（环境工程专业论文）晋城市生态功能区划研究.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文 晋城市生态功能区划研究 摘要 本文以协调发展与生态保护之间的矛盾 维护区域经济的可持续发展 为背景 在分析研究区域生态环境空间分异规律的基础上 将其划分不同 的区域 揭示每个区域生态环境的特点 为区域生态环境保护与建设 资 源合理利用和工农业生产合理布局的决策提供科学依据 并为环境管理部 门提供技术手段 其研究具有积极的现实意义及理论指导意义 本研究以山西省晋城市的复合生态系统为研究对象 应用系统工程的 思想确定研究的技术路线 根据具体问题运用统计学方法 d e m 模型处理 遥感解译和g i s 等技术 从生态环境现状 生态环境敏感性和生态系统服 务功能重要性三个子层面的分析 到综合评价区域生态环境特征与问题 使研究的技术方法体系化 形成研究区域生态功能区划的技术方法系统 根据不同区域生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性的分异规律 将 晋城市分为5 个一级区 8 个二级区和1 8 个三级区 并对各生态功能小区 作了粗浅的生态建设与环境管理对策分析 针对晋城市的实际情况 在本研究中对生态环境现状评价时增加了土 壤资源评价 矿产资源评价和固体废弃物评价 在生态环境敏感性评价中 对晋城市的地质灾害敏感性进行了评价 这里的地质灾害敏感性不同于沿 海城市 它主要指由于采矿造成的地表塌陷问题 本研究提出了一种新的 l 太原理工大学硕士研究生学位论文 地质灾害敏感性评价方法 在评价因子的选取和分级标准上都与其它研究 不同 它更适合于像晋城市这样矿产业发达的内陆地区 本文较为系统的分析了晋城市的生态环境 研究成果为晋城市各区域 生态环境保护与建设提供了科学的指导依据 也为环境部门的管理提供科 学的决策依据 此外 市级的生态功能区划刚刚起步 区划的方法还不够 完善 本研究可以为其它县市的生态功能区划工作提供一些理论参考 关键词 生态功能区划 生态环境敏感性评价 地质灾害敏感性评价 生态服务功能重要性评价 晋城 太原理工大学硕士研究生学位论文 s t u d yo nt h ee c o l o g i c a lf u n c t i o n r e g i o n a l i z 钔 i o no fj i nc h e n g a b s t r a c t t oc o o r d i n a t ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h e d e v e l o p m e n ta n de c o l o g i c a l p r o t e c t i o n s a f e g u a r dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fr e g i o n a le c o n o m i c o nt h e b a s i so fa n a l y s et h es p a c ed i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n a r i a no ft h er e g i o n a le c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t d i v i d ei ti n t om a n yd i f f e r e n tp a r t r e v e a l e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f e a c hr e g i o n p r o v i d es c i e n t i f i cb a s i sf o rt h er e g i o n a le n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n a n dc o n s t r u c t i o n r e a s o n a lu s eo fr e s o u r c e sa n dr a t i o n a ld i s t r i b u t i o no fi n d u s t r i a l a n d a g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o n p r o v i d e t e c h n i c a lm e a n sf o re n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n td e p a r t m e n t s t h i ss t u d yh a sap o s i t i v ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e a n da t h e o r yg u i d i n gs i g n if i c a n c e t h eo b je c to ft h i ss t u d yi st h ec o m p l e xe c o s y s t e mo fj i n c h e n go fs h a n x i p r o