空間功能區(qū)劃基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究

本項(xiàng)研究以江蘇省阜寧縣為例進(jìn)行了縣級空間功能單元的劃分，在此基礎(chǔ)上在作為人文地理學(xué)基礎(chǔ)理論的中心地學(xué)說以及空間數(shù)據(jù)的離散化處理技術(shù)等方面取得了突出的學(xué)術(shù)成就。 1、在縣級空間功能區(qū)劃方面，確定了劃分的9個(gè)指標(biāo)，即5個(gè)自然要素指標(biāo)和4個(gè)人文要素指標(biāo)（可利用土地資源、可利用水資源、水環(huán)境容量、生態(tài)重要性、自然災(zāi)害危險(xiǎn)性、人口集聚度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)影響度、交通優(yōu)勢度）。各個(gè)指標(biāo)類型的賦值方式需要根據(jù)要素的自身特點(diǎn)來確定，賦值方式有：空間擴(kuò)散賦值、面域單元賦值、離散化賦值三種類型。 根據(jù)指標(biāo)項(xiàng)的內(nèi)在涵義及指標(biāo)之間的相互關(guān)系，將8個(gè)指標(biāo)項(xiàng)分為3種類型：第一類指標(biāo)包括人口集聚度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)影響度和交通優(yōu)勢度4項(xiàng)指標(biāo)，這四個(gè)指標(biāo)從不同的視角刻畫了縣域各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r；第二類指標(biāo)包括生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和生態(tài)重要性2項(xiàng)指標(biāo)，通過這兩項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)可以判斷出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)被保護(hù)的程度；第三類指標(biāo)包括人均可利用土地資源和水環(huán)境容量2項(xiàng)指標(biāo)，這兩項(xiàng)指標(biāo)反映區(qū)域國土空間開發(fā)的支撐條件。 在8個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)的基礎(chǔ)上構(gòu)建縣域國土空間開發(fā)綜合評價(jià)指數(shù)，以該指數(shù)的結(jié)果為主要依據(jù)進(jìn)行精確劃分。在指標(biāo)分類歸并的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出縣域國土空間開發(fā)綜合評價(jià)指數(shù)，并通過該指數(shù)區(qū)分出“發(fā)展”或“保護(hù)”兩類地域主體功能。為了便于管理，最后以行政村為基本行政單元進(jìn)行空間落界。 2、在基礎(chǔ)理論研究方面，作為地理學(xué)兩大理論基石之一的中心地學(xué)說，由于其無法提供確定的時(shí)空參數(shù)條件，及其在演化過程模式上的缺失，致使其他空間結(jié)構(gòu)模型無法與其對接，也導(dǎo)致完整的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)理論體系構(gòu)建上的困難。本項(xiàng)目深入解析了不同等級中心地產(chǎn)生與演化的過程機(jī)理，構(gòu)建了中心地等級體系的演化模型，推導(dǎo)分析和模擬結(jié)果顯示中心地等級體系的產(chǎn)生與演化可分為萌芽期、成形期、完善期、成熟期和提升期5個(gè)階段。受空間區(qū)位和中心性影響，中心地規(guī)模結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)存在顯著不同，不僅同一級中心地規(guī)?？梢源嬖诤艽蟮牟町悾踔恋偷燃壷行牡匾?guī)?？梢猿^高一級中心地，而位于中央位置的中心地最終可形成中心地集聚區(qū)。研究表明基于均質(zhì)平原假設(shè)條件，不僅可以形成均衡性的中心地功能結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可衍生出不均衡的中心地規(guī)模結(jié)構(gòu)，從而完成了從純理論的空間均衡模式的推導(dǎo)向不均衡的現(xiàn)實(shí)模式的解釋和論證的轉(zhuǎn)變。 2100433B

