刘 诚,郑云峰,杨锦鑫,陆亚刚
(1.国家林业和草原局华东调查规划设计院,杭州 310019;2.广州大学 地理科学学院,广州 510006)
以土地利用总体规划、城乡规划、主体功能区规划和生态功能区划构成的我国现行国土空间规划体系是国家各类开发保护建设活动的基本依据[1]。建立全国统一、相互衔接、分级管理的“五级三类”国土空间规划体系、实现“多规合一”,将提升国家国土空间治理能力和效率,加快推进我国生态文明建设,促进经济社会与生态环境协调发展[1-2]。林业专项规划作为空间规划体系的一部分,势必要协调解决与其他规划标准不统一、规划目标相抵触、规划内容相矛盾、规划审批不统一等问题,并尽快纳入到国土空间规划体系中[3-4]。
自2008年杭州市以“实时更新、按需出数、年度公布”为目标开展森林资源动态监测,实现了市县监测工作“一盘棋”,森林资源“一套数”,森林分布“一张图”,有效推进了杭州市林业信息化及智慧林业建设和发展,为杭州市“森林增长目标责任制考核”、“林业发展绩效评价”等提供了科学的数据支撑。杭州市森林资源动态监测数据是制定林业专项规划的数据基础,厘清林业专项数据与国土调查成果界线的异同,尤其是重要森林资源如天然林、重点公益林与国土林地资源的差异,是一项前瞻性的工作,将奠定杭州市林业主管部门开展林业专项规划与其他国土空间规划衔接的基础,为杭州市林业部门在“多规合一”工作中,调整规划标准、规划内容、规划目标提供科学依据和参考,对杭州市更好地开展森林资源保护发展具有重要意义,对其他地区开展相关工作具有借鉴作用。
杭州市位于我国东南沿海北部、长江三角洲南沿和钱塘江流域下游,是长江三角洲城市群中心城市之一,也是环杭州湾大湾区核心城市、长三角宁杭生态经济带节点城市、我国重要的电子商务中心之一。地理位置为北纬29°11′~30°34′,东经118°20′~120°42′。全市地形复杂多样,西部、中部和南部属浙西丘陵区,东部属浙北平原,地势低平,河网和湖泊密布。
据杭州市2018年森林资源动态监测结果,全市林地面积117.94hm2,活立木总蓄积6 770.78万m3,森林覆盖率66.84%,林木绿化率69.86%。林地中,乔木林地89.52万hm2、竹林地17.45万hm2、疏林地0.11万hm2、灌木林地7.95万hm2(其中特殊灌木林地5.62万hm2)、未成林造林地1.24万hm2、苗圃地0.16万hm2、迹地0.28万hm2、宜林地1.23万hm2。
使用的数据源包括杭州市森林资源动态监测数据(以下简称“资源数据”)、杭州市第二次土地调查更新成果(以下简称“土地成果”)和遥感数据。其中,资源数据更新时间和遥感影像时相均为2018年,坐标均为CGCS 2000平面坐标系,土地成果更新时间为2016年,坐标为西安80坐标系。遥感数据主要为高分一号、高分二号和资源三号国产高分辨率影像。
数据初步处理:1)将资源数据按林地权属、地类、起源、森林类别、林地保护等级等重要管理因子进行融合并制作专题分布图;2)将全市划分为5个转换区,计算土地成果从西安80坐标到CGCS 2000坐标转换的7参数模型,转换精度控制在5m以内,然后将分县土地成果进行批量坐标转换和合并,再按国土调查土地类型划分标准,把土地类型按一级地类进行融合;3)通过正射校正、波段组合、图像融合和裁剪等预处理得到标准假彩色遥感影像底图。
处理后的全市资源数据图斑数由51.1万减少为29.3万,土地成果图斑数由70.2万减少为25.5万,数据量分别减少42.66%,63.68%,大大提高后续数据处理效率。
GIS 作为本文统计分析的支撑平台,可实现数据的管理与综合分析,为研究数据图层不同空间关系提供了有效的途径[5]。以ArcGIS为主要分析平台,叠加分析各类专题图与土地成果的一致性,并将叠加图斑分为4个类型,如表1所示。
表1 叠加图斑类型表
将差异原因分为图斑区划误差和地类认定差异等2类。基于专家知识决策树分类标记差异原因。
1) 根据图1所示的空间关系,提取以下4种空间相离关系的差异图斑并标记为地类认定差异:Ⅲ类图斑与土地成果中林地图斑、Ⅲ类图斑与资源数据中非林地图斑、Ⅳ类图斑与土地成果中非林地图斑、Ⅳ类图斑与资源数据中林地图斑。
图1 差异图斑的几种空间关系
