县级国土空间生态问题识别及保护修复分区研究——以桂林市临桂区为例

李丽清

（广西国土资源规划设计集团有限公司，广西 桂林 541000）

国土空间是“山、水、林、田、湖、草”等自然要素和“城、村、路、矿”等社会要素在空间上的集成体现，发挥着生产、生活、生态的复合功能[1]。长期以来，高强度的人类活动对生态环境产生的影响已经远远超过了生态系统的自我修复极限，如不能及时对人类活动产生的各类生态问题进行修复，人类活动将难以永续。近年来，我国政府十分重视国土空间生态修复[2]，陆续出台了一系列重要政策文件，对国土空间生态修复提出了明确的要求和部署，提出了“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念。涵盖生态系统各要素综合治理的国土空间生态修复工作已成为落实“山水林田湖草是一个生命共同体”理念的重要载体和关系国家生态安全的重大战略任务[3]。

当前，生态修复已成为全球共识，国际上针对生态修复理论与技术开展了大量研究，并取得了显著的成效[4]。我国在一些典型生态环境要素治理上也积累了较为丰富的理论成果和实践经验，如废弃矿山治理[5]、湿地生态修复[6]、土壤污染治理[7]、石漠化治理[8]等。然而，聚焦单一要素或单一过程的生态修复容易忽视大尺度生态系统，导致治标不治本，生态问题反复[9-10]。只有将生态修复工程“点”和“线”与国土空间生态修复分区政策“面”有机结合，才能从根本上推动国土空间山水林田湖草的整体保护、系统修复和综合治理[11-12]。新时代，国土空间生态修复分区工作被赋予全新的职责和使命，扎实开展国土空间上生态修复分区研究，是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提[13-15]。本文以桂林市临桂区为例，从生态现状角度出发，在分析生态风险和生态问题的基础上，探索差别化的生态修复和分区方案，为县级国土空间生态修复分区提供一种新的视角与可借鉴和推广的方法。

1 材料与研究方法

1.1 研究区概况

临桂区位于广西壮族自治区东北部，地处南岭南缘，地形复杂，东西窄，南北长，东低西高，地势由西北向东南倾斜。西北部海拔1000 m以上的山峰有24座，800～1000 m的山峰有64座。西南部海拔600～1100 m；中部及东南部丘陵、石山、平原相间，海拔150～500 m。区内河流纵横，地表水系发育，有义江、相思江、桃花江、大江、黄沙河等，属西江水系。

1.2 数据来源

本文以临桂区全区180个行政村为基本评价单元。研究数据来自5个方面：①在地质云3.0（试运行）（http://geocloud.cgs.gov.cn）上获取矿山地质环境问题点数据、地质灾害易发程度分布数据、地下水质量评价数据；②2019年桂林市生态环境状况公报；③土壤污染详查数据；④第二次全国土地调查成果；⑤第三次全国国土调查成果初步数据。

1.3 生态风险指数

生态风险是指一个种群、生态系统或整体景观的正常功能受外界胁迫，从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的一种状况，是评估区域生态环境可持续性的重要指标[16]。本文从土地利用结构变化的角度进行生态风险评估，利用各地类的面积比例构建生态风险指数。计算公式如下：

式中：Ak为第k个样地总面积；Aki为第k个样地第i类土地类型的总面积；Wi为第i类土地利用类型的生态风险强度参数；N为土地利用类型数量。Wi是不同土地利用类型所反映出的综合生态风险程度，取值参照前人研究成果[16]，依次为：林地0.0427、农田0.1916、建设用地0.3934、水域0.1425、草地0.0726、其他未利用地0.1572。

1.4 生态问题指数

1.4.1 指标体系构建

本研究从山水林田湖草是一个生命共同体的理念出发，结合桂林市临桂区的生态条件和存在的生态问题，选取矿山环境问题、水土流失、地质灾害、水体污染、林地退化、草地退化、农田破碎化、农田污染、农村居民点散乱9个生态问题指标构建指标体系（表1）。