主體功能區(qū)劃是現(xiàn)階段我國區(qū)域空間布局優(yōu)化的重要任務(wù)需求，而空間功能區(qū)劃則是以市（縣）域?yàn)閷ο?，在對其進(jìn)行人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會等要素的綜合性評價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行城鎮(zhèn)區(qū)、工業(yè)區(qū)、耕地保護(hù)區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)、旅游休閑區(qū)等空間功能類型區(qū)的劃分，是主體功能區(qū)劃的進(jìn)一步延伸和細(xì)化。本項(xiàng)目旨在解決以市縣為對象的空間功能區(qū)劃的技術(shù)方法問題，滿足國家急需的空間功能區(qū)劃的任務(wù)要求，補(bǔ)充與完善現(xiàn)有的主體功能區(qū)劃理論體系。在此過程中，針對空間功能區(qū)劃所涉及到的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)理論與方法進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，確立適合于空間功能區(qū)劃的理論基礎(chǔ)，構(gòu)建完整的空間功能區(qū)劃的理論與方法論體系，以動(dòng)態(tài)性擴(kuò)散因子的空間賦值方法的解決為核心解決適合于空間功能區(qū)劃的技術(shù)支撐體系，提供面向應(yīng)用的可操作性強(qiáng)的集成性決策支持系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上對區(qū)域空間結(jié)構(gòu)理論與方法進(jìn)行進(jìn)一步的凝煉，以此提升人文地理學(xué)定量化、科學(xué)化分析水平。

目前生態(tài)功能區(qū)劃的主要方法包括地理相關(guān)法、空間疊置法、主導(dǎo)標(biāo)志法、景觀分類法以及定量分析法等。

生態(tài)功能區(qū)劃地理相關(guān)法

運(yùn)用各種專業(yè)地圖、文獻(xiàn)資料和統(tǒng)計(jì)資料對區(qū)域各種生態(tài)要素之間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)分析后進(jìn)行區(qū)劃。該方法要求將所選定的各種資料、圖件等統(tǒng)一標(biāo)注或轉(zhuǎn)繪在具有坐標(biāo)網(wǎng)格的工作底圖上，然后進(jìn)行相關(guān)分析，按相關(guān)緊密程度編制綜合性的生態(tài)要素組合圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同等級的區(qū)域劃分或合并。

生態(tài)功能區(qū)劃空間疊置法

以各個(gè)區(qū)劃要素或各個(gè)部門的綜合區(qū)劃，包括水文地質(zhì)區(qū)劃、地形地貌區(qū)劃、土壤區(qū)劃、植被區(qū)劃、水土流失區(qū)劃、地震災(zāi)害區(qū)劃、綜合自然區(qū)劃、生態(tài)敏感性區(qū)劃、生態(tài)服務(wù)功能區(qū)劃等圖件為基礎(chǔ)，通過空間疊置，以相重合的界限或平均位置作為新區(qū)劃的界限。在實(shí)際應(yīng)用中，該方法多與地理相關(guān)法結(jié)合使用。隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，空間疊置分析得到越來越廣泛的應(yīng)用。

生態(tài)功能區(qū)劃主導(dǎo)標(biāo)志法

主導(dǎo)標(biāo)志法是在生態(tài)功能區(qū)劃時(shí)，通過綜合分析確定并選取反映生態(tài)環(huán)境功能地域分異的主導(dǎo)因素的標(biāo)志或指標(biāo)，作為劃分區(qū)域界限的依據(jù)。同一等級的區(qū)域單位按照這個(gè)主導(dǎo)標(biāo)志或指標(biāo)劃分。用主導(dǎo)標(biāo)志或指標(biāo)劃分區(qū)界時(shí)，還需用其他生態(tài)要素和指標(biāo)對區(qū)界進(jìn)行必要的訂正。

生態(tài)功能區(qū)劃景觀分類法

應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)的原理，編制景觀類型圖，在此基礎(chǔ)上按照景觀類型的空間分布及其組合，在不同尺度上劃分景觀區(qū)域。不同的景觀區(qū)域其生態(tài)要素的組合、生態(tài)過程及人類干擾是有差別的，因而反映著不同的生態(tài)環(huán)境特征。景觀既是一個(gè)類型，又是最小的分區(qū)單元，以景觀圖為基礎(chǔ)，按一定的原則逐級合并，可進(jìn)行生態(tài)功能區(qū)劃。

