基于SDGs的平原乡村生态空间的可持续性评价——以辽宁省黑山县为例

王云才 王若静 贾一非

（1.同济大学建筑与城市规划学院，上海 200092；2.教育部生态化城市设计国际合作联合实验室，上海 200092；3.同济大学高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室，上海 200092）

2030年联合国可持续发展目标（SDGs）强调了健康的生态空间环境是实现可持续发展目标的基础与支柱，SDGs在生态空间可持续发展层面的指导需要构建区域的本土化评价体系。在保障平原乡村生态安全格局、实现生态空间可持续发展的目标下，以辽宁省锦州市黑山县整体生态空间为研究对象，基于SDGs对于生态环境可持续的指导，结合当地平原乡村生态空间可持续发展问题，以SDG6（水和环境卫生）、SDG13（应对气候变化）、SDG15（保护陆地生态）为指导主体，从水生态、生物多样性、土壤保持、土地利用与生态污染可持续4个维度，构建了包含13个具体指标的本土化县域尺度平原乡村生态空间可持续性综合指标体系，并通过层次分析法专家打分与熵值法客观赋值相结合的方法综合赋权，对黑山县生态空间的可持续性进行整体及分维评价，最终提出黑山县国土生态空间可持续发展优化建议，为SDGs在生态环境目标层面的更小尺度如县域的指标本土化、生态空间可持续性的量化及可视化的研究提供思路。

联合国可持续发展目标；生态空间；可持续性评价；平原乡村；辽宁省黑山县

2015年联合国通过《2030年可持续发展议程》提出了17个可持续发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs）和169个具体目标[1]，强调社会繁荣、经济发展、环境美好之间的内在联系。而当下气候变暖、环境污染、生态破坏及新型传染性疾病肆虐等问题不断涌现[2]，人类赖以生存的生态系统所提供服务的能力决定了实现联合国可持续发展目标的能力，因此生态系统的健康是实现可持续发展目标的基础与支柱。《2030年可持续发展议程》颁布之后，中国高度重视17项SDGs与国家中长期发展规划的有机结合及本土化落实。2019年5月，中共中央、国务院印发了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》[3]，提出国土空间规划是可持续发展的空间蓝图[4]，强调生态空间保障生态安全与重塑国土空间格局结构的双重作用，引导生态环境保护和社会经济发展相互协调，统筹山水林田湖草系统，构建可持续的生态安全空间格局[5]。而生态环境保护正是中国实现可持续目标进程的短板，我国在水和环境卫生（SDG6）、保护陆地生态（SDG15）、应对气候变化（SDG13）和可持续城市建设（SDG11）等生态环境领域仍面临较大挑战[6]。

SDGs框架下可持续发展相关研究大多以SDGs内涵解读[7]、体系构建[8-9]、实施评估[10]为主，生态环境可持续往往作为研究体系中的一部分而缺少系统研究。中国学者主要将生态文明建设、美丽中国、生态环境治理等重大发展策略与可持续发展目标相结合。高峰等[11]基于SDGs指导对“美丽中国”内涵进行深入解读与构建，从“天蓝、地绿、水清、人和”4个维度构建了包含12个具体目标、43个具体指标的评价体系；黄山[12]构建了耦合SDGs不同维度和自然资源各要素的一体化评价体系框架，并以浙江丽水市为例展开实证评价；刘远志[10]利用对地观测技术和地理信息系统，在德清县实现了SDG6（水和环境卫生）所有指标的量化评价与目标综合评估分析；刘永杰[13]面向SDGs综合运用耦合协调度模型、灰色预测模型和灰色关联度分析模型等研究城市化与生态环境耦合协调发展的时空过程、发展趋势及驱动机制。