表1 临桂区生态问题识别指标体系

1.4.2 指标数据归一化处理

本文采用最小最大规范化对原始数据进行线性变换,使各指标取值范围为0～1，从而消除指标量纲和数量级的差异。归一化方法如下：

式中，x′i为指标x的第i个数的归一化值，xi为指标x的第i个数的原始值，xmin为指标x的最小值，xmax为指标x的最大值。

1.4.3 生态问题指数测算

根据评价指标所涉及的山水林田湖草及居民点修复对象的个数，来确定各项指标的权重（表2）。

表2 生态问题指标权重表

利用线性加权函数来构建生态问题指数，该指数可以反映区域山水林田湖草生态环境的综合状况。生态问题指数越大，代表区域生态问题越突出，越迫切需要开展生态保护修复工作。生态问题指数测算公式如下：

式中，I为生态破坏指数，Ei为第i项生态指标的值，Wi为第i项生态指标的权重。

2 结果与分析

2.1 生态风险空间分布特征

通过计算各行政村生态风险指数，按照自然断点法将临桂区生态风险值划分为三个等级：低风险（0.4270～0.100322）、中风险（0.100323～0.192243）、高风险（0.192244～0.393343）。

临桂区生态风险空间差异明显，呈“中间高，南北两边低”的空间分布特征，中心城区及两江国际机场生态风险值最高，离中心城区越远，生态风险值越低（表3）。其中，低风险区包含66个行政村，面积为12.68×104hm2，占临桂区总面积的56.40%，主要分布在西北和西南部，西北部分布有广西花坪国家级自然保护区、寿城自然保护区。区域内林地资源分布广泛，地势高，人类活动少，生态服务价值高，生态风险值低。中风险区包含102个行政村，面积为9.01×104hm2，占临桂区总面积的40.07%，主要分布在临桂区中部，呈现出与河流分布高度契合的特点，区内耕地广泛分布，河流纵横交错，地势较为平坦，但随着临桂区新城的大力发展，生态风险指数可能会不断提高，应注意防范和预警。高风险区包含12个行政村，面积为0.79×104hm2，占比最低，为3.53%，主要分布在临桂区中心城区及两江国际机场，该区域是人口聚集化、建设集中化的主要区域，区内建设活动频繁，耕地、林地破碎化程度较高，生态服务价值低下，生态风险值最高。随着城市扩张，高生态风险区有向外部蔓延的趋势，在未来的发展规划中，应高度重视城市生态建设。

表3 临桂区生态风险统计表

2.2 生态问题识别

2.2.1 矿山环境问题

临桂区矿山以露天开采为主，主要存在的矿山地质环境问题为地貌景观破坏、土地损毁、固液废弃物排放、含水层破坏、矿山地质灾害等，其中以土地损毁和地形地貌景观破坏最为突出。截至2017年年底，临桂区矿山开采引发地质灾害点1个，土地损毁点39个，土地损毁、地质灾害点3个，土地损毁、固体废物污染点1个。除黄沙瑶族乡外，临桂区各乡镇均存在不同程度的矿山地质环境问题，其中临桂镇矿山开采点最多，引发的矿山地质环境问题主要为土地损毁，其次为两江镇、会仙镇。

2.2.2 水土流失

临桂区水土流失主要发生在岩溶区，以水土流失为主，水土流失具有隐蔽性。多年来,临桂区大力推进小流域治理、退耕还林还草、坡改梯、生态修复等水土流失治理工程，水土流失得到有效控制。治理后区域林草覆盖率明显增加，泥沙明显减少，生态明显好转。截至2019年年底，临桂区水土流失较严重区面积163.58 km2，主要分布在临桂镇、六塘镇、会仙镇及四塘镇，水土流失与石漠化在空间分布上高度重合。水土流失区主要为区内小山丘，土地利用类型主要是耕地、灌木林地及零星建设用地。

2.2.3 地质灾害

临桂区地质条件复杂，地质环境脆弱，受强降雨影响，每年4—8月，滑坡、崩塌、泥石流等突发灾害频发。2017年年底，共统计临桂区地质灾害隐患点24处，其中特大隐患1处，较大隐患9处，中等隐患12处，较小隐患2处。其中危岩6处（临桂镇4处、会仙镇2处）；滑坡10处，主要分布于四塘镇以北的乡镇；地面塌陷1处，位于宛田瑶族乡；不稳定斜坡2处，分别位于五通镇和临桂镇；崩塌5处（五通镇1处、会仙镇3处、四塘镇1处）。根据地质灾害调查综合研究报告，临桂区地质灾害高易发区面积457.90 km2，主要分布在会仙镇、南边山镇、临桂镇、六塘镇、四塘镇及宛田瑶族乡。

