徐州市铜山区生态保护红线划定研究

孙杰

摘要：分析徐州市铜山区的生态环境，收集该区域土地利用现状资料、自然系统数据等，选择合适的评价指标，运用ARCGIS软件，将生态环境敏感性评价和生态系统服务功能重要性分值较高的区域进行提取和分析，根据生态红线划定的过程拟定科学合理的生态红线，得出研究区域的生态保护红线划定面积为54 504 hm2，占总区域面积的28.55%。

关键词：生态保护红线；生态敏感性；生态系统服务功能；徐州市铜山区

中图分类号：X826 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）20-0053-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.20.013 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The land use status information and the ecological environment of Tongshan area of Xuzhou city were analyzed. Collecting the current land use data and natural system data of the region，selecting appropriate evaluation indicators and applying ARCGIS software，the ecological environment sensitivity and the importance of the ecosystem service function were extracted and analyzed，and the scientific and rational ecological red line was formulated according to the process of ecological red line. Finally，the conclusion was that the area of ecological protection red line of the study area was 54 504 hm2，accounting for 28.55% of the total area.

Key words： ecological protection red line； sensitivity of eco-environment； ecosystem services function； Tongshan district of Xuzhou city

徐州市铜山区是苏北经济最为发达的地区，区域内分为自然保护区、生态公益林、风景名胜区等，交通运输便捷，区位优势明显。通过3S技术对区域内的选定指标进行分析，划定科学的生态红线。组织划定铜山区生态红线规划的实施，确定合理的生态保护面积，更好地满足人们生产、生活的基本需求，缓解铜山区生态环境的破坏压力，确保具有重要生态功能的区域、生态环境敏感区、脆弱区以及生物多样性得到有效保护。

以徐州市铜山区为研究区域，在补充完善各种数据资料的基础上，主要运用遥感、GIS等技术手段，选择科学合理的评价内容和指标，获取和处理空间数据，根据各种数据对生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性进行评价，提取和分析重要的区域，以此拟定生态红线。根据划定的生态红线，分析铜山区的生态环境现状，并提出具有建设性的建议。

1 铜山区生态环境敏感性评价

1.1 生态环境敏感性评价方法

生态敏感性指生态系统在特定时空尺度相对于自然及人类活动干扰所具有的敏感反应和自我恢复能力[1]。综合徐州市铜山区的区位优劣势，选择地形坡度、生境敏感性进行综合评价。

1.2 生态环境敏感性单因子评价

1.2.1 地形坡度敏感性评价 在将研究区域分为耕地和非耕地的基础上，参考相关的资料，划分不同等级的坡度，并对坡度进行敏感性分级，分为极度敏感、高度敏感、中度敏感和低度敏感。

1）评价方法及标准。从地形坡度角度，分析不同坡度给土地带来的侵蚀影响。为直观表现出铜山区不同地段坡度的生态敏感性，采用水利部土壤侵蚀强度标准（SL190-2007）来进行土壤侵蚀敏感性评价，采用的评价标准见表1和表2[2]。

2）数据处理。在将铜山区土地利用类型分为耕地和非耕地的基础上，利用ARCGIS的坡度计算工具分析DEM数据，然后按表2的标准进行重新分类。在ARCGIS中将不同类型的非耕地覆被占比输入属性表中得出铜山区非耕地植被覆盖度的比例，耕地部分与高程进行掩膜分析，接着进行坡度和重新分类操作，然后对矢量的坡度和非耕地植被进行镶嵌至新栅格处理，最终对新栅格重新分类。结果见图1。

从图1中可以看出，根据表2的指标，土壤侵蚀敏感性强烈的地区较少、较零散。中度侵蚀敏感性的地区大多为各种自然保护区、风景区、重要水源涵养区等，主要有汉王生态公益林、泉山森林公园、微山湖、云龙湖等；铜山区大部分地区土壤敏感性为轻度侵蚀，主要是平原地带、低山丘陵，水土保持能力较差。

1.2.2 生境敏感性评价 生境是指由生物和非生物组成的生长、繁衍的场所，包括其所必需的生存条件以及其他对生物起相关作用的生态因素[3]。生物生境的破坏是造成生物灭绝的重要原因之一，因此，评价并保护生态环境是减少物种灭绝、使生态系统平衡的重要方法。

1）生境敏感性评价方法。徐州市铜山区有各种森林公园、自然保护区、风景名胜区等红线区域类型，本研究以不同自然保护区和生态公益林的分布和等级情况作为评价依据。自然保护区和生態公益林对区域生态发展起着重要作用，研究区域有徐州市泉山自然保护区、铜山圣人窝森林自然保护区以及汉王生态公益林。

对保护区、生态公益林的保护不应只局限于其内部，还应在附近一定范围内建立缓冲区，保护区的级别越高，缓冲区的范围也应该越大，所以国家级、省级、地市级保护区的宽度是递减的。对于徐州市铜山区而言，没有国家级自然保护区，有省级的徐州市泉山自然保护区、地市级的铜山圣人窝森林自然保护区，在不同区域的缓冲区不出现重叠的情况下，建立合适的缓冲带。生境敏感性评价标准见表3。