2) 除去以上情况,提取面积小于0.0667hm2(1亩)的差异图斑,标记为图斑区划误差;提取面积大于1 hm2且土地类型为居民及工矿用地的差异图斑,标记为地类认定差异。
3) 除去以上情况,用公式SI=4πA/P2计算图斑的形状指数。其中,SI为形状指数,A为面积,P为周长。提取SI≤0.1且面积≤5 hm2,或SI≤0.3且面积≤1hm2的差异图斑,并标记为图斑区划误差。
4) 标记剩余差异图斑为地类认定误差。
3.1.1地类一致性
地类一致性能反映二套数据的地类整体差异情况,从表2可知,全市Ⅰ类图斑100.10万hm2、Ⅱ类图斑48.30万hm2,面积一致率88.06%;Ⅲ类图斑17.84万hm2、Ⅳ类图斑2.29万hm2,面积不一致率11.94%。不一致图斑中Ⅲ类图斑面积占不一致总面积的88.62%。
从空间分布来看,除了下城区的地类一致率为79.50%,其他县级单位都超过80%,萧山区和富阳区超过达90%。可见,林地资源丰富地区的地类一致率整体高于林地资源较少地区,这主要是因为中心城区等平原地区,道路绿化林带、经济果林、苗圃地等类型较多,这些类型大部分被林业部门认定为林地、被国土部门认定为居民及工矿用地、园地或耕地。
表2 杭州市“二张图”分地区地类一致性面积对比分析表
综上所述,杭州全市资源数据与土地成果的地类一致性较高。各县级单位中,萧山区和富阳区的地类一致性程度最高,达90%以上;上城区、下城区、拱墅区、江干区等中心城区的地类一致性最低。山区县整体比平原县的地类一致性程度高。
3.1.2地类差异结果
不一致面积是影响林业资源本底数据认定、林业专项规划、林业经营管理以及多部门规划成果衔接的主要因素。全市地类差异面积合计超过20万hm2,其中Ⅲ类图斑为主要差异类型,说明林业单方认定林地是导致二套数据差异的主要原因,即林业单方认定的林地面积远远高于土地成果认定的林地面积。从表3分析得知,Ⅲ类图斑面积占资源数据林地总面积的15.13%,其中,有林地12.50万hm2、灌木林地4.37万hm2,分别占Ⅲ类图斑面积的70.10%,24.51%,是差异面积最大的地类,这主要是因为有林地和灌木林地的资源总量较大。资源数据认定的灌木林地、苗圃地、宜林地中,差异面积占各类型总面积比例分别为55.03%,66.84%,44.04%,这3种地类是与土地成果有争议的主要地类。
表3 杭州市“二张图”分地类面积对比分析表
从空间分布来看,全市13个县区中,各县区不一致总面积相差较大,除了余杭区,各区县林地资源越丰富不一致面积越大。其中建德市、临安区和淳安县的差异面积占杭州全市总差异面积之比分别为15.77%,18.04%,29.55%,是差异面积最高的3个县级单位。余杭区尽管林地资源只有约12万hm2(占富阳区的2/3),但不一致图斑面积达到1.8万hm2(超过了富阳区的1.6万hm2)。
以Ⅰ类图斑和Ⅲ类图斑为统计单位,以资源数据重要管理因子为主线,分析与土地成果土地类型的空间差异情况,结果如表4所示。
从权属来看,全市国有林和集体林面积占林地总面积比例分别为7.93%和92.07%,集体林远多于国有林;差异图斑中国有林、集体林分别占10.93%和89.07%,差异图斑以集体林为主。
从起源来看,全市天然林和人工林面积相当,但差异图斑中二者分别占17.80%和78.43%,差异图斑以人工林为主。
从森林类别来看,全市公益林和商品林面积相当,但差异图斑中二者分别占26.32%和73.68%,差异图斑以商品林为主,且有95%以上是一般商品林。
从林地保护等级来看,全市差异图斑中Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级保护林地占林地总面积比例分别为1.41%,10.21%,20.79%,67.60%,各级保护林地的差异图斑面积及占比随保护等级级别提升而减小,Ⅲ级和Ⅳ级保护林地的差异面积远高于Ⅰ级和Ⅱ级,且以Ⅳ级保护林地为主。
表4 按资源数据不同管理因子对比统计表
全市共有约68万个差异图斑,总面积20.13万hm2。其中,地类认定差异16.00万hm2,图斑区划误差4.13万hm2,分别占比79.48%和20.52%。从各县级单位来看,下城区、江干区、上城区、滨江区和拱墅区有90%以上是地类认定差异;建德市、临安区、淳安县、桐庐县、富阳区只有不到80%为地类认定差异。各县差异面积及差异原因统计情况如图3所示。