v i n c e u s et h ei d e ao fs y s t e r me n g i n e e r i n gt oe s t a b l i s h e dt h ei d e o l o g i c a ll i n e o ft e c h n o l o g y a c c o r d i n gt os p e c i f i cq u e s t i o n s u s es t a t i s t i c a lm e t h o d s d e m m o d e lp r o c e s s i n g i n t e r p r e t a t i o no fr e m o t es e n s i n ga n dg i st e c h n o l o g y f r o m a n a l y z et h es t a t u so ft h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t e n v i r o n m e n t a ls e n s i t i v i t ya n d i m p o r t a n c eo fe c o s y s t e ms e r v i c e s t oc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t et h ef e a t u r e sa n d p r o b l e m so f t h er e g i o n a le c o l o g i c a le n v i r o n m e n t m a k et h et e c h n i c a lm e t h o do f i i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 r e s e a r c hs y s t e m a t i s m f o r mat e c h n i c a lm e t h o ds y s t e mo fe c o l o g i c a lf u n c t i o n r e g i o n a l i z a t i o n a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n te c o l o g i c a le n v i r o n m e n ts e n s i t i v i t y a n di m p o r t a n c eo fe c o s y s t e ms e r v i c e so ft h ed if f e r e n tr e g i o n s j i n c h e n gw i l lb e d i v i d e di n t of i v es t a i rr e g i o n s e i g h tt w a i nr e g i o n sa n d18t h i r dc l a s sr e g i o n s a n d g i v e as i m p l ea n a l y s et ot h ee c o l o g i c a lc o n s t r u c t i o na n de n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n tc o u n t e r m e a s u r e s i na l l u s i o nt ot h ea c t u a ls i t u a t i o no fj i n c h e n g i nt h i ss t u d y i ta d de v a l u a t i o n o fs o i lr e s o u r c e s m i n e r a lr e s o u r c e sa s s e s s m e n ta n de v a l u a t i o no fs o l i dw a s t et o t h ee v a l u a t i o no fs t a t u sq u oo ft h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t i nt h ee v a l u a t i o no f e c o l o g i c a le n v i r o n m e n ts e n s i t i v i t y w ee v a l u a t et h es e n s i t i v i t yo ft h eg e o l o g i c a l d i s a s t e r so f j i n c h e n g t h i se v a l u a t i o ni sd i f f e r e n tf r o mt h eg e o l o g i c a ld i s a s t e r si n c o a s t a lc i t i e s i tm a i n l yr e f e r st ot h es u r f a c es u b s i d e n c ec a u s e db ym i n i n gi s s u e s t h i ss t u d yp r e s e n t san e wm