中国重点生态功能区生态用地时空格局变化研究

陈瑜琦，张智杰，郭旭东，吕春艳，汪晓帆

（1.中国土地勘测规划院，北京 100035；2.国土资源部土地利用重点实验室，北京 100035）

1 引言

国家重点生态功能区（National Key Ecological Function Region，NKEFR）是指《全国主体功能区规划》划定的生态系统脆弱或生态功能重要、资源环境承载能力较低的区域[1]，这些区域承担水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性维护等重要生态功能，关系全国或较大范围区域的生态安全[2-3]。在这类区域内“严禁改变重点生态功能区生态用地用途”，“对国家重点生态功能区范围内各类开发活动进行严格管制，使人类活动占用的空间控制在目前水平并逐步缩小，以腾出更多的空间用于维系生态系统的良性循环”。而林地、草地、水域等生态用地作为提供涵养水源、保护土壤、防风固沙、调节气候、净化环境等生态服务功能的主体，能够直接反映区域生态产品生产能力和国土生态环境质量[3-4]，因此是重点生态功能区的核心保护区域，生态用地面积和质量变化情况也是这类区域内生态环境保护力度的最直接体现。

而从中国过去的普遍情况看，在保障国家粮食安全战略和推进城市化、工业化发展需求的双重压力下，相对于建设用地和耕地，生态用地一直处于相对劣势地位，林地、草地、湿地被大量侵占，生态环境受到威胁。为解决这些问题，中国政府实施了退耕还林还草、天然林资源保护、兴建自然保护区等一系列重大生态建设工程，这些工程致力于在中国西部、中部、东北等地，尤其是在重点生态功能区内增加生态用地面积，提高生态用地质量，改善区域生态环境。

在耕地、建设用地挤占压力下，又面临“增强生态服务功能，构建国家生态安全屏障”的艰巨任务，中国重点生态功能区生态状况，尤其是生态用地现状及内部结构特征已成为社会各界关注的焦点。本文在界定生态用地内涵和范围的基础上，依据第二次全国土地调查及变更调查数据，着重分析中国25个国家级重点生态功能区生态用地面积、结构、时空分布格局和变化特征，总结不同重点生态功能区生态用地结构特点及变化原因，并有针对性地提出加强区域生态用地保护的政策建议，以期为改善区域生态安全格局、推进生态文明建设和可持续发展提供参考借鉴。

2 数据及研究方法

2.1 生态用地界定

自董雅文[5]提出生态用地这一概念后，经过近20年的发展，其相关基础理论及应用研究都取得了显著成果[6]。由于不同领域学者关注的问题和研究目标不同，对于生态用地的内涵及范围仍尚未形成明确的统一定论[7-9]。综合以上研究，学者们普遍同意将具备重要生态服务功能作为确定生态用地的基本准则[10-12]，因此，为区分耕地、园地等以生产功能为主、兼具生态功能的土地利用类型，本文将基础性生态用地（以下简称“生态用地”）定义为“具有重要调节服务的土地利用类型”。

基于意愿调查价值评估法 ，以《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007）为基础，通过问卷调查与专家集中研讨修正相结合的方法确定生态用地地类。

（1）调查问卷。按照生态功能优先原则，从《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007）选取耕地、园地、林地、草地、水域及水利设施用地、其他土地6个一级地类28个二级地类和公共管理与公共服务用地中的公园与绿地①土地变更调查中未对城市中公园与绿地面积细分，此部分数据来源于“全国城镇土地利用汇总成果”。；然后，采用意愿调查评估法，咨询专家该地类是否为生态用地，并对该地类的生态重要性等级赋分，生态重要性最高的地类赋分为1，其余按照重要程度由高到低依次赋值2，3，4，…，同等重要地类赋相同值，如两种地类重要程度差距较小，可赋小数值（表1）。

（2）调查方式及对象。2015年4月，课题组通过电子邮件和直接访问的方式针对三类专家学者开展问卷调查：一类是从事多年土地生态与土地利用相关研究工作，并在该领域取得一定成果的知名专家、学者；一类是在核心及以上级别期刊上发表生态用地相关内容学术论文的作者；一类是国土资源系统内从事土地生态相关研究的专家学者。

（3）调查结果。调查于2015年4—10月进行，发放问卷170份，回收76份，回收率为44.71%。确认生态用地范围及重要性结果见表1和表2。从结果可见，一级地类中，林地和公共管理与公共服务用地（公园与绿地）支持率为100%（表1），且生态重要性等级较高；耕地和其他土地支持率较低，生态重要性得分也相对较少。

表1 一级地类生态重要性认定及得分Tab.1 Identif i cation and scores of the fi rst level land’ s ecological importance

