县域土地生态空间管控红线划定的方法研究——以江苏省金坛区为例

朱凤武，金志丰，3，沈春竹，王振山

（1.江苏省土地勘测规划院，江苏 南京210024；2.国土资源部海岸带开发与保护重点实验室，江苏 南京 210024；3.武汉大学资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079）

1 引言

随着工业化、城镇化的快速推进，中国资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化，可持续发展面临严峻挑战。划定土地生态空间管控红线是维护国家生态安全、增强经济社会可持续发展能力的重要举措[1]。

生态保护红线是指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。在中国，制定了严格的红线保护政策[2]，除此之外，生态红线的划定是红线保护的关键，关于生态红线划定的方法已经有了初步研究，如一些学者从生态功能重要性、生态环境敏感性、环境灾害危险性等方面构建指标运用加权求和的方法对渤海区域进行了生态红线划定[3]；部分学者基于区域生态环境现状评估和生态环境敏感性评估，通过分析生态系统服务功能的重要性对江苏省生态红线区域划定开展了研究[4]；还有一些学者结合生态网络规划对安徽省宜城市南漪湖平原地区进行了生态红线划定[5]。土地生态红线的划定与生态保护红线的划定不完全相同，关于土地生态红线划定，也有了初步探索，如一些学者基于土地生态敏感性分析、土地生态价值重要性评估、土地利用功能分区评价等结果，通过叠置分析并进行空闲属性分析，根据综合分值分级标准划定生态红线区、黄线区和绿线区[6]；一些学者基于生态因子耐受度模型土地利用规划生态红线，为生态红线划定提交了借鉴[7]；还有一些学者基于生态敏感性和生态服务价值，运用布尔运算法将生态敏感区和生态服务价值高的地区进行叠加，以此探讨山地区域土地生态红线的划定[8]。综合来看，目前关于生态红线划定的研究多集中在生态影响因素方面[9]，涉及土地生态红线划定的研究多采用加权求和的方法，根据综合分值及分级标准确定土地生态红线范围。

本文基于土地生态服务价值评估结果和土地生态敏感性评价结果，参考环境保护规划相关成果，识别土地生境斑块，构建基于斑块—基质—廊道的生态网络，通过面积红线、空间红线和管理红线等划定土地生态空间管控红线，旨在建立一套系统的县域土地生态空间管控红线划定的方法体系。

2 研究对象及数据来源

金坛区位于江苏省南部，地处北纬31°33′42″—31°53′22″，东经119°17′45″—119°44′59″之间，隶属于常州市，为宁（南京）、沪（上海）、杭（杭州）三角地带之中枢，全区总面积975.46 km2，其中平地、水面、山地的比例约为6∶2∶2，形成了“二山二水六分田”的格局。金坛区地貌自西北部的丘陵山区逐步向东南平原地区过渡，区内矿石、动植物资源丰富，拥有丰富的自然景观和良好的生态环境。本文数据来源于江苏省2016年土地利用变更数据、2016年江苏省各气象站点监测数据、2016年江苏省DEM数据及2016年江苏省Landsat 4 - 5TM影像。

3 研究方法

在土地生态网络构建的基础上通过面积红线、空间红线和管理红线三个方面来划定土地生态空间管控红线。其中，面积红线是指生态红线的数量界线，属于数量结构性指标；空间红线是指生态红线的空间范围，属于空间结构性指标；管理红线旨在加强管理以确保红线区域内的人类活动不影响生态系统的完整性，实现红线区的保护性质不变、生态功能不降低、面积不减少。土地生态空间管控红线划定主要包括土地生境斑块的识别、阻力面的构建、景观连通性格局的构建、斑块—基质—廊道生态网络的构建、管控红线的划定5个步骤。

3.1 土地生境斑块的识别

确定土地生境斑块是土地生态空间管控红线划定的基础，国内外学者常用的方法为判定生物多样性的丰富程度或考虑生态系统服务的重要程度，一般选用区域内具有重要生态功能、面积较大的水域、林地等核心斑块，或者通过构建综合指标体系开展生态价值评估，从中选取生态价值高的斑块。

3.2 基本阻力面的构建

阻力面反映了物种空间运动的趋势，不同的土地利用类型均存在一定的生态阻力。本文采用最小累积阻力模型构建阻力面，其原理为测算从土地生境斑块经过不同阻力的土地利用类型，累积消耗的最小费用或者克服阻力所做最小功。