e t h o do fe v a l u a t i o nt o g e o l o g i c a l d i s a s t e r s s e n s i t i v i t y i t i sd i f f e r e n tf r o ma n y o t h e r si ns e l e c te v a l u a t i o nf a c t o ra n d c l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d s i ti sm o r es u i t e dt os o m ei n l a n da r e a sw h e r em i n i n g i n d u s t r yi sd e v e l o p e ds u c h a sj i n c h e n g t h i ss t u d ym a k eam o r es y s t e m a t i ca n a l y s i so ft h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n to f t h ej i n c h e n g a n dt h er e s u l t sp r o v i d eas c i e n t i f i cb a s i sf o rg u i d i n gt ot h er e g i o n a l e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dc o n s t r u c t i o n a sw e l la sg i v ea s c i e n t i f i c b a s i sf o rm a n a g e m e n tt ot h ee n v i r o n m e n t a ld e p a r t m e n t i na d d i t i o n m u n i c i p a l e c o l o g i c a lf u n c t i o nr e g i o n a l i z a t i o nh a sj u s ts t a r t e d t h em e t h o d i sn o ta d e q u a t e t h i ss t u d yc a np r o v i d es o m et h e o r e t i c a lr e f e r e n c et oo t h e rc i t i e s i v 太原理工大学硕士研究生学位论文 k e yw o r d s e c o l o g i c a lf u n c t i o n a l r e g i o n a l i z a t i o n e v a l u a t i o n o f e c o l o g i c a ls e n s i t i v i t y e v a l u a t i o no f g e o l o g i c a ld i s a s t e r ss e n s i t i v i t y e v a l u a t i o n o ft h ei m p o r t a n c eo f e c o l o g i c a ls e r v i c e s j i nc h e n g v 声明尸明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在指导教师的指导下 独立进行研究所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果 对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本声明的 法律责任由本人承担 论文作者签名 蛋亟三盛日期 三坚 垒 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管 使用学位论文的规定 其 中包括 学校有权保管 并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件 学校可以采用影印 缩印或其它复制手段复制并保存学位论文 学校可允许学位论文被查阅或借阅 学校可以学术交流为目的 复制赠送和交换学位论文 学校可以公布学位论文的全部或部分内 容 保密学位论文在解密后遵守此规定 签名 垩歪三篷 靳二名 篷鎏 日期 至翌 日期 圭遂 鱼 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 1 引言 第一章绪论 随着我国人口的增长和经济快速发展 经济活动的强度和规模持续加大 很多地区 由于盲目追求经济发展的高速度 对自然资源进行粗放式甚至掠夺式的开发利用 忽视 对生态系统的保护 造成生态环境的严重破坏 以土地退化 水生态失调 植被破坏和 生物多样性锐减为主要特征的生态问题日益突出 一些地区生态环境恶化的趋势难以得 到有效遏制 生态环境破坏的范围在扩大 程度在加剧 危害在加重 我国总体生态环 境上形势十分严峻 生态环境持续恶化 严重影响社会经济的可持续发展和国家生态环 境安全 极大阻碍全面建设小康社会的顺利进行 如何从区域生态环境特征出发 制定 生态环境保护与建设规划和策略 协调社会经济发展与生态环境保护的矛盾 提高社会 