2.2.4 水体污染

根据2019年水质监测结果，洛清江、浔江监测断面水质在Ⅱ—Ⅲ类之间，相思江监测断面水质为Ⅲ类，桃花江监测断面水质在Ⅲ—Ⅳ类之间，各断面水质符合水环境功能区保护目标要求。地下水水质在Ⅱ—Ⅳ类之间，Ⅳ类地下水多数存在重金属超标，Ⅳ类地下水主要分布在四塘镇。集中式生活饮用水源地水质除总氮和粪大肠菌群不参与评价外，其他监测项目均符合国家地表水Ⅲ类水质标准。

2.2.5 森林及草地退化

2009—2019年，临桂区林地面积增加了1.49×104hm2。从空间分布上看，临桂区有79%的行政村林地面积有所增加，有21%的村委林地面积有所减少，减少主要集中在临桂镇、四塘镇及两江镇。虽然总体上林地数量有明显增加，但是自然林地的结构受人为改变较大，新增林地以经济林为主，群落结构和生物生境单一，森林生态系统整体功能比较脆弱。

2009—2019年，临桂区草地面积减少了4490.07 hm2。从空间分布上看，临桂区有87%的行政村草地面积有所减少，仅有13%的村草地面积有不同程度的增加。草地面积减少明显的区域主要在茶洞镇、宛田瑶族乡、五通镇及南边山镇。草地面积的减少，在一定程度上造成了生物栖息环境改变，对生物多样性也构成了威胁。

2.2.6 农田污染及破碎化

临桂区受污染耕地面积共222.56 hm2，集中分布在会仙镇新立村、马面村及六塘镇广洞村。受地势影响，临桂区耕地集中连片性较差，尤其西北部宛田瑶族乡、黄沙瑶族乡及茶洞镇内耕地破碎化较为严重。近年来随着城镇化快速发展，建设占用优质、连片耕地现象普遍，而补划地块往往与周边耕地的连片性较差，导致耕地破碎化程度加剧。

2.2.7 农村居民点散乱

临桂区农村居民点斑块12234个，用地面积4663.82 hm2，平均居民点面积0.38 hm2，聚集程度较低。此外，农村人均占地面积135.22 m2，高于国家人均120 m2的标准，节约化程度有待提高。散乱、无序的村庄建设，不仅影响村庄风貌，也导致农村生产生活污染范围加大，难以管控。

2.3 生态问题评价结果

综合考虑临桂区内矿山环境问题点密度、水土流失率、地质灾害易发性、水质达标率、林地草地面积变化率、耕地破碎度、耕地污染、农村居民点密度等9个因素，利用所构建的生态问题评价体系，测算了临桂区生态问题指数。结果表明，临桂区生态问题指数平均值为0.23，全域生态问题指数在0.08～0.60之间。总体来看，临桂区生态问题的空间分异规律较为明显，县城北部生态问题不突出，县城南部生态问题较为严重。

按照自然断点法将临桂区生态问题分为三个等级：一般（0.083000～0.238357）、较严重（0.238358～0.383839）、严重（0.383840～0.601526）。生态问题一般区主要集中在临桂区中心城区以北的乡镇，涉及行政村122个，面积16.37×104hm2，占临桂区总面积的72.82%。该区域存在的生态问题相对单一，主要是草地面积缩减与退化、农村居民点布局散乱及耕地破碎化。生态问题较严重区主要集中在中心城区以南的乡镇，涉及行政村41个，面积4.73×104hm2，占临桂区总面积的21.03%。该区域存在的生态问题较为复杂，矿山环境问题、草地面积退缩与退化、耕地破碎化、地质灾害等问题均存在，但单一生态问题不突出。生态问题严重区主要集中在临桂镇、会仙镇及六塘镇，涉及行政村17个，面积1.38×104hm2，占临桂区总面积的6.15%（表4）。该区域中单一生态问题较为严重，水土流失率和农田污染面积均较大，地质灾害问题也较为突出。