2）数据处理。对于不同级别的保护区、风景区，根据表3进行赋值，获得生境敏感性评价结果。

在铜山区省级自然保护区有泉山自然保护区、云龙风景区以及微山湖湖西湿地（铜山区）风景名胜区，这些地区的生境敏感性为高度敏感；环城（铜山区）国家森林公园、汉王生态公益林为中度敏感；其余的草地、湿地等为轻度敏感（图2）。

1.3 生态环境敏感性综合评价

1）评价方法。因单一因子无法体现生态环境对全部影响因素的敏感性，本研究生态环境敏感性综合评价是将上述研究的地形坡度和生境敏感性進行综合评价，来反映生态环境对人类活动的敏感程度。因此，可用如下的公式综合计算生态环境的综合评价结果。

2）综合评价结果。从图3中可以看出，铜山区大部分地区的生态环境敏感性值较低，这些地方大都为耕地、建设用地，敏感性综合评价值较高的地区为自然保护区、风景名胜区、森林公园等，这些区域物种丰富，非耕地植被覆盖度较大，土壤侵蚀敏感性较其他区域大，主要分布在该区域的北部、中部和东南某些区域。

2 铜山区生态系统服务功能重要性评价

生态系统服务主要表现在维持生物多样性、土壤改良、水源涵养等。

2.1 生态系统服务功能重要性评价方法

根据铜山区的地理特征，按照区划原则和指标，将区域划分为极重要、重要、中等重要、不太重要四个等级，选择水土保持重要性、生物多样性重要性、水源涵养重要性三个因子对生态系统服务功能重要性进行评价。

2.2 生态系统服务功能单因子评价

2.2.1 水源涵养重要性评价

1）评价方法。水源涵养功能是指生态系统内多个水文过程及其水文效应的综合表现，常被认为是拦蓄降水或调节河川径流量的功能[4]。区域生态系统水源涵养服务功能重要性评价主要是由地表覆盖层涵养水源的能力和土壤涵水能力构成[5]。综合考虑铜山区的地理位置、生态环境以及数据指标获取的难易程度，选择地形、土地覆被类型作为评价指标。地形反映区域的整体地理特征，土地覆被类型反映保水能力的大小，如森林、湿地的保水能力是不同的。因此，根据以上分析，将选择的指标按照表4进行分级赋值。

地形数据是根据表4的分值按照DEM高程数据进行重新分类，见图4。

覆被类型数据是将数据重新分类后，根据表4的标准进行赋值，见图5。

2）评价过程及结果。在ArcGIS中利用式（2）进行计算，以形成水源涵养重要性的综合评价，见图6。

从图6可以看出，研究区域大多为山地丘陵或者盆地平原，位于铜山区北部的微山湖湖西湿地、小沿河饮用水水源保护区、顺堤河饮用水水源保护区、铜山圣人窝森林自然保护区等部分区域的水源涵养重要性分值最高，其他的各种自然保护区、风景名胜区、森林公园等的水源涵养重要性也是比较重要的，一般重要区域较多，分布于区域不同位置。

2.2.2 生物多样性重要性评价 生物多样性重要性评价是指评价整个生态系统中生物多样性的重要性，地球上的生物多样性存在于不同的自然生态系统中。徐州市铜山区位于江苏省西北部，境内丘陵岗地众多，有山头589座，山区林木覆盖面积16 667 hm2，覆盖率达83.58%。所以，铜山区的区位优势促进了生物的多样性，适合不同生物的繁衍生长。

1）评价的方法和标准。生物多样性重要性评价一般会优先选择需要重点保护的生态系统和该系统的分布来评价。本研究结合当地的生态环境特征，选择需要重点保护的生态系统和该系统的分布进行评价[6]。

根据研究地区的实际情况，选定坡度、土地覆被类型、距城镇、农村居民点距离为指标对铜山区生物多样性保护的重要性进行分级评价，评价分级标准见表5[7]。

2）评价过程及结果。生物多样性重要性评价的土地覆被类型是按照表5预处理的土地覆被数据、距城镇农村居民点距离数据和坡度数据进行重新分类并赋值后，在ArcGIS中按式（3）进行叠加获得最终评价结果，见图7。

从图7可以看出，铜山区的北部微山湖湖西湿地风景名胜区、小沿河饮用水水源保护区、铜山圣人窝森林自然保护区、云龙湖风景名胜区等地区的多样性重要分值最高，比较重要和分值较低的一般地区分布在除上述区域以外的其他平原或者盆地地区，铜山区的生物多样性重要分值大体偏高。由于研究区域有多个自然保护区、风景名胜区及森林公园等，所以区域的生物多样性较为丰富，当地相关部门应因地制宜，指导生态建设。

2.2.3 水土保持重要性评价

1）评价方法及指标。水土保持重要性的评价是在考虑各种人为或自然因素的影响下，分析可能造成的对下游河流和水资源的危害程度与范围[8]。根据《生态功能区划技术暂行规程》，分级标准见表6。