经济发展的生态环境支撑能力 实现区域的可持续发展 己成为我国目前厄待解决的问 题 生态系统为人类的生存和社会的发展提供了所需的一切资源和环境条件 它不仅为 人类提供了生产生活所必需的食品 医药 木材及其它原料 还提供包括维持生物多样 性 调节气候 贮存营养物质与循环 涵养水源 保持土壤 净化环境与降解有害有毒 物质 减轻自然灾害等许多方面的生态服判 而区域生态环境问题的实质 就是由于 对生态环境的破坏造成生态系统服务功能的损害与削弱 使生态系统向人类提供的福利 减少 直接威胁到人类可持续发展的生态基础 因此维护和增强区域生态系统服务功能 是实现区域社会经济可持续发展的保证 是区域生态环境保护的重要内容 生态环境具有明显的地域分异性 不同的地区 其地形 气候 水文 土壤和动植 物群落均不相同 人类活动对环境的影响也不尽一样 导致生态环境具有不同的特征及 不同的生态系统类型 结构与功能 因此 进行生态功能区划成为实施区域生态环境分 区保护与管理的基础与前提 所谓生态功能区划 就是在分析研究区域生态环境特征与 生态环境问题 生态环境敏感性和生态服务功能空间分异规律的基础上 根据生态环境 太原理工大学硕士研究生学位论文 特征 生态环境敏感性和生态服务功能在不同地域的差异性和相似性 将区域空间划分 为不同生态功能区的研究过程 它是研究和编制区域生态环境保护与建设规划的重要内 容 也是制定区域经济发展和资源开发利用战略规划的重要依据 1 2 研究背景及意义 我国各地区都存在不同程度的生态环境问题 山西省作为一个干旱少雨的地区 生 态环境问题更为严重 本研究就是以位于山西省东南部的晋城市为研究对象 对这种拥 有特殊的自然环境特点和以矿产业为主要经济发展产业的地区进行生态功能区划的研 究 生态功能区划从宏观上勾画出区域土地利用状态和生态环境特征的变化情况 对土 地利用类型进行分类管理 实行 高功能高保护的方针一 为管理部门正确认识生态系 统的地域组合特征及其分异规律 合理开发和保护区域资源 因地制宜地制定科学的区 域管理政策提供依据 晋城市四周高山环绕 地形复杂 经济发展主要以矿产业为主 近年来 晋城市各地区的生态环境受到不同程度的破坏 矿产资源开发引发的生态环境 问题尤为严重 所以针对晋城市的生态环境及经济发展的特点 对其进行生态功能区划 的研究是必要的 而且对晋城市的生态环境保护建设具有指导意义 目前 省域的生态功能区划在我国还不是很普遍 市域的生态功能区划工作和研究 更是刚刚起步 有关市级生态功能分区的方法论还不完善 本研究率先对市级区划理论 和方法进行探索 对国内其他县市的生态功能区划工作在理论和方法上都有参考 借鉴 意义 同时 进行晋城市生态功能区划研究 根据各区域的生态环境特点 主要生态环 境问题和主导生态功能 提出生态保育与建设的重点任务和具体措施 为晋城市生态市 建设规划的实施 为制定区域生态环境保护和建设规划以及资源合理利用和工农业生产 合理布局的决策提供科学依据 并为环境管理部门提供管理信息和管理手段 对于晋城 生态市的规划和建设具有积极的现实意义 生态功能区划既考虑了自然环境特征和过程 也考虑了人类活动的影响 它是特征 区划和功能区划的统一 生态功能的研究是认识和估计环境质量的现状及其变化趋势的 重要依据 是生态环境保护规划及生态质量评价的重要依据和理论基础 太原理工大学硕士研究生学位论文 生态功能区划还为改善区域生态环境质量 维护区域生态安全 遏制生态环境恶化 促进自然生态系统的良性循环提供科学依据 总之 生态功能区划将为制定区域生态环境保护与建设规划 维护区域生态安全 以及资源合理利用与工农业生产布局 保育区域生态环境提供科学依据 是生态保护决 策科学化 从经验到科学 管理定量化 从定性到定量 资源开发合理化 运作过程信 息化的重大基础性工作 在参与政府管理 指导生态保护和规范生态建设中发挥着重要 作用 引导区域经济 社会和环境的协调发展 2 1 3 生态功能区划的研究概况 1 3 1 国外研究概况 在国外 生态区划发展概况可以分为两个阶段 1 9 世纪初 属于自然区划阶段 德 国地理学家洪堡德 a v o l l h u m b o l d t p 首创了世界等温线图 并把气候与植被的分布有 机地结合起来 与此同时 霍迈尔 h g h o m m e v e r p 也发展了地表自然区划的观念以及 在主要单元内部逐级划分的概念 并设想出4 级地理单元 从而开创了现代自然区划的 研究 然而由于对自然调查不够充分及认识的局限性 早期的区划主要停留在对自然界 表面的认识上 还缺乏对其内在规律的认识和了解 区域划分的指标也只采用单一的因 素 气候 地貌等 随着人们对自然界的深入研究 自然区划在继续发展 1 8 9 8 年 孟利亚姆 m e r r i a m 岭 对美国的生命带和农作物带进行了详细的划分 这是人们首次以生物作为自然分区的 依据 可以说是生态区划的雏形 1 8 9 9 年俄国地理学家道库恰也夫 d o k u c h a e v 由自 然地带 或称景观地带 的概念发展了生态区的概念 1 9 0 5 年英国生态学家赫伯逊 h e r b e r t e o n p l 对全球各主要区域单元进行了区划和介绍 并指出进行全球生态区划的 必要性 随后许多生态学家和地学家也日益关注生态区划的重要性 并投入到生态区划 的研究工作之中 1 9 3 5 年英国生态学家坦斯利 t a n s l e y 提出了生态系统的概念 并 指出生态系统是各个环境因子综合作用的结果 从此人们对生态系统的形成 演化 