“山水林田湖草生命共同体”视角下国土空间生态安全格局构建——以中国广西河池为例

文章题目： Construction of ecological security pattern in national land space from the perspective of the community of life in mountain, water, forest, field, lake and grass: A case study in Guangxi Hechi, China

发表期刊： Ecological Indicators（6.263 /Q1）

发表时间： 2022

作者： Mengwen Gao（School of Land Science and Technology, China University of Geosciences）

本文以河池为研究区，创新地将“山水林田湖草生命共同体”理念融入喀斯特地区的生态安全格局构建中。

（1）通过生态系统服务和敏感性评价，诊断“山、水、林、田、湖、草”自然要素的生态基础，筛选生态源地；

（2）以“生命共同体系统观”理念为指导，构建生态阻力面，运用电路理论识别各生态要素的空间布局，构建生态安全格局，守护国土空间的自然安全边界；

（ 3）优化山水林田湖草生态保护修复格局，确定生态保护修复重点区域，划定生态控制区，统筹自然要素生态保护修复。基于“斑块-廊道-基质”方法的喀斯特地区生态安全格局构建与优化，可有效缓解区域生态安全与经济发展的矛盾。为优化国土空间格局和维护“山水林田湖草生命共同体”提供空间基础，对社会-生态系统的可持续发展和人类福祉的提高具有重要意义。

3.1. 研究区

图1. 研究区的位置

3.2. 生态安全格局识别框架

以“山水林田湖草生命共同体”理念为指导，构建点-线-面协同的生态安全格局：

（1）诊断“山、水、林、田、湖、草”自然要素的本底状态，选取水源涵养、土壤保持、固碳、生物多样性维持4种生态系统服务功能和石漠化、水土流失、地质灾害3种敏感性指标，定量评估生态重要性，提取生态源地，构建基于生境质量和人类活动的生态阻力面。

（2）运用电路理论，确定生态廊道、夹点、障碍点等关键生态要素，初步构建生态安全格局。

（3）统筹跨区域生态要素保护修复，优化山、水、林、田、湖、草生态修复格局，划定生态控制区，给予生态保护修复路径指导（图2）。

4.1. 生态源地空间分布

（1）生态系统服务重要性评估生物多样性维持功能高值区多集中在自然保护区或植被覆盖度较高的山区。 水源涵养功能高值区（占总面积的71.23%）多位于植被茂盛的西部和南部地区，以及龙江、洪水河等主要流域附近。土壤保持功能高值区主要集中在南方林地。固碳高值区集中在凤凰山、九湾山、都阳山等地。总体来看，河池生态系统服务功能高值区主要集中在生境质量较高的南部和西部地区，占总面积的22.60%。

（2）生态敏感性评价水土流失高敏感带主要分布在洪水河下游和龙江支流山体陡坡地带，这里地势陡峭、植被稀疏、土层浅、水土流失明显。石漠化敏感高值区多位于海拔较高的南部，岩溶广泛、基岩裸露量大、生境退化明显。地质灾害敏感区呈带状集中分布于城市建设用地、矿区或山区陡坡周围。高敏感生态环境（5级）占研究区总面积的9.51%，主要分布在地形复杂的高海拔山区。

（3）生态源地识别评价结果为5的生态重要区被选为生态源地，共22处，占总面积14.59%，主要分布在河池西部和南部地区，包括龙江、刁江、洪水河流域和坡壕湖、澄江、九万山。森林（96.37%）、草地（0.74%）和农田（0.66%）是主要的生态系统类型。县域间生态源地空间分布比例不同，都安占比最大，达20.96%，其次是天峨(16.38%)、大化（11.30%）。罗城和宜州的生态来源比例最低，分别为4.13%和2.45%。通过与河池生态红线的比较，河池73.89%的生态源在生态红线范围内，生态源地识别结果是合理有效的。

4.2. 阻力面的空间分布

阻力面呈东高西低的空间分布（图5）。宜州、罗城、环江的高阻值格局是由于城市建设活跃、人口密集；天峨、巴马、大化的低阻值格局对物种迁移扰动较小，能起到正向推动作用。

4.3. 生态廊道空间分布

随着累积阻力阈值的增大，廊道面积增大，但总体空间布局变化不明显（图6）。廊道面积的扩大会使物种在迁徙时面临更多的路径选择，但也会侵占一定的建设用地，抑制城市的经济发展，并要求更高的建设和维护成本（图7）。