表2 二级地类生态重要性认定及得分Tab.2 Identif i cation and scores of the second level land’ s ecological importance

二级地类中，有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、公园与绿地、河流水面、沿海滩涂等地类被公认为生态用地（表2），且生态重要性普遍较高。天然牧草地、人工牧草地、湖泊水面、水库水面、坑塘水面、内陆滩涂、冰川及永久积雪、盐碱地、沼泽地、沙地和裸地等地类被认定为生态用地的支持率均在80%以上。

在专家打分基础上，先后组织来自于中国科学院、北京大学、北京师范大学、国土资源部等科研院所、高校和相关政府部门的专家、学者和工作人员召开了三轮专家研讨会，最终确定生态用地划分方案，结果显示生态用地类型划分为5大类，包括林地、草地、湿地与水域、荒漠、公园与绿地。细化到二级地类，林地包括有林地、灌木林地、其他林地；草地包括天然牧草地、人工牧草地、其他草地；水域与湿地包括河流水面、湖泊水面、水库水面、沿海滩涂、内陆滩涂、冰川及永久积雪、坑塘水面、沼泽地；荒漠包括沙地、裸地。具体划分类型及与土地利用现状分类对照信息见表3。

表3 生态用地类型划分及与土地利用现状分类对照表Tab.3 Ecological land use classif i cation corresponds to land use status classif i cation

2.2 数据来源

本文中林地、草地、水域与湿地、荒漠等地类面积及变化数据来源于全国土地基础数据库，其中2009年数据为第二次全国土地调查的时点数、2010—2015年数据来源于逐年度的土地利用变更调查数据库；公园与绿地数据来源于“全国城镇土地利用数据汇总成果（2009—2015年）”，该数据是通过全国城镇地籍调查，按行政单元逐级汇总而得。

2.3 研究区说明

《全国主体功能区规划》明确划定了包括大小兴安岭森林生态功能区、长白山森林生态功能区等在内的25个国家级重点生态功能区（图1），本文以重点生态功能区所在区县的行政界限划定研究区，重点生态功能区总面积为3.75×108hm2①《全国主体功能区规划》提出25个国家级重点生态功能区面积为3.86×108 hm2，受行政区界线调整等原因影响，本文以2015年行政界限图对重点生态功能区覆盖区域进行了重新划定。。

3 重点生态功能区生态用地现状

基于本文所构建的生态用地分类体系，在各重点生态功能区范围内以县为单位汇总2015年全国土地利用变更调查数据和全国城镇土地利用汇总数据中相关生态用地类型面积，分析各重点生态功能区生态用地总面积及内部结构现状。

3.1 不同生态功能区生态用地面积

从中国国家级重点生态功能区生态用地总量看（图2），总面积达3.37×108hm2。受不同区域总面积、所处区位、用地结构等多种因素影响，不同区域生态用地面积有显著差异，面积最大的区域是藏西北羌塘高原荒漠生态功能区（4707.88×104hm2），最少的是海南岛中部山区热带雨林生态功能区（42.39×104hm2）。重点生态功能区内89.66%的国土空间为生态用地，生态用地占区域总面积的比例整体较高。从总体看，中、东部人口密度较大、经济相对发达区域内的重点生态功能区生态用地占比较低，而西部人口稀少地区生态用地占比较高。

3.2 不同生态功能区生态用地结构

从不同重点生态功能区生态用地内部结构看（表4），除塔里木河和阿尔金草原两个荒漠化防治生态功能区内主要是荒漠外，其余生态功能区基本以林地、草地为主。主要生态用地类型从不同重点生态功能区的定位也有明显体现，如大小兴安岭森林生态功能区内96.06%的生态用地为林地，阴山北麓草原生态功能区内87.26%的生态用地为草地。水域与湿地及公园绿地由于总面积较小，占生态用地的比例也普遍较低，其中水域与湿地在三江平原湿地生态功能区内所占比例最高，为33.92%，其他区域占比均低于10%。公园与绿地占比则更低，最高为三峡库区水土保持生态功能区的0.07%。

图1 研究区示意图Fig.1 The study area

图2 生态用地总面积及其占区域总面积的比例Fig.2 The proportions of ecological land areas to the region areas

表4 不同重点生态功能区主要生态用地类型划分Tab.4 Division of the key ecological function areas based on the main ecological land use types

4 2009—2015年间不同生态用地类型时空变化

基于2009年第二次全国土地调查成果数据、2010—2015逐年度土地利用变更调查数据和全国城镇土地利用汇总数据，提取相关生态用地类型面积，分析各重点生态功能区生态用地变化规律。