结 构和功能及各影响因子进行了大量的研究 在此基础上 以植被为主体的自然生态区划 方面的研究工作全面展开 并以气候 主要是水热因子 作为影响生态系统 植被 分布的 主导因子 确立了一系列划分自然生态系统 植被 的气候指标体系 太原理工大学硕士研究生学位论文 真正意义上的生态区划方案于1 9 7 6 年由美国贝利 b m l e y v 8 9 0 0 1 首次提出 他为了 在不同尺度上管理森林 牧场和土地 从生态系统的观点提出了美国生态区域的等级系 统 认为区划是按照其空间关系来组合自然单元的过程 并编制了美国生态区域图 按 地域 区 省和地段4 个等级进行划分 引起了各国生态学家对生态区划的原则 依据 区划指标 等级和方法等的研究和讨论 在加拿大 从1 9 8 0 年代开始也进行了一系列的全国和区域尺度的生态区划工作 如威肯 w i k e n n 于1 9 8 2 年提出了第一个加拿大全国生态区划方案 按生态地带 生态 省 生态地区和生态区四个等级进行划分 1 9 9 2 1 9 9 5 年俄罗斯生态学家与美国生态学 家合作 共同对世界生态区域图进行了修订 在此期间 全球在生态系统区划研究方面 有了长足进展 生态学家们对生态地域区划的原则 依据以及区划指标 等级和方法等 进行了深入的探讨 相继提出了一批以生物群区为单位的全球分类方案 如帕雷梯斯 p r e n t i c e 1 2 提出的全球地表植被类型的预测模型 该模型可以预测哪种植物类型可以 在特定环境下生存 而且可以从它们中挑选出潜在优势种 生物群落就是由于这些优势 种的结合而产生的 他们认为 除了自然植被类型被农业覆盖了的地区 全球植被类型 与实际综合生态系统的区划是一致的 波克斯 b o x u 3 j 提出了两个问题 限制陆地植物 种类 尤其是树木的种类 的主要环境因素是什么 以及有多少种潜在植被需要覆盖世 界陆地植被格局 基于对主要环境因素的认识 建立一个全球潜在优势植被类型的模 型 用此模型来估计植被类型需要的最少数量 他建立了4 0 种潜在优势植被类型 可 作为建立以结构功能为基础的世界植物功能类型的基本原则 还有赫德利奇 h o l d r i d g e 1 4 1 的生命地带分类系统 马休斯 m a t t h e w s 1 5 的世界主要生态系统类型 斯托兹 s t o l z 等的陆地生物群区系统以及斯库兹 s c h d t z 1 1 7 的世界生态区划等 在1 9 9 6 年美国生 态学大会上展示了一系列生态分区的研究成果 范围包括大 中 小不同尺度 大至北 美大陆 小至一个州或一个县 但是这些区划工作主要是从自然生态因素出发 几乎没 考虑人类所起的作用 近年来 由于人口的急剧膨胀和人类经济活动的加剧 引起了一系列严重的生态恶 化问题 各国生态学家越来越重视生态环境的区划 并认识到以前各种自然区划的局限 性 开始关注人类活动在资源开发和环境保护中的作用和地位 同时随着人们对全球及 区域性生态系统类型及其生态过程的认识和深入 生态学家开始了广泛应用生态区划与 生态制图的方法和成果 阐明生态系统对全球变化的响应 分析区域生态环境问题形成 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 的原因和机制 并进一步对生态环境进行综合评价 为区域资源的开发利用 生物多样 性的保护 以及可持续发展战略的制定等提供科学的理论依据 生态功能区划从而成为 宏观生态学研究的热点 1 3 2 国内研究概况 在我国 现代自然区划工作始于2 0 世纪3 0 年代 竺可祯 l8 l 于1 9 3 1 年发表的 中 国气候区域论 可以说是我国现代自然区划的开端 继其之后黄秉维f 19 2 0 于4 0 年代初 首次对我国的植被进行了区划 陶诗言引入t h o m t h w a i t e 的水分平衡方法对全国气候区 域进行划分 自1 9 5 0 年代以来 我国在自然区划研究方面进行了大量的工作 并取得 了丰硕的成果 在2 0 世纪五六十年代 为了弄清我国自然资源的底子 我国自然工作 者在全国范围内对自然资源进行了全面的调查 在调查分析的基础上对我国各自然要素 和综合自然地理进行了大量的区划工作 并提出了一系列符合中国自然地域的区划原则 和指标体系1 2 1 1 2 2 f 2 3 1 其中最具影响和最为完整的是中国科学院自然区划工作委员会于 1 9 5 9 年编写出版的 中国综合自然区划 初稿 2 4 1 它不仅涵盖了地貌 气候 水文 土壤和植被等八个部门 并明确区划的目的是为农 林 牧 水等事业服务 拟订了适 合中国特点又便于与国外相比较的区划原则和方法 在此期间 以植被为主体的单项区 划也相继开展 如侯学煜 马溶之 2 5 提出的中国植被土壤分区 钱崇澎 2 q 等划分了中国 的植被类型 刘慎愕1 2 7 提出中国植被区划的一些原则 侯学煜 2 8 2 9 3 0 1 在1 9 6 0 年完成的 中国1 8 0 0 万植被图和植被分区图及1 9 6 4 年对中国各种植被分区方案的意见 随后 根据我国经济发展的需要 区划的目的也越来越趋于实用 主要是针对农 林 牧 副 渔业的发展 并提出了一系列全国农业区划的方案 进入8 0 年代 各单项区划和综合 自然区划方案更加趋于完善1 3 特别是 中国植被 中国土壤 和 中国自然地理 丛书等论著的出版 凝聚了我国自然区划工作者几十年的心血 然而这些区划主要是依 据客观自然地理的分异规律 按区内结构的相似性和区际的差异性所进行的自然区划 