为了尽可能实现生态保护与城市建设发展之间的平衡关系，我们在空间上叠加了生态廊道与城市发展边界。从图8中可以看出，4000和7000的k值都比较高。对比两种阈值下的生态廊道，发现7000累积阻力阈值下的生态廊道占研究区域的5%以上，且与城市发展边界的重叠区域也在一定程度上小于4 km ² ，能更好地满足城市建设发展向生态保护让步的战略要求。因此，我们选择7000作为累积阻力阈值来确定廊道的空间范围。生态廊道34条，长度707.73km，面积1873.19 km ² ，呈蛛网状分布，东北部呈窄而密的分布，西部和南部呈短而破碎的分布。最长的三条走廊均在宜州境内，长度均超过60公里。

4.4. 生态要素识别

夹点共32个，多由森林和果园组成。主要位于河池东部和东北部。环江夹点分布最密集，有10个，其次是宜州（9个），罗城、巴马、大化各有3个，金城江有2个，天峨、凤山各1个，其余各县均未发现夹点（图9）。

障碍点主要分布在廊道附近。其中，低优先恢复和中等优先恢复区 （<0.01 km ² ） 主要分布在外围的环江、罗城和宜州；高优先恢复区（1.00～5.00km ² ）分布在环江与罗城交界处（图10）。通过恢复障碍点，可以增加景观廊道的连通性，提高生态系统抵御外部风险的能力。

4.5. 生态安全格局空间分布

基于“山、水、林、田、湖、草”协调发展的生态安全格局包括：

（1）22个生态源地，由森林和草原组成，集中在研究区西部和南部等生境质量较高的区域，体现了多元自然保护的理念；

（ 2）34条廊道，呈蜘蛛网状辐射全域，有机链接生态斑块，保障景观连通性，体现生态系统的整体性和连通性；

（3）32个夹点，位于高电流密度区域，代表未来保护优先区域；

4.6. 山水林田湖草生态保护修复格局

从“山、水、林、田、湖、草”全自然要素一体化管护的角度，布局了以“青山绿水为基底，林田湖草为基础，三轴五带为廊道，六区多核为一体”的生态修复大格局，实现生态保护与修复协同发展的目标（图11）。

4.7. 国土空间生态控制分区与工程实施路径

东北生态脆弱恢复区： 包括环江、罗城、金城江、宜州。该区耕地和建设用地过度开发，九万山脉东北部地质灾害问题明显，且不同程度地发生了石漠化。主要修复工程为国土综合治理工程、绿色矿山建设工程和廊道连通性修复工程。具体措施包括减少金城江和宜州的建设活动、修复受损土地、整治闲置土地、盘活存量土地。

西北生态功能建设区： 包括天峨、南丹。该区深山切割，土壤侵蚀严重，采矿活动频繁，塌方、滑坡等地质灾害频发，森林、草地植被有一定程度的退化。主要修复工程有龙江流域森林生态保护工程、矿山生态修复工程、河道疏浚和防洪建设工程。具体措施包括天峨县以自然恢复为重点，提高生态产品质量和服务功能，改善生物多样性；以红水河、龙江流域中上游矿区生态重建为重点，禁止一切危害矿区生态稳定和健康的活动。

西南生态文明建设示范区： 包括东兰、巴马和凤山。该区红水河、盘阳河等流域附近的土壤侵蚀严重，导致西南部分地区生境质量退化。主要修复工程有生物多样性保护工程和湿地流域生态修复工程。具体措施包括保持东兰县、巴马县和凤山县生态保护区现有良好的生态状态，对核心保护区外围进行有序合理开发。

南部生态安全保护区： 包括大化和都安。该区石漠化现象严重。实施的恢复工程主要有植被恢复与景观重塑工程、地质灾害治理工程、水土流失和石漠化防治工程。具体措施包括通过开展地质灾害治理和植被恢复工程，改善喀斯特地区受损山体的地质地貌环境，在退化森林景观上恢复重建多功能森林。

（1）生态源地、廊道和研究区的比例如何才能实现生态效益和经济效益的最优发展？（2）在实施生态保护与恢复工程时，应如何确定时间的先后顺序？（3）从生态安全格局的划分到区域生态系统的整体恢复，都需要较长的时间。（4）在气候变化和城市化背景下，人类社会物质需求将不断变化，生态保护与修复的未来效益存在明确的不确定性，需要深入