贵州黔西南州生态保护重要性评价

吴凯 曹建丰 吴相波 肖玖军 李博

摘 要： 生态保护重要性评价研究是构建新时期国土空间规划体系，实现国土空间规划科学性，完善“双评价”工作的重要组成部分。本研究重点选取水土保持、水源涵养、生物多样性维护、水土流失脆弱性、石漠化脆弱性评价等因子作为主因子进行分析，调查影响喀斯特石漠化区自然地理特征和主导环境影响因子，形成各单因子本底评价结果。运用区域性生态廊道修正方法对“三调”地类弱生态功能区和有显著生态保护功能的图斑地块进行拓扑分析，综合集成分析和修正，形成黔西南州生态保护“两区”分布状况。根据评价结果表明：全州生态保护极重要区面积5803.89km2，占全州国土总面积34.53%；生态保护重要区面积8808.20 km2，占全州国土总面积52.40%。研究结果表明黔西南州生态保护重要性评价研究为其他喀斯特地区生态保护重要性评价提供借鉴，同时也为黔西南州新一轮国土空间规划编制“三区三线”划定工作中生态保护红线优化调整、国土空间开发保护总体格局优化决策参考。

关键词： 生态保护重要性；评价；国土空间开发保护；喀斯特石漠化区；黔西南州

中图分类号：X826;P964

文献标识码：A

文章编号：1008－0457（2023）01－0000－00

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.01.000

2021年2月习近平总书记到贵州视察时指示，贵州要立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，在生态文明建设方面“出新绩”的要求［1］。中央、国务院先后印发《建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》 与《统筹划定落实三条控制线的指导意见》等系列重要政策文件，自然资源部围绕国土空间开发与保护，结合区域地理格局特征和资源禀赋启动开展了“雙评价”工作，其中重点对生态保护重要性开展评价工作。2020年“双评价指南”印发实施，明确省、州、县三级各自开展生态保护重要性评价的工作流程、重点评价指标和评价方法等内容［2］，确定生态保护重要性评价主要是对生态系统服务功能重要性和生态脆弱性评价，并通过评价进而进行生态保护分区。由于贵州省黔西南州不沿边不沿海，也无盐碱沙化等地理环境，因此根据典型喀斯特石漠化区的特殊地貌环境特征，结合指南对黔西南州典型喀斯特石漠化区特殊生态廊道环境，选取代表性极强的评价内容和因子，结合实际开展研究和分析评价［3］。

自2018年自然资源部机构改革与国土空间规划体系构建以来，国内关于国土空间生态保护重要性评价方法相关研究逐渐增多，通过国内相关研究发现，学者们围绕不同尺度空间开展生态保护评价， 例如牛晓楠等学者从福建省域空间［4］、方一舒、王思源等［5-6］学者从昆明、昌都市域空间开展生态保护重要性相关研究。此外，在方法创新方面也有新突破，例如基于李杰等学者基于遥感与生态服务模型构建对青岛市生态保护重要性评价［7］。方一舒等通过构建国土空间规划生态保护重要性评估指标体系［6］，李晶等学者通过构建了包括生态系统服务功能重要性和生态敏感性的生态保护重要性评价指标体系，采用变异系数法和极限条件法开展生态保护重要性综合评价并分析其空间差异等 ［8］。

地处西南区域的喀斯特石漠化区面积占我国国土面积的5.35%，人口密度是全国平均人口密度的1.5倍，耕地贫瘠且粮食供给压力较大，旱涝稳收困难较大；加之之前长期不合理土地开发利用方式，导致水土流失和植被退化严重，石漠化现象逐步形成且趋于恶性发展［9］。黔西南州近年来石漠化发展特点明显，呈现类型形式多样、面积范围扩大、恶化程度加深、整治治理困难等特征，是西南地区石漠化等级程度较严重、代表性最强、综合治理任务最艰巨地区之一［10-13］。本研究以滇黔桂三省结合部的典型喀斯特石漠化区黔西南州为例，采用地理信息技术和遥感技术，综合评价生态系统服务功能重要性和生态脆弱性以及自然演变的生态廊道，选取重要影响因子，结合第三次国土调查数据等对本底评价结果进行修正，综合集成评价生态保护重要性，为喀斯特区国土空间开发保护提供决策参考。