结合现有研究分析，目前区域性SDGs与生态空间可持续发展的内涵解读有待深化，且中国基于SDGs对生态环境的研究多从国家、省市尺度出发，联合国的SDGs全球指标框架（SGIF）[14]对于更小尺度区域如县域来说，缺乏具体化、可操作的生态空间可持续本土化指标评价方法与评估案例指导[10]。同时，基于SDGs的生态环境研究多围绕城镇展开，乡村生态空间作为建设美丽乡村的重要载体，而现有SDGs相关研究缺少对于乡镇生态空间可持续发展目标的指导。此外，现有评价体系指标的数据来源多以统计数据为主，时间滞后且空间性较差[10]，而地理空间视角下的指标计算方法处于大力发展阶段，为生态空间可持续评价可视化和准确度提供了技术支撑。

因此，在保障平原乡村生态安全格局、实现生态空间可持续发展的目标下，研究基于SDGs生态环境目标的指导，以辽宁省锦州市黑山县为研究范围，构建县域生态空间可持续性评价指标体系，对黑山县生态空间可持续性进行评估，分析不同目标下的协调与权衡关系，并针对性提出优化方向，以期为县域尺度下结合SDGs的生态空间可持续研究提供参考。

1 研究对象

1.1 研究区域概况与数据源

黑山县位于辽宁省中西部，锦州市东北端（121°49′—122°36′E，41°29′—42°08′N），东、南、西分别与沈阳市、鞍山市、北镇市接壤。全县面积2 498 km2。县域处于医巫闾山脉与松辽平原过渡地带，西、北部多低山丘陵，中部及东南部为冲积平原。全境属于温和半干旱季风大陆性气候，年平均气温8.6℃，年均降水量571 mm。黑山县土地资源较为丰富（图1），耕地占全县面积的68.8%，境内主要有绕阳河、东沙河、羊肠河等季节性河流，均属辽河下游右岸支流的绕阳河水系。黑山县整体形成一水二山七分田的平原生态格局，河网、防护林网、坑塘体系、路网四网交融共生。

图1 研究区域及2019年土地利用现状Fig. 1 Study area and present situation of land use, 2019

基于黑山县土地利用现状矢量数据，结合国土空间规划依据首先对县域三生空间进行分类[15]（图2），得到2019年黑山县生态、生产、生活空间分别为602.8 km2、1 666.8 km2、228.4 km2，依次占国土空间的24.13%、66.72%、9.15%，以耕地为主，生态空间主要为河道沟渠、林地和湿地等用地类型，分布较为破碎。

图2 2019年黑山县三生空间分布Fig. 2 Spatial distribution of production, life and ecology in Heishan County, 2019

1.2 县域生态空间问题

黑山县内生物栖息地破碎单一，生态红线区内多处湿地滩涂、河流漫滩空间被水田耕地侵占，河流、沟渠与沿线防护林带组成的生态廊道缺乏东西向联系；同时地表水资源稀缺且时空分布不均，西北春旱，东南夏涝，北部丘陵地带地质灾害频发。黑山县自然要素空间分布不均，生态空间问题呈现区域差异，需针对不同区域生态现状及问题提出优化策略，促进平原乡村生态格局构建。

2 基于SDGs的平原乡村生态空间可持续性评价指标体系

2.1 平原乡村生态空间可持续性评价框架

结合SDGs对生态环境可持续目标的指导以及生态问题区域差异的认知，分析影响生态空间可持续的本土化因子，结合本土化和可视化的目标与原则构建基于SDGs的生态空间可持续评价指标体系，利用层次分析与熵值法综合赋值的方法对各指标进行空间测度及评估，对黑山县生态空间可持续进行综合与专项评价，最终提出黑山县国土生态空间可持续发展优化建议。具体技术路线如图3。

图3 平原乡村生态空间可持续性评价研究框架Fig. 3 Research framework on the evaluation of ecological space sustainability in plain rural areas

