克拉玛依区生态文明建设引导分区研究

许开鹏，迟妍妍，王晶晶，王月健

(1 环境保护部规划院，北京 100012；2 石河子大学理学院地理系，新疆 石河子 832003)

人类在不断从自然界获取物质满足自己需求的同时，也应兼顾自然生态系统的稳定与可持续性发展，以便实现人与自然的和谐发展[1]。随着经济的持续增长，环境污染也日趋严重,因而，党的十八大提出建设生态文明。生态文明是以致力于构造人与自然和谐发展为目的的文明形式。从某种意义上讲，生态文明体现着人及其社会在处理与自然关系上所达到的文明程度。相对于人类其他类型文明而言，生态文明更强调人与自然协调发展，环境保护是生态文明建设的核心[2]。建设生态文明首先应考虑建设以资源环境承载力为基础、以可持续发展为目标的资源节约型、环境友好型社会，因此划分生态空间保留区就显得十分重要[3]。

查阅相关文献，我国大、中尺度的生态文明规划研究取得了非常不错的成绩[4]。例如，李宗阳[5]以新疆为例，从生态文明视角探讨了生态-生活-生产的三生空间耦合机制，得出了新疆主要城市承载力和城市空间耦合的驱动因素。陈秋昊[6]研究了长江经济带生态文明建设，探讨了如何挖掘长江沿线生态产值的思路。宋洁[7]对武汉生态示范城总规划进行了研究，提出了生态城规划建设新思路。闫岩[8]研究了城市空间资源配置，提出识别城市生态优势地区的模式。这些研究都有力的丰富了生态文明建设成果。而以区、县尺度为基础的生态文明规划和建设的研究相对较少。在区、县尺度的生态空间规划中应把尊重自然、顺应自然、保护自然作为生态文明建设的核心理念，在各种规划中，应贯彻成为环境优先、空间优化意识[9]。环境优先是实现人与自然和谐的基本要求，在经济较为发达的克拉玛依区环境优先要成为经济社会发展的首要准则，作为产业结构发展、调整、布局的前提[10]。空间优化要遵循资源环境承载能力，要依据环境功能来约束和指导区域的经济社会活动，合理安排区域环境保护和社会经济发展的格局，实现经济社会与环境保护协调发展[11]。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

克拉玛依区地处新疆准噶尔盆地西北缘，介于44°39′～45°25′N和84°37′～85°10′E之间，全区面积3833.58 km2，其中建城区面积26.40 km2。人口23.9万，属于多民族聚居地区。克拉玛依区地处加依尔山脉南侧的冲积扇前倾斜平原地带，地貌特征比较单一，多为广阔平坦的戈壁滩。地表部分为第四纪松散地层所覆盖，覆盖物厚度不等，属戈壁倾斜平原景观。地势呈西北高、东南低。属典型的大陆性干旱气候。全区气温变化幅度较大，多年平均气温为8.4 ℃，夏季酷热，冬季严寒，冬夏两季时间漫长，春秋季时间短，季节更替不明显[9]。

自然植被以旱生、超旱生植物为主，大部分区域植被盖度在30%以下，矿产资源丰富，为我国重要的石油产区。克拉玛依水资源极为贫乏，人均水资源量1320 m3左右，属于水资源紧张区域。森林覆盖率相对较高，荒漠植被分布广，生物多样性较为丰富。

1.2 数据来源

本研究使用的数据包括遥感影像、土壤类型、气象数据以及社会经济数据等。遥感数据来自中科院地理所提供的高分辨率卫星遥感。DEM 数据来自于地理国情监测云平台推出的土地资源类数据产品，分辨率为30 m。土壤属性数据来自第二次全国土地调查南京土壤所提供的1∶100 万土壤数据。气象数据来自中国气象局气象科学数据共享服务网。社会经济数据包括土地利用现状数据、统计年鉴。相关规划包括：主体功能区规划、生态功能区划、土地利用规划、环境功能区划以及克拉玛依区各专项规划等。

1.3 研究方法

考虑克拉玛依区不同区域的资源环境承载力、经济社会发展现状与需求、区域生态安全需求等多种因素，确定不同区域的环境功能，以环境功能作为克拉玛依区经济社会发展布局调整的依据。本研究确定克拉玛依区的生态空间保留区。

对于区域生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性的评估方法，我们采用国家环保部和发改委联合颁布的《生态保护红线划定指南》方法，具体方法如下：

1.3.1 土地沙化敏感性评估

选取湿润指数(I)、土壤质地(K)、植被覆盖(C)及起风沙的天数(W)等来评价区域沙漠化敏感性程度。采用等权的方法,算出沙漠化敏感性综合指数，利用地理信息系统软件生成土地沙漠化敏感性分布图，土地沙漠化敏感性计算方法为：