1  研究方法

1.1  研究区概况

黔西南州地处滇黔桂三省（区）结合部，地跨E 104°35′～106°32′，N 24°38′～26°11′，东西长210 km，南北宽177 km，国土面积16 808 km2。东与黔南布依苗族自治州罗甸县接壤，南与广西隆林、田林、乐业3个县隔江相望，西与云南省富源、罗平县和六盘水市盘州市毗邻。全州地处珠江水系南北盘江流域，最高点海拔2207.2 m，最低点海拔275 m，高差1932.2 m，海拔大多在1000～2000 m之间。地貌为低纬度高海拔山区，分为5个地貌区，即低山侵蚀山地峡谷区；岩溶高原槽坝区；岩溶侵蚀高原区；岩溶侵蚀山地区；侵蚀山地河谷区。全州有自然保护区9个，其中市州级4个，县级5个，森林公园4个，其中国家级1个，省级3个，风景名胜区7个，其中国家级1个，省级6个，国家级地质公园1个，国家湿地公园6个［15-17］。黔西南州具有全国性重要程度的喀斯特地区石漠化防治生态功能，具有国家粮食主产区功能，但是在省级生态和农业格局中均未明显体现。

1.2  数据获取

本文数据主要包括黔西南州第三次国土调查成果、植被覆盖度、高程、气象数据、土壤数据、高程、坡度、地形起伏度数据及行政区划数据，详见下表1。对各类数据的精确性、可靠性、时效性做了部分取舍，另外来源众多的坐标系均转化为2000国家大地坐标系，并按照行政区边界进行裁剪。

1.3  研究方法

1.3.1  评价指标

黔西南州生态保护重要性评价主要是对生态系统服务功能重要性和生态脆性两个方面进行评价。本研究根据国内相关研究， 对生态系统服务功能重要性的评价主要选取水土保持、水源涵养、生物多样性维护评价因子；对生态脆弱性评价主要选取水土流失脆弱性和石漠化脆弱性评价因子，并运用区域性生态廊道修正方法，对各单因子评价结果集成综合评价，全面开展了黔西南州域范围的生态保护极重要区和生态保护重要区即“两区”评价研究。

1.3.2  评价方法

1.3.2.1  水土保持功能重要性

根据《双评价指南（试行）》相关要求，将坡度大于25度且植被覆盖度大于80%的森林、灌丛和草地提取为水土保持极重要区域；在此范围外，坡度大于15度且植被覆盖度大于60%的森林、灌丛和草地确定为水土保持重要区域。参照《生态保护红线划定指南》（环办生态48号文），采用修正的水土流失方程（RUSLE）计算，公式如下［18，23］：

A=R×K×L×S×（1-C）

A为水土保持量（t/hm2·a）；R为降雨侵蚀力（MJ·mm/hm2·h·a），K为土壤可蚀性（t·hm2·h/hm2·MJ·mm），L、S为地形起伏度，其中L为坡长，S坡度；C为植被。

C（植被）表示生态系统对土壤侵蚀影响。作为主导控制要素，依据不同类和不同覆盖度植被分别赋值，水田、湿地、城镇和荒漠赋值0、0、0.01和0.7（参照N-SPECT），旱地按植被覆盖度换算，公式如下：

C旱=0.221-0.595logc1

式中，C为旱地的植被覆盖因子，c1为小数形式的植被覆盖度。其余生态系统类型赋值如表2所示（按不同植被覆盖度进行）［23］。

1.3.2.2  水源涵养功能重要性

根据环办生态48号文（同上），公式计算［18、23］：

TQ=∑ji=1（Pi-Ri-ETi）×Ai×103

式中：TQ总水源涵养量（m3），Pi降雨量（mm），Ri地表径流量（mm），ETi蒸散发（mm），Aii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。

参照参照环办生态48号文（同上），公式计算［13、18、19］；

WR=NPPmean×Fsic×Fpre×（1-Fslo）

式中，WR生态系统水源涵养服务能力（指数）；NPPmean表示多年植被净初级生产力（均值）；Fsic为土壤渗流，Fpre为多年平均降水量；Fslo为坡度。

1.3.2.3  生物多样性功能重要性

根据中国生态系统评估与生态安全数据库中的优先保护生态系统分布情况，黔西南主要涉及马尾松林、云南松林和细叶云南松林划为极重要区。根据收集数据，研究将鱼类种质资源保护区分级划定极重要区和重要区。参照环办生态48号文（同上），计算公式［18、19］：

Sbio=NPPmean×Fpre×Ftem×（1-Falt）

式中：Sbio生物多样性维护服务能力（指数），NPPmean多年植被净初级生产力（均值），Fpre多年降水量（均值），Ftem多年气温（均值），Falt海拔。

1.3.2.4  水土流失脆弱性

参考参照环办生态48号文（同上），计算公式如下［13、18］：

SSi=4  Ri×Ki×LSi×Ci

式中：SSi为i空间单元水土流失脆弱性指数，Ri评估因子包括降雨侵蚀力、Ki土壤可蚀性、LSi地形起伏度、Ci地表植被覆盖。

1.3.2.5  研究通过生态网络构建方法，该方法采用最短路径的基本分析原理。如图2表示，研究表明最短路径是生物物种迁移与扩散的最佳路径，能有效避免外界各种干扰。