2.2 基于SDGs的平原乡村生态空间可持续性评价指标体系

研究结合生态空间可持续指标体系与可视化分析，遵循“系统综合、区域差异、精准评价”的原则，首先梳理SDGs中有关生态环境可持续涵盖的理论内涵与结构维度，以SDG6（为所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理）、SDG13（应对气候变化及其影响）、SDG15（保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统，可持续地管理森林，防治荒漠化，制止和扭转土地退化，遏制生物多样性的丧失）为指导主体，兼顾其他SDGs指标中涉及生态可持续发展的部分（考虑到黑山县未涉及海洋生态，暂未纳入SDG14），筛选出可持续水生态、土地开发、气候变化、生物多样性、环境污染等方面的指导。再根据研究区域的地域特征、尺度特征及数据获取难易程度[16]，针对场地生态空间破碎化、质量不一的现状与问题，从生态系统服务功能重要性与生态脆弱性角度综合考虑水源涵养、水土保持、生物多样性保护、水土流失、生态系统完整性与生态廊道连通性等内涵，通过分析不同目标之间的协同或权衡关系，结合“保留、扩展、改进、替代”4种指标本土化筛选方式[17]，最终从“水生态可持续、生物多样性可持续、土壤保持可持续、土地利用与生态污染可持续”4个维度出发，构建了包含4个具体目标、13个评价指标的黑山县生态空间可持续性的本土指标评价体系（表1）。

表1 基于SDGs的生态空间可持续性评价指标体系及权重Tab. 1 Index system and weight of ecological space comprehensive evaluation based on SDGs

在指标体系中，“水生态可持续”目标主要围绕SDG6（清洁饮水和环境卫生）中SDG6.6（保护和恢复与水有关的生态系统，包括山地、森林、湿地、开放水体、地下含水层和湖泊，构建可持续水域生态系统），综合考虑场地水生态问题，选取水网密度、坑塘密度与水网连通性3个指标，反映场地水生态系统健康状况；“生物多样性可持续”目标主要围绕SDG15（陆地生态系统保护与可持续利用）中SDG15.1（内陆与内陆淡水生态系统保护）、SDG15.2（森林可持续保护）、SDG15.3（土地退化防治）、SDG15.5（生物多样性保护），选取生境多样性、生境破碎度、植被覆盖度与林网分布密度4个指标，反映场地陆地生态系统健康水平；“土壤保持可持续”目标主要围绕SDG6.6与SDG15.3，选取水土流失、洪涝、干旱、地质灾害风险强度4个指标综合反映场地水土保持与地质灾害生态状况；“土地利用与生态污染可持续”目标主要围绕SDG3.9（治理空气、水、土壤污染）与SDG11.3（高效利用土地），结合场地数据可操作性，选取景观开发强度与土壤污染强度2个指标，一定程度反映人类生产生活干扰对生态系统健康的影响。

其中，景观开发强度属于综合类指标，基于景观开发强度法（LDI）对黑山县生态系统健康受人类干扰程度进行评价，结合黑山县特征，选取交通、农业生产、工业生产、城乡建设用地4类因子，结合专家打分法与GIS最小累计阻力模型进行综合计算（表2）。

表2 黑山县景观开发强度评价指标表Tab. 2 Evaluation index table of landscape development intensity in Heishan County

3 研究方法与数据来源

3.1 数据来源及处理

本研究使用的基础地理数据包括：2019年黑山县卫星遥感影像数据与DEM数据，分辨率30 m，来源于地理空间数据云Landsat8 OLI遥感影像图；2019年土地利用类型数据、镇域行政边界、水系等数据来自黑山县自然资源局。

3.2 层次分析法与熵值法结合的综合指标测算与评估

3.2.1 数据标准化

原始指标数据单位、正逆性等不尽相同，因此在进行综合计算之前，采用极差标准化法消除变量间的量纲关系，使数据具有可比性[18]。其中，正向指标促进可持续发展，负向指标抑制发展[19]。见公式（1）：