3.3 景观连通性的构建

采用最小累积阻力模型探讨生态景观连通性的大小，模型如下：

式（1）中，WMCR是最小累积阻力值，f是某个待定的正函数，Dij是以源地为圆心、以其中心到达空间栅格j点的外辐射半径，Rj是空间栅格对生态流的阻力，i是生态源地的数目，j是阻力面栅格的个数。

累积阻力值采用自然断裂法进行空间分区，按累积阻力值从小到大分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区，生态连通性阻力空间分区中，Ⅰ区土地生态连通性最好，而Ⅴ区生态连通性最亟待改善。

3.4 斑块—基质—廊道生态网络的构建

采用最小路径法识别出生境斑块和目标之间的最小消耗路径，该路径最有利于物种迁移和扩散，可最大效用地避免外界物质、能量的阻碍。基于不同的情景设置阻力面，根据最小路径法进行潜在生态廊道的建设；基于重力模型计算公式，对两种情景下的生境斑块构建相互作用矩阵，定量化地评价研究区生境斑块之间的相互作用强度，以期从潜在廊道中识别出重要性相对较高的重要生态廊道；保留两种情景下完全吻合和基本吻合关系的重要生态廊道，并综合两种情景下的生态网络，选取能够保证连通且廊道路径较短的生态廊道，作为最终生态网络廊道。

3.5 土地生态空间管控红线的划定

基于斑块—基质—廊道生态网络，从面积红线、空间红线和管理红线三个方面划定土地生态空间管控红线：（1）面积红线是指具体面积大小，属于结构指标；（2）空间红线是指生态红线的空间范围，包括保证生态系统完整性和连通性的关键区域；（3）空间红线和面积红线确定后，加强红线管理以确保红线区域内的人类活动类型和强度不影响生态系统的完整性，不对生态系统关键过程产生不利影响，是保证生态红线划分成果的科学价值真正发挥的关键。

图1 金坛区土地生境斑块Fig.1 The land habitat patches in Jintan District

4 结果与分析

4.1 金坛区土地生态网络的构建

根据金坛区2016年土地变更数据，以斑块为评价单元，借鉴谢高地等研究成果并修正[10]，计算金坛区每个地类图斑的土地生态服务价值，采用自然断裂法分为5级，选取前3级斑块作为重要生态功能区。根据金坛区水土流失敏感性指数、地质灾害敏感性指数、河流水质敏感性指数、大气污染敏感性指数和道路密度敏感性指数，综合求取金坛区生态敏感性指数，采用自然断裂法分为5级，选取前3级斑块作为土地生态敏感/脆弱区。

基于金坛区土地生态服务价值评价和土地生态敏感/脆弱性评价，确定的金坛区土地重要生态功能区和土地生态敏感/脆弱区，参考江苏省环境保护部门在金坛区划定的生态保护区，综合确定初步的源地，在此基础上选取面积大于50.00 hm2的源地作为土地生境斑块，如图1，共计11个斑块。

本文分别设置了两种情景下的景观生态阻力：一种综合考虑景观类型作为环境因子，将不同的景观类型设定相应的阻力值，构建阻力面的景观阻力指标体系，将景观类型细分为湿地、水域、风景名胜区、耕地、园地、村庄用地、对外交通用地、水利设施用地、城镇工矿用地、其他用地这10类用地，其景观阻力值遵循景观类型对土地生态的正负效应和影响程度，从小到大赋值；另一种基于上述情景中不同景观类型的景观阻力值，对与土地生态状况呈负相关影响的景观类型做不同尺度的景观阻力值设定，如表1和表2。阻力面1和阻力面2的阻力赋值体现不同尺度的阻力差异，景观阻力值赋值越低，表示生境适宜性越好。

表1 不同土地利用类型的景观阻力值（情景1）Tab.1 The landscape resistance values of different land use types（scenario 1）