4.1 生态用地总面积变化

从分析结果看，2009—2015年间，重点生态功能区域内生态用地总面积由33692.61×104hm2减少到33654.36×104hm2，减少面积为38.25×104hm2（图3），减少幅度为0.10%。从不同生态用地类型变化情况看，林地、草地和荒漠均在减少，分别减少了12.99×104hm2、23.08×104hm2和2.66×104hm2；水域与湿地，公园与绿地分别增加了0.17×104hm2和0.31×104hm2，增加幅度分别为0.01%和27.21%。

图3 2009—2015年重点生态功能区生态用地变化趋势Fig.3 Changes of ecological land in all key ecological function areas from 2009 to 2015

从不同区域看，25个国家级重点生态功能区仅有海南岛中部山区热带雨林生态功能区生态用地面积增加了1488.84 hm2，其他区域均有不同程度减少，其中科尔沁草原生态功能区减少面积较大。从变化幅度看，人口较为密集、经济较为发达的中部和东北部地区生态用地减少幅度明显高于西部地区，减少幅度最大的为三江平原湿地生态功能区，6年间减少了0.88%。

4.2 不同生态用地类型的区域变化

图4 2009—2015年重点生态功能区各生态用地类型变化情况Fig.5 Changes of each ecological land use types in each key ecological function areas from 2009 to 2015

从不同生态用地类型变化情况看（图4），6年间，林地在大部分重点生态功能区都有不同程度减少，其中面积减少较多的区域有南岭山地森林及生物多样性生态功能区、秦巴生物多样性生态功能区、科尔沁草原生态功能区、大小兴安岭森林生态功能区等。

草地面积增加的区域有大小兴安岭森林生态功能区、藏西北羌塘高原荒漠生态功能区、海南岛中部山区热带雨林生态功能区，其他22个区域均在减少，减少较多的有阿尔泰山地森林草原生态功能区和科尔沁草原生态功能区等。

水域与湿地增加的区域有11个，主要集中在西南地区，西北的阿尔泰山森林草原区、塔里木河荒漠化防治区等。减少的区域有14个，主要集中在东北地区和中部黄土高原丘陵沟壑水土保持区等。

荒漠增加的区域有7个，集中在东北地区、三峡库区水土保持生态功能区、秦巴生物多样性生态功能区和藏东南高原边缘森林生态功能区。其他18个区域荒漠面积均在减少，减少最多的是塔里木河荒漠化防治生态功能区、祁连山冰川与水源涵养区和黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区。

从公园与绿地变化情况看，除三江平原湿地生态功能区、浑善达克沙漠化防治生态功能区、阴山北麓草原生态功能区等8个生态功能区公园与绿地面积有少量减少外，其他区域均在增加，增加最多的是大小兴安岭森林生态功能区，6年间面积增加了1470.37 hm2。

4.3 生态用地转出变化及内部质量变化

生态用地转出变化是指生态用地向非生态用地转化，即生态用地转为耕地、园地、城镇村建设用地、交通用地、工矿用地、水工建筑用地、空闲地、设施农用地、田坎、盐碱地等非生态用地地类。内部质量变化是生态用地内部类型之间的变化情况。根据研究组开展的调查问卷结果，并综合考虑已有相关研究结论[14-16]，不同生态用地类型的生态重要性由高到低的顺序为：林地＞水域与湿地＞草地＞荒漠。从生态重要性低的生态用地类型向生态重要性高的生态用地类型转化可认为质量提高，反之则下降。基于2010—2015年逐年度土地利用变更调查数据，提取生态用地转出变化和生态用地内部地类变化情况，分析其流向及变化。

（1）转出变化。从重点生态功能区生态用地主要流向的平均状况看，第一大流向是耕地，其次是城镇村建设用地和交通用地，分别占40.33%、25.33%和20.81%。可见建设用地直接占用生态用地的比例并不是最高，除若尔盖草原所有转出生态用地的53.6%（553.66 hm2）转为了建设用地之外，其他区域均在50%以下。这一方面是因为生态功能区所在区域一般距离城市较远，人口密度相对较低，城镇村建设占用的概率较低，规模也较小；另一方面也说明了对重点生态功能区的保护措施卓有成效，尤其是在“严格准入、限制开发”的原则下，通过严格管控各类开发活动，提高生态环境准入门槛，有效限制了人类活动对生态环境的影响。