由于水土保持重要性评价主要分布在河流、湖泊的周围，所以有必要设置水体缓冲区，对铜山区境内一定范围内的水体进行研究。本研究将京杭大运河的清水通道维护区设为一级河流，再根据河流实际宽度情况分别设置其他级别的河流。

铜山区水体缓冲区设置见表7。

2）评价过程和结果。利用ArcGIS对土壤侵蚀敏感性分布和水体缓冲区宽度进行叠加分析。按照表6的评价标准评价土壤保持重要性，最终形成水土保持重要性评价结果，见图8。从图8可以看出，在不同级别的河流周围水土保持重要性不同，一级的废黄河及京杭大运河清水通道维护区重要性最强。在东南方向的张集地下水饮用水水源保护区的水土保持重要性较强，位于大的保护区、风景区及湿地地区水土保持功能较强，中等重要的地区有沿着河流分布的特点，其余的平原丘陵地区水土保持功能较弱。

2.3 生态系统服务功能重要性综合评价

2.3.1 评价方法 生态系统服务功能重要性综合评价就是在综合考虑生物多样性、水土保持、水源涵养各因子的基础上，利用ArcGIS对上述各因子进行叠加分析并计算出重要性指数，得出最终结果（图9）。

2.3.2 评价结果 从图9可以看出，铜山区的地形主要是平原，生态环境服务功能重要性分值高的区域大多分布于各种自然保护区、风景名胜区及重要水源涵养区，如铜山圣人窝森林自然保护区、徐州市环城国家森林公园、小沿河饮用水水源保护区等，与地形无太大关系。其余的平原地区评价分值较低，生态环境服务功能重要性较弱，即这些地区的评价分值等级较重要或者一般重要。

3 划定结果

3.1 铜山区生态红线划定方法

由于各评价因子的数据来源不同，综合生态敏感性评价和生态系统服务功能重要性评价的结果，发现在表达同一地理要素时，个别单元与其他栅格表现得不一致，即出现噪音栅格，此时可以利用ARCGIS的滤波功能消除部分“噪音”像元。然后将生态敏感性评价分值大于等于6和生态服务功能评价分值大于等于50的像元分别提取出来并进行矢量化，将矢量化的成果进行叠加，结合当地的实际情況，划定生态保护红线。

3.2 铜山区生态红线划定成果

综合上述生态红线划定的各指标因子，将铜山区的生态红线划定为下述类型，分为自然保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水源保护区、重要湿地等，生态红线总面积为54 504 hm2，共13片区域。具体见表8及图10。

4 小结

本研究提出的生态红线方法具有可行性，可提供科学依据。以徐州市铜山区为研究对象，在分析各种指标因子的基础上，提取生态敏感性评价和生态系统服务功能重要性分值较高的区域，研究铜山区的生态红线划定。可得出以下结论。

1）在对铜山区的土地利用现状进行综合分析的基础上，选定地形和生境敏感性为生态敏感性评价因子，选定水源涵养、生物多样性和水土保持的重要性为生态功能重要性评价。

2）得到13块生态红线区域。这些区域主要分为自然保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水源保护区、重要湿地等，红线总面积为54 504 hm2，占研究区域总面积的28.55%。

3）铜山区的自然保护区占国土面积的7.87%，风景名胜区占2.54%，森林公园占0.07%，饮用水源保护区占8.96%，重要湿地占1.15%，重要水源涵养区占2.94%，清水通道维护区占3.72%，生态公益林占1.30%。研究区域的自然保护区和引用水源保护区所占比例最大，凸显了该区域的重要生态和水源保护区特性。

4）划定了许多生态红线区域，包括不同的土地类型，需要给予特殊的生态保护。红线范围内的区域，应该有较为严格的限制建设政策，根据铜山区不同区域的地理特征，可以在红线范围内发展特色的生态保护区、特色林业，协调各种用地，保证区域的生态环境健康发展的同时，激发当地的发展潜力，促进区域经济、生态协调有序并进。对于不同的用地类型也应该采取相异的土地利用规划方式和分区布局，因地制宜，使土地的开发利用符合当地的实际情况。

参考文献：

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[2] SL 190-2007，土壤侵蚀分类分级标准[S].

[3] 兰晓秋，刘旭霞.对我国农业遗传资源生境保护的法律思考——在转基因作物产业化的背景下[A].2009年全国环境资源法学研讨会论文集[C].昆明：中国法学会，2009.

[4] 张 彪，李文华，谢高地，等.森林生态系统的水源涵养功能及其计量方法[J].生态学杂志，2009，28（3）：529-534.

[5] 贾亚娟，黄 哲，吕学正.包头市生态重要性评价[J].北方环境，2013（12）：17-19.

[6] 谢杨波.生态保护红线划定及土地利用分区（布局）研究——以浙江省临安市为例[D].杭州：浙江大学，2015.

[7] 余丽燕.基于综合指标评价模型的泸溪生态县建设研究[D].长沙：湖南大学，2012.

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