3.2.2 指标赋权

考虑生态空间可持续发展目标与指标之间的协同或权衡关系[20]，选择层次分析法与熵值法相结合的主客观联合赋权法计算评价指标的权重[21]，充分考虑各专家知识经验及生态空间可持续发展目标的关系，结合决策矩阵给出的指标信息熵进行组合赋权，最后取均值作为综合权重，最终计算综合评价值，使评价结果更科学、客观[22]。

3.2.2.1 层次分析法

通过层次分析法建立判别矩阵，用和积法计算各因子权重并通过一致性检验（CR＜0.1），最终获得各指标权重。

3.2.2.2 熵值法

熵值法通过指标的信息熵（变异程度）判断对综合评价的影响程度，属于客观赋值法[23]。通过构建决策矩阵、计算第j个指标下第i个评价单元指标值的比重，计算指标信息熵得出指标权重。

式（4）（5）（6）中，Xij为第i个评价单元第j指标值，ej第为j项指标的信息熵，m为评价单元个数，n为指标数，Wj2为计算出的因子权重。

3.2.2.3 组合赋权

取层次分析法与熵值法均值作为综合权重。

3.2.3 评估方法

首先对每一项指标进行计算（图4），结合每项权重通过GIS对指标进行重分类与加权叠加，得出相应准则层与最终目标层的情况，将生态空间可持续性评价结果分为低、中等、较高、高4个等级，进行生态空间可持续发展情况的综合评估。

图4 2019年13项指标单因子评价图Fig. 4 Single factor evaluation chart of 13 indicators, 2019

4 评价结果与分析

4.1 生态空间可持续性综合评价

基于水环境、生物多样性、水土保持、土地开发与生态污染4大维度加权叠加得到黑山县生态空间可持续综合评价图（图5）。县域生态空间可持续性整体处于中等偏上水平，分布呈现由东南平原水网地区向西北丘陵地区逐渐递减。可持续性较高和高的区域面积分别占185.84 km2和156.25 km2，各占生态空间总面积的30.83%和25.49%，主要分布于东南部及最北部。这些区域主要位于平原水网密集区，林网、林斑与河流沟渠交织嵌套，围绕耕地和村庄分布，形成围田护村格局，景观开发强度低。可持续性一般和较差的区域面积分别为206.22 km2和57.09 km2，占生态空间总面积的34.21%与9.47%，主要分布在西部、西北部与东部，多为低山丘陵地区，自然河流较多，沟渠少。生态空间可持续性低的西部区域虽有大型生态空间分布，但为城乡建设用地密集区，景观开发强度大，同样也是滑坡、水土流失、干旱等自然灾害风险较高区域，因此整体生态空间较为脆弱。总体来看，生态空间可持续性分布存在明显的区域差异。

图5 2019年生态空间可持续整体评价Fig. 5 Overall evaluation map of ecological space sustainability, 2019

4.2 生态空间可持续分类评价

4.2.1 水生态

将水网密度、坑塘密度与水网连通性进行加权叠加得到县域水生态空间可持续性评价图（图6-a）。县域水生态可持续性整体处于一般水平，以中部贯穿场地南北的东沙河为界呈现明显的区域分异，由东南向西北递减。可持续性高和较高的区域面积分别为89.99 km2和113.5 km2，各占生态空间的14.93%和18.83%，主要分布于东南部和北部。这些区域沟渠和坑塘密集，水网密度可达3 244.7 m/km2，水系连通度高，但由于人为围垦造田及气候变化，多数湿地生态空间被耕地侵占，如东南部绕阳河湿地。水生态可持续性一般和低的区域面积为153.35 km2和245.94 km2，分别占生态空间的25.44%和40.8%，主要分布于西部和西北部。西部是自然河流的主要分布地，但大多河流为季节性河流，在非汛期干涸，同时坑塘较少，自然河流与沟渠构成的廊道呈树枝状结构，以南北流向为主，缺少东西向的联系，缺少洪水调蓄空间，水网密度最低仅有557.1 m/km2。整体看，县域的水生态空间呈现严重的时空分布不均，且对自然水系的利用较低，与沟渠连通性差，导致地区整体水生态可持续性不高。