与此同时 人们也逐渐认识到单纯以特征区划为主的自然区划已满足不了社会经济发展 的需求 8 0 年代初 我国自然工作者开始在区划中引进生态系统的观点 应用生态学的 原理和方法 对生态区划进行一般性的讨论 并开展了一些区域性的生态区划工作 3 2 1 1 9 8 8 年侯学煜p 3 j 先生发表了 中国自然生态区划与大农业发展战略 一书 这是中国 最早直接冠以生态区划的全国性研究成果 该研究对自然生态区划的原则和依据进行了 太原理工大学硕士研究生学位论文 详细的讨论 其目的性非常明确 即为农 林 牧 渔业服务 他强调划分自然生态区 的论据是 从微观生态系统观点出发 要考虑生态区内目前人类还不能改造的大气热量 和大气湿度资源及其有关的野生和人工的动 植物资源的相互联系性 从宏观生态系统 观点出发 要考虑生态区内同一流域的山 水 田 林 路和农 林 牧 副 渔业的 相互联系性 该方案首先按温度的差异将我国划分为6 个温度带 然后根据植被分布 生 态系统 的地域差异将全国划分为2 2 个生态区 并根据各生态区自然资源的特点 为各 个区域的大农业发展方向提出了意见 1 9 9 0 年代中期 全国生态农业县建设领导小组办 公室主持开展了中国农业生态区划 从区域农业生态系统功能的总体观点出发 根据自 然环境的结构 生态类型组合结构 经济社会结构及其功能的地域分布规律 按农业生 态区域结构的特点 适宜性及差异性 将特定的地域空间单元划分为不同的农业生态系 统单元 随着人们对全球及区域生态系统类型及其生态过程认识的深入 开始重视生态因素 和生态系统的整体特征 并分析区域生态问题产生的原因与机制 但较少考虑人类活动 对生态系统的影响 研究缺乏对人类活动在资源开发和环境保护中的作用和影响的系统 分析 针对这些问题 1 9 9 9 年傅伯杰 3 4 j 提出在充分认识区域生态系统特征的基础上 研究生态系统服务 生态资产的分布 生态胁迫过程和生态环境敏感性 考虑人类活动 对生态系统的影响 进行生态地域划分 生态资产区划 生态胁迫过程区划 生态敏感 性区划等生态要素区划 在此基础上建立我国生态环境综合区划的原则 方法和指标体 系 制定全国生态环境综合区划方案 依据生态环境综合区划 研究各区域生态环境问 题的形成机制和发展趋势 提出综合整治对策 为区域资源开发与环境保护提供决策依 据 为全国和区域生态环境整治服务 与此同时 中国科学院地理研究所杨勤业 李双 成 3 5 在综合研究中国自然环境各要素与生态系统的空间分异特征 结构组合和区域分布 的基础上 考虑人类活动对生态系统的影响 对中国大陆进行了生态地域划分 按照现 代地势轮廓及生态系统景观差异 季风影响程度以及水分差异将中国分为3 个生态大区 按照生态系统类型 土壤和水分条件以及农作物种植制度分为1 6 个生态区 再以地质 地貌特征和人类开发利用状况为依据分为5 2 个生态地区 该区划明确了全国生态地域 的基本分区 为进一步开展生态资产区划 生态胁迫过程区划 生态敏感性区划和生态 环境综合区划提供了重要的和必不可少的基础 黄兴文和陈百明1 3 6 l 根据中国生态环境系 统地域分异规律和景观差异划分生态景观类型区并对各类型区的生态资产总价值进行 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 评估 在此基础上进行了全国生态资产区划 明确了全国生态资产的地域分布特征 随 后 欧阳志云 3 7 王效科 3 8 1 苗鸿1 3 9 1 等相继完成了中国生态环境敏感性及其区域差异 规律研究 中国水土流失敏感性分布规律及区划 中国生态环境胁迫过程区划等一系列 工作 初步揭示了中国生态环境敏感特征及人类活动对生态环境的影响规律 傅伯杰 删在上述研究的基础上进行了生态环境综合区划的研究 提出了中国生态区 划方案 将全国划分为3 个生态大区 1 3 个生态地区 5 4 个生态区 该区划方案充分 考虑了我国生态地域 生态系统服务功能 生态资产 生态敏感性以及人类活动对自然 生态系统的影响和改造等要素 揭示了不同生态区的生态环境问题及其形成机制 为正 确认识我国生态环境特征及不同区域经济发展和环境保护政策的制订提供了依据 也为 各区域进一步开展区域生态功能区划建立了宏观框架 此外 中国环境科学研究院在对 黑河流域的规划中 提出了生态承载力的观点并以其为指标对黑河流域进行了生态功能 区划1 4 l j 对生态功能区划方法和指标体系进行了尝试性的探索 为了能更有效地指导全国各区域生态环境建设与保护工作 协调区域经济发展与生 态环境保护的矛盾 促进区域可持续发展 2 0 0 1 年国家环境保护局在组织完成西部地区 生态环境现状调查工作后 以甘肃省为试点开展了省域生态功能区划 在试点工作的基 础上 国家环境保护局组织中国科学院生态环境研究中心编制了 生态功能区划暂行规 程 4 2 1 对省域生态功能区划的一般原则 方法 程序 内容和要求作了规定 用以指 导和规范各省开展生态功能区划 1 4 晋城市生态功篚区划研究内容 生态功能区划是我国继自然区划 农业区划之后 在生态环境保护与生态建设方面 的重大基础性工作 也是生态保护决策科学化 管理定量化 资源开发合理化 运作过 程信息化的重要工作 针对晋城市的生态现状问题 确定晋城市生态功能区划研究的主要内容为 1 生态环境现状调研 进行较全面的区域生态环境调查 通过收集 查阅 购置等多渠道 多方式获取土 地 林业 水利 环境 规划 旅游等部门文本式 电子类等资料 并通过现场踏勘获 取相关的现场资料 