生態(tài)功能區(qū)劃定量分析法

針對以定性為主的專家集成法在生態(tài)功能區(qū)劃中存在的一些主觀性、不夠精確等缺陷，近年來數(shù)學(xué)分析的方法和手段逐步被引入到生態(tài)功能區(qū)劃中，包括主成分分析、聚類分析、相關(guān)分析、對應(yīng)分析、逐步判別分析等一系列方法均在區(qū)劃工作中得到廣泛應(yīng)用 。2100433B

從2001年開始，環(huán)境保護(hù)部會同有關(guān)部門組織開展了全國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查。在此基礎(chǔ)上，由中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心以甘肅省為試點(diǎn)開展了省級生態(tài)功能區(qū)劃研究工作，并編制了《全國生態(tài)功能區(qū)劃規(guī)程》。之后，按步驟陸續(xù)啟動(dòng)了各省、自治區(qū)、直轄市和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的生態(tài)功能區(qū)劃工作。

初稿完成后，先后召開了多次全國性技術(shù)分析協(xié)調(diào)會和專家論證會。來自中國科學(xué)院、高等院校和相關(guān)研究單位的100多位專家，包括幾十位院士參加了專家論證會，于2006年10月，形成《全國生態(tài)功能區(qū)劃》征求意見稿。其后，將《全國生態(tài)功能區(qū)劃》征求意見稿發(fā)送國務(wù)院各部門和各省、直轄市、自治區(qū)征求意見，并作進(jìn)一步修改。修改稿完成后，又征求了部分院士的意見，于2007年5月形成了《全國生態(tài)功能區(qū)劃》。

《全國生態(tài)功能區(qū)劃》課題負(fù)責(zé)人、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心副主任歐陽志云，在撰寫課題報(bào)告時(shí)指出：生態(tài)功能區(qū)劃的目標(biāo)主要有3個(gè)方面。一是明確全國不同區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)類型、生態(tài)環(huán)境問題、生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型及其空間分布特征，提出全國生態(tài)功能區(qū)劃方案，明確各類生態(tài)功能區(qū)的主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，劃定對國家和區(qū)域生態(tài)安全起關(guān)鍵作用的重要生態(tài)功能區(qū)域；二是強(qiáng)化統(tǒng)籌兼顧、分類指導(dǎo)和生態(tài)系統(tǒng)管理思想，改變按要素管理生態(tài)系統(tǒng)的傳統(tǒng)模式，以保護(hù)生態(tài)功能為基礎(chǔ)，增強(qiáng)各功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)；三是以生態(tài)功能區(qū)為基礎(chǔ)，指導(dǎo)區(qū)域生態(tài)保護(hù)與生態(tài)建設(shè)，為區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局、資源利用和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)。

此次生態(tài)功能區(qū)劃的論證專家組認(rèn)為，該區(qū)劃客觀反映了我國生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能空間分布規(guī)律，明確了我國不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)調(diào)節(jié)、產(chǎn)品提供和人居保障的功能。

環(huán)境部副部長吳曉青對此的評價(jià)是：“為有效管理生態(tài)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)和手段?！?

生態(tài)功能區(qū)劃生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價(jià)

生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價(jià)是在區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境特征與空間分異規(guī)律，評價(jià)主要生態(tài)環(huán)境問題的現(xiàn)狀與演變趨勢。評價(jià)內(nèi)容包括區(qū)域自然環(huán)境要素(地質(zhì)、地貌、氣候、水文、土壤、植被等)特征及其空間分異規(guī)律，區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r(人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局、城鎮(zhèn)發(fā)展與分布等)及其對生態(tài)環(huán)境的影響，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型、結(jié)構(gòu)與過程及其空間分布特征，區(qū)域主要生態(tài)環(huán)境問題、成因及其分布特征。其中，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型、結(jié)構(gòu)與過程及其空間分布特征評價(jià)，區(qū)域主要生態(tài)環(huán)境問題，成因及其分布特征評價(jià)是現(xiàn)狀評價(jià)的重點(diǎn)。