图6 2019年生态空间可持续分类评价Fig. 6 Evaluation map of classified ecological space sustainability, 2019

4.2.2 生物多样性

生境多样性、生境破碎度、植被覆盖度与林网密度加权叠加得到县域生物多样性可持续性评价图（图6-b）。县域生物多样性可持续性整体处于一般水平，整体分布区域差异较小。可持续性高和较高的区域面积分别为42.74 km2和135.45 km2，占生态空间的7.19%与22.47%，主要位于场地西南、南部、东南和东北，呈现一定的整体分散、局部聚集的布局。北部植被覆盖度不高但林网密度高，最高可达2 624.2 m/km2。可持续性一般和低的区域面积为235.45 km2和188.56 km2，分别占生态空间的39.06%和31.28%，主要位于场地中部和西北部。中部林网、林斑密度低，破碎化严重，大型生态斑块主要分布在县域西部和东南部，但西部丘陵地带植被以灌木为主，质量低，导致生物多样性差。黑山县鸟类保护动物为丹顶鹤等，主要栖息于水畔，整体生物栖息地较为破碎单一，沿河道林网分布，连续性欠佳。

4.2.3 土壤保持

将水土流失、洪涝、干旱、地质灾害风险强度4个因素加权叠加得到县域土壤保持可持续性评价图（图6-c）。县域土壤保持可持续性整体处于较好水平。可持续性高与较高的区域面积为118.51 km2和987.96 km2，占生态空间的19.66%与64.36%，主要分布于场地西南、东北以及沿中部东沙河与东部绕阳河分布。这些区域水土保持较好、基本无洪涝、干旱和地质灾害风险。可持续性一般与低的区域面积为78.67 km2和17.66 km2，占生态空间的13.05%和2.93%，主要位于场地西北与东南侧。灾害风险存在明显的区域差异，水土流失脆弱区域主要位于西北部，且西北部水系密度较低，地表水没有得到有效利用导致干旱灾害风险强度高，且西部八道壕镇为采矿聚集区，地面塌陷、滑坡等地质灾害严重；东南部地势低且地下水位高，沟渠密布但部分淤积严重且与坑塘连续性较差，导致东南部在夏季属于重度洪涝灾害风险区。

4.2.4 土地开发与生态污染

将景观开发强度与土壤污染程度加权叠加得到县域土地开发与生态污染可持续性评价图（图6-d）。县域土地开发与生态污染可持续性整体处于较好水平。可持续性低和一般的区域面积较小，为6.27 km2和71.37 km2，仅占生态空间总面积的12.92%，集中分布于西部主城区、城镇矿区及工业园区，这些区域景观开发强度高，且大都存在采矿污染。可持续性高和较高的区域面积大且分布广，分别为412.56 m2和112.6 km2，占生态空间的68.44%和18.68%，沿道路及村庄聚落呈现网状分布，这些区域开发强度低，生态污染轻微。

4.3 黑山县国土生态空间可持续发展建议

4.3.1 根据生态问题差异针对性采取生态保护与修复措施

在响应SDG6（水和环境卫生）目标层面，结合国家生态安全框架，针对黑山县地表水资源稀缺且时空分布不均、农业与工业生产污染周边水体等问题，首先应提升城镇与农村污水处理能力和农业灌溉水有效利用效率，改善重要江河湖泊水功能区水质；同时结合SDG15（保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统），改善流域生态环境，涵养水源，增加林带、林斑，围村围屯，防风护村，减弱村镇牲畜养殖和生活垃圾对周边水体的污染；结合沟渠、坑塘体系布局林带、林斑，增加多样化生态空间。

