红线的基本方法。以生态系统敏感性及服务功能为核心的红线划定指标体系,未能准确反映山地复杂地质环境对生态环境的影响,使得生态红线划定缺乏地质-地理过程的支撑。以地质环境与地理环境互馈为基础,构建西南山区生态地质环境脆弱性评估指标体系,以我国典型山区四川省为研究区,通过将脆弱性格局与基本方法划定的生态保护红线叠置分析,提出了基于"生态地质环境共同体"理念的山区生态保护红线划定优化方法。结果表明：生态保护红线与脆弱性评估格局基本一致,面积有差异;生态保护红线划定方法充分刻画生态系统保护格局,脆弱性格局更好反映国土空间开发保护状况,山区地质与地理过程是塑造生态红线分布格局的关键影响因素,基于生态地质环境脆弱性评估视角的2种优化方案,集中、全面反映生态系统优先保护及国土空间开发保护格局,但应合理预留人类聚居空间及生产空间。     

海岛生态保护红线划定技术方法

划定海岛生态保护红线是维护海岛生态安全,协调海岛开发与保护之间矛盾的重要方法。目前,海岛生态保护红线在概念内涵、划定内容、划定方法等方面尚未统一定性,且极易与海洋生态红线的概念混淆,不同类型和形态的海岛红线划定的方法及原则要求也有所区分,例如,单岛、列岛、群岛、有居民和无居民海岛等。论述了海岛生态保护红线概念、海岛生态保护红线与海洋生态红线的区别和联系;结合生态科学、地理科学和管理科学属性,基于发展观点和底线思维阐述了海岛生态保护红线划定原则;海岛生态保护红线类型主要包括:海岛重点生态功能区、海岛生态敏感区/脆弱区和海岛禁止开发区;筛选出海岛生态保护红线划定需要重点考量的指标,提出海岛生态保护红线划定的技术路线,同时针对海岛生态保护红线区划面临的若干问题进行探讨;最后对今后海岛生态保护红线划定研究进行了展望。     

厦门市生态安全格局识别与生态管控区分级管控

生态控制区是防止城市建设无序蔓延,保障城市生态安全的重要生态空间。对城市生态控制区进行分级管控能够充分发挥其在维护城市生态安全,促进城市建设与生态保护协同发展等方面的作用。研究基于多源数据融合手段,采用"生态系统服务重要性-生态敏感性-景观连通性"评价结果识别生态源地,采用最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance,MCR）判定生态廊道和生态节点,形成了点-线-面交汇的生态安全格局网络,并将其应用于厦门市生态控制区分级划定。研究结果表明,厦门市生态源地共有17处,面积为604.19 km²,约占厦门市陆域面积的35.54%,包括陆域生态保护红线、水源保护地、森林公园等区域;提取主要生态廊道15条,长度为152.84 km,主要为连接生态源地与海洋的山海生态廊道;设置生态节点22个,主要为生态源地范围外的小面积重要保护区域和具有明确生态保护目标的区域。依据生态安全格局将厦门市生态控制区划分为三级管控区域,其中,生态源地、生态廊道以及生态节点划入一级管控区,面积占比为69.48%;一级管控区外的生态重要区和林地划入二级管控区,面积占比为10.15%;生态控制区内的其他区域划入三级管控区,面积占比为20.37%。在此基础上提出了分级管控建议,以期为厦门市实现生态控制区高水平保护与城市高质量发展提供重要参考和借鉴。     

基于GIS识别生态保护红线边界的方法——以北京市昌平区为例

生态保护红线是中国生态保护的一项重要创新,已被列为国家监管生态环境的重要政策。国家环境保护部于2015年发布了《生态保护红线划定技术指南》,确定了生态保护红线的划定方法,但是在识别生态保护红线边界时还存在一些技术难点。针对这一问题,本文探索了生态保护红线边界的优化方法。提出了生态保护红线边界优化遵循基本原则。以北京市昌平区为例,阐明了如何利用Arc GIS软件将划定生态保护红线的技术流程,包括评价各类生态功能区和敏感区,识别生态保护红线范围,准确定位生态红线边界3个主要步骤。最后通过对比优化前后的生态保护红线划定方案,阐明了该方法的可行性和存在的问题。     

生态保护红线战略视域下自然保护地如何划界和分区管控?

本文在生态保护红线战略背景下, 探讨自然保护地如何通过合理划界、分区管控及相应管理措施来处理人地关系。主要观点包括: 在国家生态保护红线战略指导下开展自然保护地边界划定及分区管控, 不仅是单一的自然科学问题, 同时也是多目标管理问题; 生态保护红线并不仅是一条静态物理空间划线, 而且也是生态系统动态管控的基线(baseline); 在生态保护红线战略思想下, 自然保护地分区管控需要考虑地理差异性, 应因地制策、因时施策。生态保护红线内区域的人地关系的处理需要明确保护地可建设范围、科学许可自然资源可利用方式, 应当对保护地的生态系统特征进行研究, 充分论证其对人类活动的承受能力, 在保护自然生态系统的前提下, 最终将人类活动控制在生态系统稳定性可以接受的“基线”之内。     

我国珍稀濒危植物保护红线的划定

本文依据《国家生态保护红线——生态功能基线划定技术指南(试行)》原则和植物保护的具体情况, 探讨了我国珍稀濒危植物保护红线划定的原则与方法。研究选取《国家重点保护野生植物名录》中收录的所有物种作为研究对象。将其定义为红线保护植物, 其中的I级保护植物定义为红线关键植物, 并基于文献资料及标本记录等数据建立了我国植物的属性数据库和地理分布数据库。在GIS支持下, 以建立的数据库为基础研究了我国红线保护植物的地理分布特征; 基于保护生物学理论, 结合我国自然保护区的就地保护现状进行了分析和评价; 以热点地区和GAP分析为理论基础, 在其分布地中识别具有代表性的热点区域以及不同属性植物分布的重点区域, 进而结合土地利用和人类干扰因素, 划定我国珍稀濒危植物生境整体保护的红线。通过在全国尺度上的分析, 得出我国珍稀濒危植物的整体保护红线面积为71.63万km², 占陆域国土面积的7.45%。植物生境保护红线划定的原则、方法和划定方案的研究对于更准确地划定生态安全预警红线具有重要意义, 同时可以为我国国土生态安全格局的构建提供依据。     

基于多生态安全格局的生态保护红线划定方法研究

在“长江大保护”背景下,长江经济带诸多省市将生态保护战略摆在重要地位,其中生态保护红线作为整体生态保护格局的重要组成部分,在城市生态规划中发挥重要作用。以马鞍山市为研究对象,基于多生态安全格局理论与ABC资源模型,分别构建非生物、生物、文化类生态安全格局,叠加后获得综合生态安全格局并对其生态保护红线进行划定,通过分析生态冲突地区,确定城市生态保护红线划定标准,提出对应的生态规划措施。结果表明,马鞍山市生态保护红线可划分为三级区域,其中1级、2级、3级红线区域面积占总面积比例分别为:44.624%、18.418%、 28.111%。生态一建设冲突地区分布以长江东岸地区为主,生态一农田冲突区域主要分布于石臼湖周边。根据生态保护红线及冲突区分布进行相应的生态规划,有利于恢复区域生态安全格局,实现对马鞍山地区生态环境的有效保护。