表4 临桂区生态问题严重程度分区统计表

2.4 生态修复分区

结合生态风险评价与生态问题识别结果，将临桂区划分为重点修复区、一般修复区、生态保育区（表5）。

表5 生态修复分区

重点修复区是保护修复与人类活动密切相关、生态风险高、生态环境破坏严重的区域。涉及行政村26个，面积1.91×104hm2，占临桂区总面积8.47%。主要分布在临桂区中心城区、两江国际机场及会仙镇、六塘镇。中心城区和两江国际机场以建设用地为主，生态类型单一，生态风险高，需要进一步提高区内绿化水平，发挥沿河优势，打造沿河生态保护带。会仙镇及六塘镇存在的生态问题主要是水体流失、地质灾害及土壤污染，重点实施水土保持、地质灾害、污染治理工程（表6）。

表6 临桂区生态修复分区统计表

一般修复区是减缓生态过程受到干扰的缓存区，以农业生产为主，生态问题较多，但单一生态问题不突出。涉及行政村99个，面积9.97×104hm2，占临桂区总面积的44.35%，主要分布在临桂区县城周边。区内存在的主要生态问题有矿山环境问题、农田破碎化、草地面积退化、水体污染等，重点实施矿山环境治理工程、土地整治与土壤改良工程、水环境治理工程等（表6）。

生态保育区是各生态要素发挥其理想功能，坚守不可突破的生态底线的重点区域。涉及行政村55个，面积10.60×104hm2，占临桂区总面积47.18%，主要分布在黄沙瑶族乡、宛田瑶族乡、茶洞镇、五通镇及中庸镇。区内森林资源分布广泛，生态风险较低，生态问题主要为草地面积退化及农村居民点散乱，重点实施生态系统与生物多样性提质工程及乡村风貌整治工程（表6）。

3 结论

（1）临桂区生态风险空间差异明显，呈“中间高，南北两边低”的空间分布特征，以中心城区和两江国际机场为中心，生态风险值向外逐渐降低。生态风险高值区是人口聚集化、建设集中化的主要区域，区内人类活动频繁，生态类型单一，且随着城市扩张，有向外蔓延的趋势。生态风险低值区分布在西南和西北边部，区内地势高，人类活动少，林地资源丰富，西北部分布有广西花坪国家级自然保护区、寿城自然保护区。生态风险中值区分布于高值区与低值区的过渡带上，与河流分布高度契合，区内耕地广泛分布，河流纵横交错。

（2）临桂区主要生态问题有矿山环境问题、水土流失、地质灾害频发、草地退化、农田污染及破碎化、农村居民点分布散乱。按生态问题的严重性进行分区，生态问题严重区集中在临桂镇、会仙镇及六塘镇，区内单一生态问题较为严重，体现为水土流失、农田污染及地质灾害面积均较大。相思江以南为生态问题较严重区，区内生态问题复杂，但单一生态问题不突出，体现为不同程度的矿山环境问题、草地面积退缩、耕地破碎化、地质灾害易发等问题。相思江以北为生态问题一般区，区内生态问题较少，危害波及范围不大，主要为草地面积缩减、农村居民点布局散乱及耕地破碎化。

（3）依据生态风险评价和生态问题识别结果，对临桂区进行国土空间生态修复分区。重点修复区是保护修复与人类活动密切相关、生态风险高、生态问题严重的区域。包含生态风险高值区（中心城区、两江国际机场）和生态问题严重区（会仙镇、六塘镇部分区域）。中心城区、两江国际机场的生态修复以城区绿化为主，注重城市美化，打造沿河生态保护带。会仙镇、六塘镇生态问题严重区内，单一生态问题突出，亟须开展有针对性的生态修复工作，重点实施水土保持、地质灾害、污染治理工程。生态保育区是各生态要素发挥其理想功能，坚守不可突破的生态底线的重点区域。区内森林资源丰富，分布有广西花坪国家级自然保护区、寿城自然保护区。修复以保护和保育为主，重点实施生态系统与生物多样性提质工程及乡村风貌整治工程。一般修复区是减缓生态过程受到干扰的缓存区，是重点修复区与生态保育区之间的过渡带，区内以农业生产为主，生态问题复杂，需开展综合整治生态修复工作，重点实施矿山环境治理工程、土地整治与土壤改良工程、水环境治理工程等。