在响应SDG13（应对气候变化）目标层面，针对黑山县西北春旱与水土流失、东南夏涝的生态问题，结合SDG6（水和环境卫生）与SDG15（保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统），依托现有河流、干渠、铁路和主要公路构建多层级的“蓝绿纵横”生态廊道骨架体系，完善疏浚东南部平原地区渠网、识别潜在坑塘、联系现有坑塘、提升排水效率，形成点状分布的坑塘体系，打造生境多样化的蓝色网络；定期清淤疏浚河道，增强其防洪排涝能力和自然调节能力，并完善河流沿线的植被群落，增加河漫滩地带的植被覆盖度以增加河道两侧植被固土能力，保水育林，防止水土流失现象加剧；通过造林绿化和天然林保护与修复来增强森林碳循环。

在响应SDG15（保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统）目标层面，针对湿地滩涂被破坏及生物栖息地破碎化的问题，结合SDG6（水和环境卫生），黑山县应积极退耕还林还湖还草，修复生态湿地，整合识别潜在生物栖息地，构建依托丘陵山体、大型水库与主要湿地的战略生态空间，依托大型湖泊、湿地、林地、城市绿地的核心生态空间及依托重要矿坑等生态恢复空间的生态汇空间，推动国家建立湿地保护体系和退化湿地保护修复制度，打造全域“山水林田湖草人”和谐共生的生命共同体；针对西部采石采矿带来的生态污染、水土流失与地面塌陷等问题，应积极对塌陷山体进行林斑修复、山体植被物种结构丰富，整合山体周边林地，构建生态山地小流域，并在工矿区与生活区之间设置有效的生态屏障与缓冲区，保障城镇安全[24]。

4.3.2 强化生态空间可持续发展指标的正向协同效应，提高生态治理效率

基于本土化的SDGs生态可持续目标进行生态空间可持续发展时应考虑指标间的关联性，重点发展与其他生态目标关联性较强的目标，强化生态指标间的正向协同作用[22]。如加强生态红线内绕阳河生态湿地的修复，退耕还林，整合林地斑块，能构建完善的生态网络体系，提升生物多样性，同时也能涵养当地水源、补给地下水及维持区域水平衡，减轻洪涝灾害，强化SDG6（水生态和环境卫生）及SDG15（保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统）的正向协同效应。

5 结论与讨论

研究以辽宁省黑山县为例，基于SDGs对于生态环境可持续的指导，结合地方性生态空间可持续发展的问题，构建了本土化的县域尺度平原乡村生态空间可持续性评价指标体系，并通过主观与客观相结合的评价方法，从水生态、生物多样性、土壤保持、土地利用与生态污染4个维度对黑山县生态空间可持续性进行了整体及分类评价，最终提出针对性优化策略，为SDGs在生态环境目标层面的更小尺度如县域的指标本土化、生态空间可持续性的量化及可视化的评估体系研究提供思路。

研究也存在以下不足：（1）结合地理空间技术对SDGs的本土化指标计算目前仍处于探索阶段，尚无结果评估的标准，因此暂时无法用SDGs现有的大尺度指标标准进行比较；（2）由于数据获取存在一定困难，“土地开发与生态污染”准则层拟研究的“大气污染程度”和“水污染程度”无法实现空间量化，今后可对SDGs的可视化表达进行多源数据与指标模型的深入研究；（3）利用SDGs评价生态空间可持续发展本身在科学性与可操作性间存在一定矛盾，即生态空间可持续本身具有系统复杂性，而SDGs为了确保指标的量化和评估性而不会采用过于复杂的指标[12,25]；（4）研究的评价体系中对生产、生活空间即经济与社会的可持续发展考虑较少，忽略了生态指标与其他指标之间的协同或权衡作用[26-27]。未来基于生态空间可持续现状与目标建议，可从国土空间开发角度对区域生产、生活、生态三生空间的耦合协调与可持续发展作进一步探讨[28]。

注：文中图表均由作者绘制，其中图1、图2、图4-6底图根据黑山县自然资源局提供资料改绘。