受不同区域区位、人口密度、经济发展程度、保护力度等多方面因素影响，耕地、交通用地、工矿用地等占用生态用地情况在不同区域也有显著差异。如在中、东部地区，生态用地转为耕地的面积和比例显著较高，这类区域普遍人口密度较大、经济相对发达，鉴于目前中国普遍存在农村劳动力机会成本增加带来耕地低效利用甚至撂荒现象，因此，研究推断除部分区域可能确实存在农民自主开荒现象外，更多的生态用地转为耕地可能与耕地占补平衡制度实施有关。占补平衡政策规定建设占用多少耕地，各地人民政府就应补充划入多少数量和质量相当的耕地，因此一些地方政府为了落实占一补一，只能通过开垦低效林地、草地、围垦滩涂等措施来实现，相当于建设用地间接占用耕地。

与中、东部区域生态用地主要转为耕地不同，西部和东北区域交通用地占用生态用地的比例普遍较高，如藏西北羌塘高原荒漠区、呼伦贝尔草原草甸区、三江源草原草甸湿地区等，生态用地转出面积的50%成为交通用地；而从面积看，在大小兴安岭森林区、浑善达克沙漠化防治区、祁连山冰川与水源涵养区、南岭山地森林及生物多样性区和黄土高原丘陵沟壑水土保持区均有超过5000 hm2的生态用地转为交通用地，其原因主要是由于近年来中国各地政府都在开展大规模高速公路、高速铁路、国省道、农村公路等基础设施建设。

工矿用地也是生态用地转出的重要因素，尤其是在阿尔泰山地、阴山北麓、大小兴安岭、黄土高原、南岭山地、塔里木河、秦巴地区等矿产资源丰富区域，工矿用地开发导致大量生态用地转出，如阿尔泰山地森林草原区6年间合计有3594.42 hm2的生态用地流转为工矿用地。

（2）内部质量变化。从各重点生态功能区生态用地内部质量变化情况看，25个重点生态功能区中有20个生态用地整体改善，其中秦巴生物多样性区、桂黔滇喀斯特石漠化防治区、南岭山地森林及生物多样性区、浑善达克沙漠化防治区等区域优化面积较多，仅秦巴地区就有5479.87 hm2的优化生态用地面积。林地和草地优化的区域较多。

5 结论与建议

本文在界定生态用地内涵和范围的基础上，依据第二次全国土地调查及逐年变更调查数据、全国城镇土地利用汇总成果，分析了中国25个国家级重点生态功能区生态用地面积、结构、时空变化格局，并总结了2009—2015年间不同重点生态功能区生态用地转出变化及内部质量变化情况，主要结论如下。

5.1 各重点生态功能区生态用地结构差异较大

总体看，中、东部人口密度较大、经济相对发达区域内的重点生态功能区生态用地面积占功能区总面积的比例一般较低，而西部人口稀少地区生态用地占比较高；西部、北部地区生态功能区内以草地、荒漠为主，南部地区生态用地类型则主要为林地。

5.2 各重点生态功能区生态用地面积总体稳定

2009—2015年间，重点生态功能区域内生态用地总面积由33692.61×104hm2减少到33654.36×104hm2，减少面积38.25×104hm2，减少幅度0.1%。从不同生态用地类型变化情况看，林地、草地和荒漠均在减少；水域与湿地，公园与绿地面积有所增加，其中水域与湿地增加主要是由于水库水面的增加。从不同功能区生态用地变化幅度看，人口较为密集、经济较为发达的中部和东北部地区减少幅度明显高于西部地区。

5.3 现行有关土地政策对生态用地面积减少有一定影响

除建设用地占用生态用地外，在当前政策下，为实现占一补一，一些地方政府通过开垦低效林地、草地、滩涂等来落实占补平衡，导致一定量的生态用地被开垦为耕地，其实也相当于建设用地间接占用。此外，近年来大规模开展的工矿开采、城镇道路建设等一系列工业、公共交通和水利工程的大规模实施，也成为生态用地减少的重要原因。

5.4 重点生态功能区内生态用地质量总体在改善

尽管生态用地面积总体保持稳定，但从其内部质量看，在近年来重大生态建设和生态修复工程的持续努力下，退耕还林还草区域生态状况不断改善，沙地、裸地逐渐转变为林地或草地，草地也逐渐向林地转变。值得注意的是，在全球气候变暖和人为因素影响下，不同生态功能区存在水域与湿地转化为草地或荒漠的现象。

总之，尽管近年来中国重点生态功能区内生态用地保护卓见成效，生态用地质量也在不断改善，但针对当前生态用地现状及存在问题，提出如下建议：第一，按照自然资源统一管理要求，将生态用地提高到与耕地同样的重视程度和保护力度，统筹各类土地资源开发利用；第二，除城镇村建设用地增加对生态用地产生威胁外，对于采矿用地、交通用地、水利设施用地等地类占用生态用地的问题也应加强监管；第三，继续通过生态系统自我调节和人工措施相结合的方法，推进生态系统向良性循环发展。

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