式中：Di为i评估区域土地沙化敏感性指数；Ii、Wi、Ki、Ci分别为评估区域干燥度指数、起沙风天数、土壤质地和植被覆盖的敏感性等级值。

表1 土地沙化敏感性分级指标Tab.1 Classification index of land desertification sensitivity

1.3.2 生境敏感性

生境敏感性评价主要分析野生动植物生境受人类活动影响的敏感程度，主要通过生境物种的丰富度。根据保护物种的数量和级别计算不同评价区域的生境敏感性指数。具体的计算公式如下：

S=∑P1W1+∑P2W2+∑P3W3

S为敏感性指数；P1为濒危物种数；P2为国家一级保护物种数；P3国家二级保护物种数；Wi为权重，分别取0.6、0.25、0.15，将各区计算结果通过地理信息系统软件处理并使用自然断裂点法分类作图。

表2 生境敏感性分级指标Tab.2 Habitat sensitivity indicators

1.3.3 水源涵养功能重要性评估

水源涵养是生态系统通过其特有的结构与水相互作用，通过蒸散发实现对水流、水循环的调控。采用水量平衡方程来计算水源涵养量，计算公式为：

式中：TQ为总水源涵养量(m3)，Pi为降雨量(mm)，Ri为地表径流量(mm)，ETi为蒸散发(mm)，Ai为i类生态系统面积(km2)，i为研究区第i类生态系统类型，j为研究区生态系统类型数。

表3 生态系统水源涵养重要性分级Tab.3 Classification of importance of ecosystem water conservation

1.3.4 生物多样性维护功能重要性评估

以生物多样性维护服务能力指数作为评估指标，计算公式为：

Sbio=NPPmean×Fpre×Ftem×(1-Falt)

式中：Sbio为生物多样性维护服务能力指数，NPPmean为多年植被净初级生产力平均值，Fpre为多年平均降水量，Ftem为多年平均气温，Falt为海拔因子。

表4 生物多样性保护评价分级Tab.4 Classification of biodiversity conservation

本研究借助Arcgis空间分析平台，将生态功能重要性评价结果划分为一般重要、重要和极重要3个等级，生态环境敏感性评价结果划分为一般敏感、敏感和极敏感3个等级。采用最大值方法，综合叠加生态功能极重要区和生态环境极敏感区，作为生态保护红线边界。

2 区域生态评价

本研究主要依据生态系统的生态功能重要性和敏感性评价，确定生态保护的重要区域，并作为进行产业空间布局的依据。

2.1 生态环境敏感性评价

生态环境敏感性是指当区域自然和人类活动对生态系统进行干扰时，生态环境的敏感程度。反映区域生态系统受到干扰时候，可能发生的生态环境问题的类型和可能性大小。根据克拉玛依区的实际情况，主要对沙漠化敏感性和生境敏感性进行评价。

(1)沙漠化敏感性

从图1可以看到，克拉玛依由北向南，从山地越过平原又连山地，西边多数是戈壁，土壤类型由南向北分布规律为栗钙土、棕钙土、灰漠土、风沙土、灰棕漠土、盐土、沼泽土、草甸土、石膏灰棕漠土等，克拉玛依区西北部低山戈壁区土壤多为砾质，为沙漠化敏感性中度区，大农业区和荒漠农业开发区内多为壤质土壤，为沙漠化高度敏感性区，在荒漠地区多为沙质土壤，是沙漠化极敏感地区。

图1 克拉玛依区沙漠化敏感性评估Fig.1 Sensitivity assessment of desertification in Karamay region

(2)生境敏感性

生境敏感性评价主要分析野生动植物生境受人类活动影响的敏感程度，主要通过生境物种的丰富度，即区域内国家与省级保护动植物的数量来评价生境的敏感性。这些物种主要分布在东部的荒漠区，属于生境高度敏感的区域，西北部低山戈壁区属于生境较敏感的区域，其它地区不敏感。

图2 克拉玛依区生境敏感性评估Fig.2 Habitat sensitivity assessment in Karamay area

2.2 生态服务功能重要性评价

生态服务功能重要性评价的主要内容是明确区域内各生态系统服务功能对区域可持续发展的作用与重要性。克拉玛依区生态系统服务功能重要性主要体现在生物多样性保护、水源涵养等。

(1)水源涵养重要性

克拉玛依区内地表水系主要分为玛纳斯河和克拉玛依河，玛纳斯河发源于天山山脉中段，原为克拉玛依区主要地表水源，后由于气候变化及农业发展，玛纳斯河在克拉玛依境内基本断流(图3)。极重要地区主要包括玛纳斯河流域、阿依库勒水库、克拉玛依河，这些区域是克拉玛依重要的水源地。中等重要地区主要包括荒漠农业开发区，对于调节区域水资源具有比较重要的作用。一般重要地区主要是克拉玛依的中心城区和西北部的低山戈壁区。