对所获取进行资料整理 分类 冗余分析与统计分析等 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 生态环境现状评价 在区域生态环境调查的基础上 针对晋城市的生态环境特点 分析区域生态系统类 型空间分异规律 评价主要生态环境问题的现状与趋势 历史变迁及成因 晋城市生态 环境现状评价主要包括 土壤侵蚀现状评价 土壤资源现状评价 水资源现状评价 水 环境质量评价 植被与森林资源评价 生物多样性评价 大气环境质量评价 矿产资源 现状评价 固体废弃物现状评价等 3 生态环境敏感性评价 根据主要生态环境问题的形成机制 分析可能发生的主要生态环境问题类型与可能 性 及其生态环境敏感性的区域分异规律 明确主要生态环境问题 如土壤侵蚀 沙化 盐渍化 生境退化 酸雨等可能发生的地区范围与可能程度 以及生态环境脆弱区 晋 城市生态环境敏感性评价内容包括 土壤侵蚀敏感性评价 生境敏感性评价和地质灾害 敏感性评价 4 生态服务功能重要性评价 评价不同生态系统类型的生态服务功能 如生物多样性保护 水源涵养 土壤保持 沙化控制 营养物质保持等 分析生态服务功能的区域分异规律 及其对社会经济发展 的作用 明确生态系统服务功能的重要区域 晋城市生态服务功能重要性评价内容包括 生物多样性保护重要性评价 水源涵养重要性评价 水土保持重要性评价 营养物质保 持重要性评价 生态系统产品提供重要性评价和自然与人文景观保护重要性评价 5 生态功能区划 根据区域生态环境敏感性 生态服务功能重要性以及生态环境特征的相似性和差异 性提出晋城市生态功能区划方案 以三个等级系统进行生态功能区划 首先从宏观上以 自然气候 地理特点划分自然生态功能区 其次根据生态系统类型与生态系统服务功能 类型划分生态功能亚区 依确定生态服务功能重要性 生态环境敏感型与生态环境问题 确定生态功能小区作为三级划分 6 生态功能分区描述 对各生态区进行特性描述 主要内容包括 各分区范围和面积 自然地理条件和气 候特征 典型的生态系统类型 存在或潜在的主要生态环境问题 引起生态环境问题的 驱动力和原因 生态功能区的生态环境敏感性及可能发生的主要生态环境问题 生态功 能区的生态服务功能类型和重要性 生态功能区生态环境建设发展方向和保障措施 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 5 晋城市生态功篚区划研究技术路线 根据生态功能区划的目标与内容 确定本研究的技术路线见图1 1 理论及原理工作路线技术方法及标准 图1 i 晋城市生态功能区划研究的技术路线 f i g 1 1t e c h n i q u er o u t eo ft h es t u d y 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 第二章生态功能区划的理论基础 2 1 生态功能区划概述 2 1 1 生态功能区划的内涵 所谓生态功能区划 就是在分析研究区域生态环境特征与生态环境问题 生态环境 敏感性和生态服务功能空间分异规律的基础上 根据生态环境特征 生态环境敏感性和 生态服务功能在不同地域的差异性和相似性 通过归纳相似性和区分差异性 将区域空 间划分为不同生态功能区的研究过程 生态功能区划的对象是区域生态环境综合体 区域内的各种生物有机体和环境因子 相互联系 相互制约 组成不同的生态系统 进行着纷繁复杂的生态过程 向人类提供 多种多样的服务功能 同时受到人类活动的干扰和影响 所有生态系统在空间上的组合 构成区域生态环境综合体 由于区域内自然环境要素的地域分异和人类干扰条件的不 同 形成生态系统结构和功能的分异 对人类提供不同的生态服务功能 具有不同的生 态敏感性 据此可以划分出不同的生态功能区 4 3 1 2 1 2 生态功能区划的性质 生态功能区划有别于基于生态系统的生态区划 生态地域划分 生态区划是生态特 征区划 它是在对生态系统客观认识和充分研究的基础上 根据生态系统类型及其组合 特征 环境要素特征的相似性和差异性规律进行整合和分区 划分生态区域单元 目前 我国的生态区划考虑了人类活动与生态环境的相互作用 以人类活动强度和人类开发利 用状况作为划分生态区域单元的依据m 1 生态功能区划则是综合性功能区划 它是在生 态区划的基础上 充分考虑区域生态环境特征和面临的生态问题 以生态系统服务功能 重要性和生态环境敏感性的空间分异为主要依据划分生态功能区 并根据各功能区的生 态环境特征 生态环境问题 生态环境敏感性和主导生态服务功能 提出生态环境保护 太原理工大学硕士研究生学位论文 与建设对策 为区域资源开发利用与工农业生产布局以及生态环境综合整治提供科学依 据 2 1 3 生态功能区划的作用 生态功能区划的结果是通过对区域的生态环境现状 生态环境敏感性 生态服务功 能重要性进行评价 获得空间上的分布与分区信息 形成生态环境要素图 生态环境敏 感性评价图 生态服务功能重要性评价图以及生态功能区划图等一系列图件 其主要作 用是为区域生态环境规划和管理提供地理空间信息和科学根据 为政府决策部门 环境 管理部门和规划部门提供以下服务 科学认识各生态功能区的生态环境特征 主要生 态问越 生态环境敏感性和主导生态服务功能 明确各功能区生态环境保护 建设与管 理的主要内容 以生态环境敏感性评价 生态服务功能重要性评价和生态功能区划分 结果为基础 进行建设项目和区域开发生态环境影响评价 生态环境敏感性评价和生态 功能区划分是区域生态环境影响评价工作的主要内容 