生態(tài)功能區(qū)劃生態(tài)承載力評價(jià)

生態(tài)承載力是衡量一個(gè)地區(qū)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。不同的生態(tài)區(qū)域由于資源與生產(chǎn)潛力的不同，其生態(tài)承載能力也存在著很大的差異。任何生態(tài)區(qū)域的承載能力都有一定的限度。因此在進(jìn)行生態(tài)區(qū)劃時(shí)必須對各個(gè)區(qū)域的生態(tài)承載能力進(jìn)行正確的評估，從而指導(dǎo)區(qū)域宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的大量增長，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對水資源的需求程度也不斷地增加，水資源緊缺問題已經(jīng)成為了當(dāng)前人類面臨的重要挑戰(zhàn)之一；就某一特定區(qū)域而言，必須保證有維持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的基本水量。“水資源承載力”即指某一區(qū)域在特定歷史階段和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平條件下以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展為前提，當(dāng)?shù)厮Y源系統(tǒng)可支撐的社會經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模和具有一定生活水平的人口數(shù)量。作為區(qū)域合理布局可持續(xù)發(fā)展研究和社會、經(jīng)濟(jì)、人口合理布局的研究，水資源承載力評價(jià)是一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

生態(tài)功能區(qū)劃生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)

生態(tài)環(huán)境敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對區(qū)域中各種自然和人類活動(dòng)干擾的敏感程度，它反映的是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)在遇到干擾時(shí)，發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性的大?。簿褪窃谕瑯拥母蓴_強(qiáng)度或外力作用下，各類生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題的可能性的大小。生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)是根據(jù)區(qū)域主要生態(tài)環(huán)境問題及其形成機(jī)制，通過分析影響各主要生態(tài)環(huán)境問題敏感性的主導(dǎo)因素，評價(jià)特定生態(tài)環(huán)境問題敏感性及其空間分布特征，然后對區(qū)域主要生態(tài)環(huán)境問題的敏感性進(jìn)行綜合評價(jià)，明確特定生態(tài)環(huán)境問題可能發(fā)生的地區(qū)范圍與可能程度以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感性的總體區(qū)域分異規(guī)律，為生態(tài)功能區(qū)的劃分提供依據(jù)。

根據(jù)我國的主要生態(tài)環(huán)境問題，生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)內(nèi)容包括土壤侵蝕敏感性評價(jià)、沙漠化敏感性評價(jià)、石漠化敏感性評價(jià)、土壤鹽漬化敏感性評價(jià)、生境敏感性評價(jià)、酸雨敏感性評價(jià)、水環(huán)境污染敏感性評價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害敏感性評價(jià)等。我國的生態(tài)環(huán)境問題具有明顯的區(qū)域差異，不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)各自面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)。

生態(tài)功能區(qū)劃生態(tài)服務(wù)功能重要性評價(jià)

區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價(jià)，是針對區(qū)域典型生態(tài)系統(tǒng)類型及其空間分布的特點(diǎn)，評價(jià)區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)提供各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的能力及其對區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用與重要性，明確每一項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能重要性的空間分布特征以及各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能重要性的總體區(qū)域分異規(guī)律，為劃分生態(tài)功能區(qū)提供依據(jù)。

陸域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價(jià)內(nèi)容包括：生物多樣性維持與保護(hù)、水源涵養(yǎng)、洪水調(diào)蓄、水土保持、沙漠化控制、營養(yǎng)物質(zhì)保持、自然與人文景觀保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供等服務(wù)功能重要性評價(jià)。海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價(jià)內(nèi)容包括生物多樣性維持與保護(hù)、海岸帶防護(hù)、自然與人文景觀保護(hù)、提供海港和運(yùn)輸通道、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供等服務(wù)功能藿要性評價(jià)。不同區(qū)域應(yīng)根據(jù)本區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行重要性評價(jià)。