(2)生物多样性保护重要性

克拉玛依区优先保护的生态系统类型主要是自然状态保存良好、有一定植被覆盖的荒漠生态系统，主要分布在加伊尔山以南、古尔班通古特沙漠以北的冲积平原，以及以玛纳斯河为主的河流谷地，这些地区已经设立了自然保护区或森林公园，区内荒漠植被结构保存良好，生物物种丰富，在水源涵养与生物多样性保护方面具有重要保护价值(图4)。荒漠植被对于控制土地沙化、维护区域生态安全具有重要意义。此外，位于城区西北部的戈壁风景名胜区也是物种保护的热点地区。

图3 克拉玛依区水源涵养重要性评估Fig.3 Evaluation of importance of water conservation in Karamay district

图4 克拉玛依区生物多样性保护重要性评估Fig.4 Evaluation of importance of biodiversity conservation in Karamay region

3 分区方案

基于克拉玛依区区域生态评价结果，结合环境要素功能区划、生态功能区划提出引导克拉玛依区社会经济与环境协调发展的生态文明建设引导分区方案(表5)，其中生态空间的保留区包含2个一级区，分别为自然生态保留区(I)、生态功能调节区(II)。在一级区的基础上，结合各区特点，进一步划分了3个二级区，分别为自然资源保护区、后备保留区、防风固沙区。

表5 克拉玛依区生态文明建设引导方案Tab.5 Guidance scheme of ecological civilization construction in Karamay district

3.1 自然生态保留区

自然生态保留区主要指具有重要自然文化资源价值、或尚未受到大面积人类活动影响的较大连片区域。功能定位为对具有一定自然资源价值的区域进行强制保护，对尚未受到大规模人类活动影响仍保留着自然特点的较大区域进行保留。保留该生态系统的自然环境，维持该生态系统的结构和功能的完整性，保障该生态系统的原真性。本研究的区域包括克拉玛依区各级自然保护区、森林公园、风景名胜区以及自然保留用地，依据是否立法保护，可进一步划分为自然资源保护区和后备保留区(图5)。

图5 克拉玛依区生态空间保留区Fig.5 Ecological reserve area in Karamay district

后备保留区指当前不具备开发条件，作为后续发展环境空间的区域，分布在西部的荒漠区，该区绿色植被比较稀疏，水源严重不足，人类干扰活动较弱，生态系统生产水平较低。具体引导措施为：①合理进行荒漠生态系统保护，对荒漠绿化系统恢复进行合理的人工抚育。②禁止人类的开发活动，切实保护荒漠生态系统，保护人类未来发展的后备资源。

3.2 生态功能调节区

生态功能调节区主要指东部的荒漠保护区，功能调节类型为防风固沙，该区植被稀疏、水源较少，人类干扰活动不强，荒漠特有植被繁盛，具有保护价值的物种丰富。具体引导措施为：①限制人类生产、生活开发活动，保护荒漠绿化植被系统。②合理进行荒漠自然植被的人工抚育行为，提高区域荒漠绿色植被的覆盖度，增强防风固沙能力。

4 讨论与结论

本研究结合克拉玛依区当地生态系统的特征，参照生态保护红线划定指南，建立了克拉玛依区的生态文明建设引导分区评价体系，在分析该区的生态敏感性和重要性的基础上，划定了克拉玛依区的分区方案,最后划定了自然资源保护区、后备资源区和防风固沙区。

生态功能调节区是指区域生态系统重要，关系较大范围区域生态安全，保持并提高生态调节能力的区域。功能定位为保障区域生态调节功能稳定，保障区域生态系统的完整性和稳定性，维护区域生态安全。克拉玛依区属于典型的温带大陆性气候，常年干燥少雨，河流均为内流河，地表水系主要分为玛纳斯河和克拉玛依河，为此，应特别注重克拉玛依水源涵养功能的保护[12]。

对于水资源起重要作用的玛纳斯河流域，应严禁地下水资源超采，防范不合理利用致使地下水位不断下降。应对克拉玛依区开展水资源供需分析，可通过水资源多维临界调控，以缓解水资源短缺和水灾害严重的现状，逐步解决水资源供需矛盾[13]。在生态功能调节区中，特别是沙漠化敏感性值得关注。有研究表明沙漠化面积逐年扩大[14]。沙漠化敏感性以中、高为主，主要是因为土壤基质多为沙粒，且植被覆盖率较低。