生态环境敏感性评价反映了不同 生态区域的生态环境对人类活动影响的阈值或恢复能力 可为制订切合实际的区域生态 环境影响评价标准提供依据 对生态服务功能重要性的评价和生态功能区的划分 可帮 助识别不同区域的主导生态服务功能 明确区域生态环境保护目标 为区域生态环境影 响评价提供重要的基础 根据各生态功能区内的生态资源和环境特点 对资源的开发 利用和工农业生产布局进行合理规划 既使区域内的资源得到充分的利用 而又不至于 对生态环境造成很大的影响 持续地发挥区域生态环境对经济社会发展的服务支持功能 1 4 3 o 进行生态功能区划 明确区域生态环境特征 面临的主要生态问题以及生态服务功 能重要性和生态环境敏感性空间分异规律 确定重点生态保护与建设区以及相应的环境 综合整治对策措施 为制定区域生态环境保护与建设规划 资源合理利用与工农业生产 布局 区域生态环境保育提供科学依据 并为环境管理部门和决策部门提供管理信息与 管理手段 对维护区域生态安全 增强区域社会经济发展的生态环境支撑能力 促进区 域的可持续发展具有重要的作用 2 2 生态功能区划的原则 1 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 生态功能区划将遵循以下基本原则 5 l 1 可持续发展原则 可持续发展涉及到人口 社会 经济 资源和生态的多个层面 是一个全面 协调 和谐的科学发展观 生态功能区划的目的就是促进资源的合理利用与开发 避免盲目的 资源开发和生态环境破坏 增强区域社会经济发展的生态环境支撑能力 促进区域的可 持续发展 2 发生学原则 气候 生物和自然环境是一个不可分割的整体 它们通过物质循环和能量流动而相 互作用 相互联系 相互制约 构成一个完整的生态系统 任何区域单位都具有自己发 生 变化 发展的过程 而形成一个协调 相对统一的整体 区域单元发生统一性是相 对的 其相对性是从发生学上进行区域划分的依据 生态系统是不断发展变化的 了解 和分析区域发展演变的历史是生态功能区划的重要内容 但不能把历史作为划分的主要 依据 了解历史的目的是为了服务现在和将来 因此 生态功能区划是以一定的时期作 为区划的阶段时限 并以相同的时限对不同区域进行分析归类 使之具有同期可比性 根据区域生态环境问题 生态环境敏感性 生态服务功能与生态系统结构 过程 格局 的关系 确定区划中的主导因子及区划依据 3 综合性原则 生态功能区划是一个综合的 庞大的 复杂的社会系统工程 任何区划单位都是由 各个自然地理成分和区域单位内的经济 社会等各部分所组成 是一个统一的整体 只 有在充分调查分析生态系统结构与过程 社会经济发展对生态环境要求 以及人类活动 和生态功能的相互作用机制 弄清不同生态系统格局下人类活动对生态系统功能的影 响 以及可能产生的生态环境闯题后果的差异 才能够提出科学的生态功能区划方案 综合性原则是生态功能区划作到真正综合的重要保证 4 区域共轭性原则 区域共轭性原则来源于区域单元空间不可重复性 区域所划分的对象必须是具有区 域的独特性 空间上完整的自然区域 即任何一个生态功能区必须是完整的个体 不存 在彼此分离的部分 5 区域相关原则 太原理工大学硕士研究生学位论文 在空间尺度上 任何生态系统 生态功能的发展和形成都与该区域 甚至更大范围 的自然环境与社会经济因素相关 在评价与区划中 往往要从流域 全省 甚至全国尺 度考虑 在生态系统生态功能的形成机制上 生态系统 生态功能与生态系统结构 格 局密切相关 每个单一生态要素既受自然环境中其他因子的深刻影响 同时又反作用于 自然环境 自然环境中的许多特征也可通过各生态要素反映出来 各生态要素是自然环 境中综合反映各自然地理因子中最明显 最敏感 最准确的部分 关联性的分析有利于 确定生态区划中的主导因子 6 区域相似性原则 自然环境是生态系统形成和分异的物质基础 虽然在特定区域内生态环境状况趋于 一致 但由于自然因素的差别和人类活动影响 致使区域内生态系统结构 过程和服务 功能存在某些相似性和差异性 生态功能区划是根据区划指标的一致性与差异性进行分 区的 但必须注意这种特征的一致性 有其一致性的标准 一致性也是相对的 不可将 其绝对化 必须求大同而从小异 这是客观事实决定的 7 生态区完整性原则 生态完整性主要体现在各区划单元必须保持内部正常的能流 物流和信息流等流动 关系 通过传输和交换构成一个完整的网络结构 生态功能区划确定生态功能区边界时 除了主要考虑生态系统的生态功能外 还要考虑生态系统结构和功能的完整性 8 管理使用性原则 由于生态系统的动态性和开放性 无论选取什么样的自然环境因子作为划分依据 都会 存在不确定性 实际上的生态功能区边界若和行政辖区的边界线相近 在不影响上述分 区原则的情况下 则以行政区的边界为区划边界 从而有利于管理 合理利用和有效保 护生态环境 既可以满足高层次决策的需要 也便于日后行政地区综合管理措施的实施 生态功能区划目的在于发挥区域生态功能优势 合理开发利用各种资源 促进可持续发 展 因此区划成果将直接服务于环境管理部门和决策部门的有效管理 2 3 生态功能区划的基本理论 2 3 1 生态系统区域分异理论 生态系统是生物有机体及其周围环境组成的综合体 具有明显的区域分异性 自然 地理环境是生态系统形成和分异的物质基础 在一定尺度的区域内 由于自然环境要素 1 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 气候 地貌 土壤等 及人类活