方法共分为4个步骤，分别为生态源地（板块）辨识、景观阻力评价、消费面制作、生态网络构建。（1）源地选择。根据黔西南州区域的自然生态特点，将自然保护区、森林公园等自然保护体系中重要生态保护地（斑块）确认为源地（source）。（2）景观阻力评价。根据州“三调数据”调查结果，确定不同土地利用类型或生境斑块的生境适宜性和景观阻力大小。阻力大小划分顺序依次为城市建设用地景观阻力最大；其次，道路的景观阻力赋值也较大；按面积大小将水域分为两类赋予不同的景观阻力值。（3）潜在生态网络构建。运用arcGIS，采用最小路径（LCP）确定源和目标最小路径，该路径是最佳路径，能有效避免各种干扰。最终通过连接斑块与廊道，组成潜在的生态网络。

通过对原始数据的数字化和遥感提取，得到现状阻力和生态斑块的基础数据，结合上述理论分析，提出规划建议生态廊道，流程如图3表示。

1.3.2.6  生态重要性归一化集成处理

运用Arcgis通过模型计算，得到不同类型生态系统服务值（如水源涵养量、水土流失脆弱性等）栅格图，进行栅格计算，根据“Int（［某一功能的栅格数据］/［某一功能栅格数据的最大值］×100）”公式， 归一化处理后得当每一个栅格像元的生态系统服务值，将服务值按从高到低的顺序排列，计算累加服务值。将累加服务值占生态系统服务总值比例的50%与80%所对应的栅格值，作为生态系统服务功能评估分级的分界点，再利用地理信息系统重分类工具，将生态系統功能重要性进行分级。

2  结果与分析

2.1  生态系统服务功能重要性评价

2.1.1  水土保持功能重要性

综合两种评价方法分析，黔西南州水土保持功能极重要区的面积为782.67平方公里，占黔西南州总面积的4.66%，水土保持功能重要区面积5133.21平方公里，占州总面积30.54%（见图4，表3）。

2.1.2  水源涵养功能重要性

综合评价分析，黔西南州水源涵养功能极重要区的面积为4498.68 km2，占黔西南州总面积的26.76%，水源涵养功能重要区面积为5357.92 km2，占黔西南州总面积的31.88%（见图5，表3）。

2.1.3  生物多样性维护功能重要性

综合评价分析，黔西南州生物多样性维护功能极重要区的面积为2053.70平方公里，占黔西南州总面积的12.22%；生物多样性维护功能重要区的面积为7945.08平方公里，占黔西南州总面积的47.27%（见图6，表3）。生物多樣性维护功能重要性分布与区域性生态廊道修正基本重叠，呈片块状分布，主要有南部哑铃状的清水河自然保护区-仙鹤坪自然保护区、册亨北部、望谟中北部、贞丰东部、兴仁南部、晴隆北部、普安的楼下、地瓜、新店、罐子窑等区域。

2.1.4  生态系统服务功能重要性集成评价

黔西南州生态系统服务功能集成极重要区面积6569.14km2，占黔西南州总面积39.08%，生态系统服务功能集成重要区的面积为7152.13km2，占黔西南州总面积的42.55%（见图7，表3）。

2.2  生态脆弱性评价

2.2.1  水土流失脆弱性分析

根据以上综合评价，黔西南州水土流失极脆弱区面积为594.92 km2，占全州面积3.54%，水土流失脆弱区面积为1556.50 km2，占全州总面积的9.26%（见图8，表4）。

2.2.2  石漠化脆弱性分析

根据以上评价方法分析得出，黔西南州石漠化极脆弱区面积为611.58 km2，占全州总面积3.64%，脆弱区面积为1840.18 km2，占全州总面积的10.95%。黔西南州碳酸盐空间分布变化较大，石漠化极脆弱区主要分布在西南部的兴义和中部的贞丰、安龙等县（市），其他县均有少量分布。望谟和册亨两地大面积土地岩性为非碳酸盐岩，呈现为非喀斯特地貌的地区面积较大，高植被覆盖率也使其分布有大面积的非石漠化区域（见图9，表4）。

2.2.3  生态脆弱性集成评价

黔西南州生态极脆弱区面积为1184.03 km2，占全州总面积的7.04%，生态脆弱区面积为3003.04 km2，占全州总面积的17.87%（见图10，表4）。

2.3  综合评价集成分析

2.3.1  生态重要性集成评价结果

根据上述分析，经“两区”本底评价结果与重要生态廊道矢量图层叠加分析，根据地形地貌、行政地物和气候条件等作适当修正，形成全州生态保护极重要区面积6501.29 km2，占全州国土总面积的38.68%；生态保护重要区面积8167.19 km2，占全州国土总面积的48.59%（见图11）。

