2021-4-9 | 城市生態論文
生態區劃是指在分析研究區域生態特征空間分異規律的基礎上,根據主要生態環境因子在不同區域的異質性和相似性,將研究區域劃分為不同生態區的過程。生態區劃的目的是能為生態系統的研究、評價、修復和管理提供一個合適的空間單元[1]。按區劃的對象及其復合程度,生態區劃可被劃分為:①單要素生物區劃,如植被區劃、動物區劃、鳥類區劃;②單要素生態系統區劃,如草地生態系統區劃、森林生態系統區劃、水域生態系統區劃;③多要素生態系統區劃,如土地利用區劃;④生態系統綜合區劃,如生態系統生產力區劃、生態資產區劃;⑤服務于特定目的的生態系統管理區劃,如風沙源防治區劃、水土流失防治區劃、生物多樣性保護區劃。生態區劃也可從區劃的內容角度出發,分解為認識性區劃與應用性區劃兩大子類。
美國生態學家貝利(Bailey)1976年提出了美國生態區域的等級系統,并按地域(Do-main)、區(Division)、省(Province)和地段(Section)4個等級進行劃分,編制了1∶750萬的美國生態區域圖[2]。此后,各國生態學家,對生態區劃的原則、依據及區劃的指標、等級和方法等方面進行了大量的研究和討論,并在國家和區域尺度上進行各種生態區劃,尤以北美地區生態區劃開展的最多。如在大量實際調查研究的基礎上,貝利等編制了世界各大陸的生態區域圖[3],并在此基礎上細化編制了北美陸地生態區域圖和海洋生態區域圖[4]。在加拿大,從1980年代開始也開展了一系列的全國和區域尺度的生態區劃研究,如Wiken于1982年首次提出并完善了按生態地帶(ecozone)、生態省(ecoprovince)、生態地區(ecoregion或ecolandscaperegion)和生態區(ecodistrict)4個等級進行劃分的加拿大全國生態區劃方案[5]。此外,在加拿大生態地區委員會的支持下,Wiken等于1996年進一步完成了加拿大陸地和海洋的生態區域劃分,該方案以生態地帶(ecozone)、生態地區(ecoregion)、生態區(ecodis-trict)、生態地段(ecosection)、生態地點(ecosite)和生態元素(ecoelement)6個等級將加拿大劃分為5個海洋生態地帶、15個陸地生態地帶,并對各地帶的動植物、氣候、地形、土壤等生態要素進行了詳細描述[6]。在全球尺度上,1992—1995年俄羅斯生態學家與美國生態學家合作,共同對世界生態區域圖進行了修訂。由于具備長期從事生態區劃研究的基礎,Bailey于1996年提出了生態系統地理學的概念,進一步突出了整體出發的觀點,強調采用生態系統地理學的方法對生態區域進行生態區劃的必要性和可能性,并利用該法成功地完成了對全球的陸地和海洋生態地域的劃分,編制出了全球陸地和海洋的生態區劃圖[4]。在此期間,全球生態系統區劃研究方面成績斐然。生態學家們對生態地域區劃的原則、依據以及區劃指標、等級和方法等進行了深入研究,相繼提出了一系列以生物群區(biome)為單位的全球分類方案,如Holdridge的生命地帶分類系統[7]、Matthews的世界主要生態系統類型[8]、Stolz等的陸地生物群區系統[9]、Prentice等的全球生物群區類型[10]、Box的全球潛在優勢植被類型[11]、Schultz的世界生態區劃[12]。
中國在20世紀80年代初開始生態區劃研究與實踐,最初的區劃基本是農業生態區劃[13]。直到20世紀末,中國生態區劃方案都缺乏對人類活動在自然生態環境變化中的作用和影響的系統分析,尤其是忽略了對生態資產、生態服務功能以及生態脆弱性和敏感性等指標的研究[14]。對此,傅伯杰等、劉國華等在總結國際生態區劃發展過程與特點的基礎上,結合國家各種區劃特點的基礎,提出了中國生態區劃的目的、任務和特點,認為中國生態區劃的目的是通過開展全國生態區劃和建立區劃信息系統,為區域資源開發與環境保護提供決策依據,為全國和區域生態環境綜合整治服務;其突出特點是將特征區劃與功能區劃相結合,自然環境特征與人類活動相結合,生態與經濟相結合;區劃的方法是在要素區劃的基礎上,利用專家集成和定量分析相結合的方法,初步厘定了中國生態區劃的步驟與內容[14-15],隨后傅伯杰等分別以西部地區與中國整體為對象開展生態區劃工作,進一步明確了生態區劃的原則、指標、方法、區劃層級系統及其命名規則[16-17]。其中,中國生態區劃方案采用生態大區—生態地區—生態區三級區劃系統。根據中國的氣候、地貌、地形、生態系統特點以及人類活動規律等特征的定量與定性指標,采用自上而下逐級劃分、專家集成與模型定量相結合的方法,將全國劃分為3個生態大區(東部濕潤、半濕潤生態大區,西北干旱、半干旱生態大區和青藏高原高寒生態大區)、13個生態地區和57個生態區。生態大區的劃分主要根據中國的氣候和地勢特點,生態地區的劃分主要是根據溫濕指標和地帶性植被;而生態區的劃分,則主要是根據地貌類型、生態系統類型與人類活動影響[17]。幾乎與此同時,不同類型的生態區劃相繼涌現[18-20]。但是,生態區劃在研究中存在著概念不統一的問題,不同的區劃在區劃目的、原則、方法、指標、區劃單元命名等方面也具有明顯的差異,總體而言,近10a來,中國生態區劃在區劃對象、體系、方法等方面取得了可喜的發展,但同時也存在很多不足。首先,生態區劃雖然從理論上強調考慮人類活動的影響,但在經濟區劃中對人類活動的考慮遠遠不夠。其次,雖然一些區劃方案是定量與定性相結合的,但定量階段主要發生在指標處理過程,區劃邊界的確定仍以定性為主,基于空間技術與數量分析技術的區劃邊界研究仍較為不足。此外,區劃原則、區劃層次單元命名均存在明顯的差異,這與區劃系統的規范性發育不足有關,同時也是區劃目的差異不可避免的結果。
基于此,本研究的目的為明晰各區域的生態功能定位,保障中國主要生態資源的生態安全,為國家或區域戰略決策、生態資源保育、生態環境保護與建設等提供科學依據。本區劃以中國各縣為基本區劃單元,運用現代生態學理論、區劃理論以及GIS技術手段,通過分析研究主要生態因子、生態系統類型及其生態功能空間分異規律,在確定分區方法、分區原則、分區依據和指標的基礎上,對中國進行生態區域劃分。
1方法與數據
1.1區劃原則
主導因素原則:區域生態系統的形成過程及其結構、功能是極其復雜的,它受多種因素的影響,是各個因素綜合作用的結果。但在各個因素之中,必然有一兩個因素起主導的、決定性的作用,其他因素只起調節、修正或協同的作用。本區劃一級生態大區的主導因素選定為溫度、降水和海拔,二級生態地區主導因素為地貌,三級生態區主導因素為生態系統類型。便于生態管理原則:生態區劃的目的是促進資源的合理利用與開發,增強區域社會經濟發展的生態環境支撐能力,促進區域的可持續發展。因此,本區劃堅持便于生態管理原則,各級生態分區的邊界保持與縣界一致。