天津市生态服务功能重要性分区研究

天津市生态服务功能重要性分区研究

闫维 张良

【摘要】生态服务功能重要性分区研究对区域土地利用、生产方式、社会经济发展、生态环境保护与改善等都重要意义，是区域资源合理利用和生态环境协调发展的重要措施。本文根据天津市的实际情况和生态环境特点，构建生态服务功能重要性评价指标体系，以GIS为平台进行生态服务功能的重要性分区，将天津市153个乡镇分别划分为极重要、中等重要、比较重要和一般重要4类区，并提出适合各类区发展的管制措施。

【关键词】生态服务功能 重要性 空间分布 分区

前言

生态系统服务功能是生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存和发展的自然环境条件与效用，支撑与维持了地球的生命支持系统[1]。生态系统服务功能重要性是评价区域内不同地区生态系统提供的各项服务功能的能力及其对区域人类生存和社会经济发展的重要性，明确每一类别服务功能的重要性的空间分布情况，进行生态系统服务功能重要性综合评价，提出综合生态服务功能重要性分区，以反映生态系统服务功能的区域分异规律，为生态功能的定位提供理论依据[2,3]。

近年来，随着天津经济的不断发展，对自然资源的开发利用程度也不断加大，生态环境遭受破坏，使得生态系统自身的协调能力及向人类提供服务的功能逐渐下降，需要开展生态服务功能评价研究，指导区域开发和建设。本论文对全市域各乡镇的生态服务功能重要性进行评估和横向比较，明确全市各类生态服务功能和综合服务功能的空间分布，确定各个乡镇的主导生态服务功能，确定优先保护的区域，指导生态系统的科学管理，以其为各乡镇在城乡一体化和城市化发展道路上协调人地矛盾提供参考和指导。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

天津市位于38°34〞-40°15〞N，116°43〞-118°04〞E，地处华北平原东北部，海河流域下游，北部以山地和丘陵为主，中南部是广大平原和洼地。属暖温带半湿润大陆季风型气候，四季分明，春秋短，冬夏长，平均无霜期为204天，平均冰冻期为75天，年降水量500mm至800mm，风向随季节变化明显。太阳能资源丰富，适宜农作物生长季节的积温较高，能满足粮食、棉花、水果、蔬菜等作物的需要。

1.2 数据来源

生态服务功能重要性评价所用数据包括天津市2009年生态用地分布图、天津市年平均降雨量和蒸发量分布图、河流水系分布图、天津市自然保护区分布图、风景名胜和公园分布图、天津市人口和社会经济数据等。

1.3 评价方法

本研究主要采用多因子综合评价法、自然分类法和专家咨询法，以153个乡镇（或街道）行政区和中心城区为基本评价单元，对天津市生态服务功能重要性进行评价。第一层次为生态系统服务功能重要性综合评价，第二层次为各项生态系统服务功能重要性评价[4]。首先根据天津市的实际情况和生态环境特点，确定天津市的主要生态系统服务功能包括食物供给、生物多样性保护、水源涵养和游憩娱乐，分析生态系统服务功能的影响因子，建立天津市生态服务功能重要性评价指标体系，见表1

[5-7]

。在GIS 技术支持

下，对每一项生态系统服务功能评价指标按重要性划分不同级别，形成各指标重要性等级专题图，然后进行生态系统各项服务功能重要性评价和综合评价。生态系统服务功能重要性评价等级分为4级：极重要、中等重要、比较重要和一般重要。

本研究运用多因子综合评价，反映生态系统服务功能重要性的空间分布特征。利用各指标的专题图层，在ArcGIS 空间分析功能支持下，采用多因子加权求和模型对天津生态系统各项服务功能重要性进行分析和生态系统服务功能重要性综合评价。

1

n

i i i P AW ==∑(i=1,2…n)

式中：P 为生态服务功能评价值；Ai 为各指标评价值(对各指标进行归一化处理后的评价值)；Wi 为各指标的权重，采用专家咨询法确定。指标和重要性评价分级，采用ArcGIS 空间分析功能中的自然分类法(naturalbreak)，这种方法是利用统计学的Jenk 最优化法得出的分界点，能够使各级的内部方差之和最小。

表1 天津市生态服务功能重要性评价指标体系

2.1 食物供给功能重要性评价

天津市生态系统食物供给功能空间分布（图1）显示，极重要的区域主要分布在环城四区的部分乡镇，如北辰区的大张庄镇、双街镇、双口镇，西青区的辛口镇等。这主要是因为分析时是是基于中心城区的食物需求为出发点，重点考虑可本地自给的食物供给，未考虑粮食等以外运为主的食物需求，同时城郊农业对支撑中心城区食物需求发挥了重要作用。天津城郊农业主要位于环外四区，生产功能定位更多是生产和提供名、优、特、稀、鲜、嫩、活的农副产品，如新鲜的蔬菜水果，肉蛋奶和水产品，满足不同层次消费人群的需求，尤其是绿色农产品和无公害农产品的供应。另外，生态区位也是一个重要影响因素，由于自然环境条件、经济发展程度和人文社会因素的差异，导致不同区位对中心城区食物供给功能的重要性程度不同，即越接近市区的区域，其对新鲜农产品的需求更高。

中等重要的区域主要分布在宝坻、静海和宁河的部分乡镇，如静海县的杨城庄乡、双塘镇；宁河县的潘庄镇、东棘坨镇、丰台镇、岳龙镇；宝坻区的八门城镇、大钟庄镇、新安镇等。这些乡镇除了蔬菜蛋奶供应较高以外，土地利用类型也是重要影响因素。由于不同土地类型的食物供给功能重要性不同，按大小排序是耕地>林地>水体，而耕地进一步细分为水田>水浇地>旱地，因此耕地分布较广特别是灌溉充足的区域，对食物生产功能贡献较大。