整体来看,二套数据地类不一致原因主要为地类认定差异。图斑区划误差虽然面积占比偏小,但总面积超过4万hm2,说明人为主观因素引起的区划误差也不可忽视。淳安县、临安区、建德市、桐庐县、富阳区等县市林地资源丰富,差异面积较大,其中图斑区划误差占比相对较高;下城区、江干区、上城区、滨江区和拱墅区等区县是杭州市中心城区,林地资源相对较少、差异面积小,且图斑区划误差占比相对较低。林地资源丰富地区的图斑区划误差占比高于林地资源相对较少的中心城区。
图3 杭州市各县差异面积及差异原因统计
1) 对林业专项数据进行基于关键属性因子的数据融合和专题图制作,对土地调查更新成果进行坐标转换和基于土地类型的数据融合,处理后资源数据与土地成果的后续数据量大大减少,提高了数据处理效率。使用的3类数据中,资源数据和遥感数据时间节点为2018年、土地成果为2016年,土地成果与其他二类数据存在2年的时间差,这对差异分析结果会产生一定的影响。
2) 基于GIS空间分析方法叠加二个部门的空间规划基础数据。该方法已广泛应用于不同行业的数据分析中,是十分有效的研究方法。本文结合不同类型差异图斑的空间关系、形状指数和面积指数设置阈值,将研究区60多万个差异图斑的差异原因进行了快速标记,数据处理效率高,但不可避免存在一定的误差。
3) 图斑区划误差主要指人为主观因素造成的区划偏差,结合遥感影像目视解译发现,研究区内森林资源动态监测数据整体区划精度高于土地调查更新成果。一方面,因为森林资源动态监测数据时间节点靠后,数据准确性更高;另一方面,因为林业管理部门的林业小班区划工作更精细。地类认定差异是反映林业和国土二部门由于规划标准不同、规划目标不同等原因产生的真实差异。根据国家森林资源连续清查技术规定(1)国家林业局.国家森林资源连续清查技术规定.北京,2014.,林业部门将面积大于1亩的乔木林均认定为乔木林地,这比国土部门的土地调查对乔木林地的认定标准宽泛,二部门对灌木林地的认定标准也有所不同,在苗圃地、园地、草地的一级地类划分上也有很大的差异[7-9]。
4) 我国《森林法》规定国家实行天然林全面保护制度、对公益林实施严格保护;《建设项目使用林地审核审批管理办法》(国家林业局令 第35号)中把林地保护等级作为审核审批的重要内容,严格控制一般项目占用Ⅰ级和Ⅱ级保护林地。杭州市认真执行国家和地方法律法规,全面贯彻落实《天然林保护修复制度方案》《国家公益林界定及管理办法》《国有林场管理办法》等文件要求,对天然林、重点公益林、重要森林资源实行严格保护,并发放中央和地方补偿奖金,对Ⅰ级和Ⅱ级保护林地使用实行严格管制,并加强国有林经营管理。研究区现有4余万公顷重要森林资源被土地成果认定为非林地,如果这些地块在国地空间规划中被直接否定,将会造成杭州市2万hm2国有林、3万hm2天然林、1万hm2重点公益林、2万hm2Ⅰ级和Ⅱ级保护林地“消失”,杭州市森林资源管理将被改写。因此林业专项数据中,重要森林资源与土地成果的差异部分是需要杭州市林业部门重点关注的区域。
1) 以三区三线为基础,建立林业可持续发展新机制体制。建议根据杭州市生态、生产、生活3个空间构架,以及基本农田保护红线、生态红线、城市发展控制线为基础,以新一轮城市总体规划编制为契机,明确城市发展定位与空间发展战略,认真学习各类规划在内容、体系、技术上的异同,加强与其他规划部门技术衔接与融合,进而明确林业发展新要求和新趋势,打造山水林田湖草高品质资源空间,使杭州市林业规划能快速融入空间规划体系。
2) 做好森林资源本底调查及确权登记。杭州市森林资源动态监测数据是杭州市林业资源管理、林业信息化建设,以及林业发展绩效评价的数据基础,其重要性不言而喻。在现行国土空间规划体系下,建议杭州市继续做好森林资源调查监测工作,确保数据时效性和准确性,并依据《森林法》、《森林法实例条例》及地方有关规定,做好所有林地和林地上的森林、林木的确权登记,厘清林地管理属性,保护所有者和使用者的合法权益。
3) 梳理全市重要森林资源,做好资源保护管理。杭州市现有的天然林、重点公益林等重要森林资源中有不少面积被国土部门认定为非林地,这对以后重要森林资源管理带来压力和挑战。建议杭州市认真梳理重要森林资源差异地块,逐地块排查,提出问题清单和解决方案,研究确定差异地类归属问题。