2.3.2  综合评价结果修正

根据景观生态学原理，识别出重要的区域性生态廊道，为了保证廊道具备一定的生态功能，将廊道1000m宽度的缓冲区范围调整为极重要区。结合识别的潜在生态廊道和第三次全国国土调查现状地类叠加分析，比对明显不合理的图斑地块进行扣除，如对生态极重要区内存在城镇、工矿、农村宅基地、设施农用地等无生态功能的用地，以及大面积频繁种植的耕地等弱生态功能用地进行了扣减修正，将原已形成较强生态功能价值的自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜区、水源保护区、一级保护林地等评估补划纳入。修正后全州生态保护极重要区面积5803.89 km2，占全州国土总面积34.53%；生态保护重要区面积8808.20 km2，占全州总面积52.40%（见图12）。

3 结论与讨论

开展黔西南州生态系统服务功能重要性和生态脆弱性评价，是新时期建设生态文明，实现国土空间规划科学性的重要举措。通过研究发现，黔西南州生态保护极重要区面积5803.89 km2，占全州国土面积的比例约34.53%，主要位于黔西南州北部的晴隆、普安、西南部兴义、兴仁和东部的望谟等县市。极重要区内分布的土地类型主要为林地，面积为5199.22 km2，其次还有水域（包括坑塘沟渠）以及石漠化和水土流失较为严重的生态脆弱未利用地区域，还有为保持生态功能完整性纳入集中连片生态保护的草地、零星分布耕地、园地等“三调”地类。生态保护重要区面积8808.20 km2，占全州国土总面积的52.40%，各县市均有分布，主要分布安龙和册亨等县，各类用地均有涉及，主要为林地。生态系统服务功能各级重要性整体上表现出条带或区块分布，具体各功能其各重要性等级又表现出差异性。通过对黔西南州生态重要性评价分析，发现生态系统服务功能越重要，生态脆弱性越高，其结果表明越是生态性脆弱地区在未来的保护力度应该进一步加强。

通过本研究，成果充分应用于当前正在开展的国土空间“三区三线”（生态、农业、城镇三类空间，生态保护红线、永久基本农田保护红线和城镇开发边界）划定与完善，特别在生态保护红线评估调整工作中拟将生态保护重要性等级较高、集中连片的极重要区优先划入生态保护红线图斑；同时对不影响生态功能适合农业生产和城镇发展的国土空间作好科学合理布局，力求夯实全州生态、农业、城镇功能空间和底线约束，为高质量编制好国土空间规划和提升国土空间开发保护打下坚实基础、提供参考和借鉴。

参 考 文 献：

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Evaluation on the Importance of Ecological Protection in Southwest Guizhou

Wu Kai1，Cao Jianfeng2，Wu Xiangbo3，Xiao Jiujun4，Li Bo3

（1.Land and Resources Bureau of Qianxinan State of Guizhou，Xingyi，Guizhou 562400，China;2.Qiansheng Engineering Management Co ，Ltd of Guizhou Province，Guizhou，Xingyi 562400，China;3.Institute of Mountain Resources，Guizhou Academy of Sciences，Guizhou，Guiyang 550025，China;4.Caupd Beuing Planning& Design Consultants LTD.Jiangsu Branch，Jiangsu，Nanjing 210000，China）

Abstract：

The evaluation of the importance of ecological protection is an important part of building a new era of land and space planning system，realizing the scientific nature of land and space planning，and improving the ' double evaluation ' work.In this study，soil and water conservation，water conservation，biodiversity maintenance，soil and water loss vulnerability，rocky desertification vulnerability assessment and other factors were selected as the main factors for analysis.Investigation of Physical and Geographical Characteristics and Leading Environmental Factors Affecting Karst Rocky Desertification Area，Formation of single factor background evaluation results .The regional ecological corridor correction method is used to analyze the topology of the weak ecological function areas and the patch plots with obvious indigenous ecological protection functions in the ' Three Adjustments ' area，and the integrated analysis and correction are carried out to form the distribution of the ecological protection ' two zones ' in Qianxinan Prefecture.According to the evaluation results，the extremely important area of ecological protection in the state is 5803.89 km2，accounting for 34.53 % of the total area of the state.The area of important ecological protection areas is 8808.20 km2，accounting for 52.40 % of the total land area of the state.The results show that the research on the importance evaluation of ecological protection in Qianxinan Prefecture provides reference for the evaluation of the importance of ecological protection in other karst areas，and also provides reference for the optimization and adjustment of ecological protection red line and the optimization of the overall pattern of land and space development and protection in the new round of land and space planning in Qianxinan Prefecture.

Keywords：

importance of ecological protection; evaluation; development and protection of territorial space; karst desertification area; Qianxinan autonomous prefecture