基于不同情境下的不同土地利用类型的阻力值构建阻力面，采用最小路径方法分别生成金坛区11个土地生境斑块的最小累积阻力面，依此生成两种情境下的潜在生态廊道，如图2。

根据重力模型，计算出金坛区11个生境斑块的面积和平均阻力值，然后通过计算两两斑块之间的累积阻力值，最后得出两个情景下生境斑块之间的相互作用矩阵。保留两种情景下基本吻合的重要生态廊道，并综合两种情景下的生态网络，选取能够保证连通且廊道路径较短的生态廊道，去除连接同一斑块的廊道，构建最终的金坛区生态网络方案，如图3。

4.2 金坛区土地生态空间管控红线的划定

基于最终生态廊道，通过土地生态服务价值评价和土地生态敏感性评价确定的金坛区11个土地生境斑块的总面积为189.35 km2，金坛区行政区总面积为975.73 km2，土地生境斑块约占总面积的19.40%；通过金坛区土地生态网络的构建，对形成的最终廊道设置50 m缓冲区作为廊道保护的基础，总面积约为36.20 km2，占金坛区

总面积的3.71%；通过对最终土地生态廊道的节点设置500 m缓冲区，面积约为5.49 km2，约占金坛区总面积的0.56%。因此金坛区斑块—基质—廊道生态网络构建所形成的生态红线区的面积为231.04 km2，约占金坛区总面积的23.67%。将确定的11个土地生境斑块、土地生态廊道及50 m缓冲区、生态节点及500 m缓冲区作为生态红线区的重点保护区。

表2 不同土地利用类型的景观阻力值（情景2）Tab.2 The landscape resistance values of different land use types（scenario 2）

图2 金坛区不同情景下的潜在廊道Fig.2 The potential corridors under different scenarios in Jintan District

图3 金坛区生态网络构建Fig.3 The ecological network construction in Jintan District

图4 金坛区土地生态管控红线的划定Fig.4 The red line delineation of land ecological regulation in Jintan Distric

环保部门划定的红线区与确定的土地生境斑块叠置并去除重合部分，面积约为89.79 km2，占总面积的20.30%；土地生态廊道200 m缓冲区，面积约为150.48 km2，去除重点保护区内50 m廊道缓冲区，面积为114.28 km2。将上述融合环保部门的红线区及土地生态廊道的200 m缓冲区作为次级保护红线，面积共204.07 km2，约占金坛区总面积的20.91%。最终生成金坛区土地生态管控红线划定的“空间红线”，如图4。

建立体现生态管控红线要求的政策机制，形成源头严防、过程严管、责任追究的红线管控制度体系。

（1）建立管控红线目标确定及分解落实机制。根据部门职责和地方实际，国土部门在摸清全区土地生态现状的基础上，确定管控红线目标及分解方案。管控红线确定后原则上不得调整，根据实际情况确需进行调整的，要按程序报批。

（2）加强生态管控红线实施监管。加强环评、排污许可、能评、用地许可、水土保持方案审批、入河（湖、海）排污口设置、水资源论证和取水许可等后评估和监督检查，加大违法违规行为的查处力度。建立生态管控红线落实情况日常巡查、现场核查等制度，强化管控红线落实情况的执法监督。

（3）建立生态环境承载能力监测预警机制。在生态环境承载能力监测预警机制中充分考虑生态红线因素，对水土资源、环境容量和海洋资源超载区域，研究提出具有针对性的限制性措施。管控红线涉及多个地区的，相关地区要建立区域、流域红线管控预警和联动机制。

（4）建立红线管控责任制。将生态管控红线纳入地方政府和领导干部政绩考核体系，并作为党政领导干部生态环境损害责任追究的重要内容，对任期内突破管控红线要求并造成资源浪费和生态环境破坏的，按照情节轻重，从决策、实施、监管等环节追究有关人员的责任。

5 结论

本文基于构建的斑块—基质—廊道生态网格，融合江苏省环境保护部门划定的生态红线区域，从面积红线、空间红线和管理红线三个方面开展土地生态空间管控红线的划定。

主要结果：形成了主次分明、点线面要素齐全的金坛区土地生态空间管控红线区域，面积占金坛区总面积的44.58%，其中重点保护区域占金坛区总面积的23.67%，并形成了源头严防、过程严管、责任追究的红线管控制度体系，以保证生境斑块的完整性、生态廊道的连通性、生态节点的稳定性。

基于斑块—基质—廊道划定的金坛区土地生态空间管控红线，实现了生态要素的流动性，能够很好地发挥土地生态服务功能，可为区域土地生态保护提供重要参考。

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