2.2 生物多样性保护功能重要性评价

天津市生物多样性保护功能空间分布（图2）显示，极重要的区域要分布在蓟县下营镇、城关镇；武清大黄堡乡；宁河俵口镇、青河农场（北京）和大港区。这些乡镇不仅林地、水体覆盖面积大，而且基本都有自然保护区分布，如天津八仙山国家级自然保护区、天津古海岸与湿地国家级自然保护区、盘山自然风景名胜古迹自然保护区、天津市北大港湿地自然保护区和大黄堡湿地自然保护区。

一般重要区域主要分布在武清和宁河的大多数乡镇。这些乡镇土地利用类型以农田为主。农田为高度人工化的生态系统，物种多样性低，农田的生物多样性保护功能较林地和水体要低很多。

2.3 水源涵养功能重要性评价

天津市水源涵养功能空间分布（图3）显示，极重要的区域主要分布在蓟县余桥水

库；武清大黄堡乡；宁河俵口镇、潘庄镇、造甲城镇、北淮淀乡；静海团泊镇和大港区。这些乡镇主要分布着大型湿地，湿地覆盖面积广。湿地是水源涵养的重要土地利用类型。蓄水量越多的区域，水源涵养功能越重要。

2.4 游憩娱乐功能重要性评价

天津市游憩娱乐功能重要性评价主要是依据各级风景名胜区分布状况，包括各级风景名胜区面积和分布、郊野公园面积和分布等来进行评价。天津市游憩娱乐分布（图4）显示，极重要的区域主要分布在中心城区、造甲城镇、张家窝镇。这些区域风景名胜区分布面积大、数量多、且各个风景区的景点个数多。尤其是中心城区，分布有古文化街、水上乐园、天塔及各个博物馆等。

图1 食物供给功能重要性空间分布图2 生物多样性保护功能重要性空间分布

图3 水源涵养功能重要性空间分布 图4 游憩娱乐功能重要性空间分布

2.5 综合生态系统服务功能重要性评价和管控措施

通过对各项生态系统服务功能确定权重和空间叠加分析，得到生态系统服务功能综合评价值，在ArcGIS 中利用自然分类法将综合评价值分类，由此得到天津市综合的生态服务功能重要性分布，见图5。 2.5.1极重要区域

综合生态服务功能重要性极重要区域主要分布在蓟县下营镇、城关镇、余桥水库；武清大黄堡乡；宁河俵口镇、潘庄镇、造甲城镇、北淮淀乡；静海团泊镇和大港区。这些乡镇是也基本全是生物多样性保护和水源涵养功能重要性极重要区域。有湿地保护区和森林保护区的分布，生态条件良好。包括蓟县八仙山国家级自然保护区、盘山风景名胜自然保护区、于桥水库、古海岸与湿地国家级自然保护区、大黄堡湿地、团泊鸟类自然保护区、北大港湿地自然保护区和宝坻青龙湾固沙林自然保护区。

首先，这些区域对于整个市域的生物多样性保护起到支撑作用，是生态网络体系中的核心组成部分。其次，这些区域是水源涵养功能极重要的区域。蓟县除了于桥水库外的其他区域虽然降水量相对较少，但植被覆盖度大，植被茂密，截留了大量降水，且地势高，储水和供水的功能比较显著；其他地区地势低洼，水库、洼地分布密集，具有重要的调节洪水功能。

该类区域乡镇应该严格落实自然保护区保护政策，保护自然保护区的生境和物种多样性。在未来规划中应加大自然保护区的保护力度，在保护区周边适度扩大缓冲区面积，提高对保护区的保护力度和有效性。

2.5.2中等重要区域

综合生态服务功能中等重要的区域主要分布在武清上马台镇、尔王庄乡；宁河东棘坨镇、宁河镇、丰台镇、苗庄镇、芦台镇；西青区南河镇、张家窝镇、辛口镇；津南区王稳庄镇、八里台镇、双桥河镇、葛沽镇和塘沽区。

中等重要区域基本均位于极重要区域周边，该类区内的湿地覆盖率和植被覆盖率相对较高，是生态环境本底较好的区域。对于该区内乡镇的管控，应主要针对其内部的湿地和林地等进行开发性保护。如官港湖森林公园、七里海湿地周边湿地等。可以根据其实际状况考虑将湿地、森林等生态环境较好的区域纳入区级自然保护区范围。

2.5.3比较重要区域

综合生态服务功能比较重要的区域主要分布在中心城区、环城四区、滨海新区和远郊区县的个别乡镇。

该类区乡镇的生态用地基本均以农田为主，管控措施主要是针对农田进行科学开发和管理。对于郊区农田，尤其是近郊农田，其生产性功能定位应由最初的粮食供给转变为重点供应名、优、特、稀、鲜、嫩、活的农副产品，如蔬菜瓜果、肉蛋奶和鱼虾贝等，而且农业发展模式要向设施农业和绿色农业转变，提供高品质绿色无污染的农产品。其次，生态保育是郊区农业未来发展的重点，要重视郊区农田的生态调节服务功能，包括气候调节、气体调节、水源涵养、土壤保育、生物多样性保护等，其价值不容忽视，并且能够满足市民回归自然、陶冶情操、享受乡村自然景观的精神生活需求。

2.5.4一般重要区域

综合生态服务功能重要性一般重要的区域主要分布在武清、宝坻和静海的大部分乡镇。该类区的乡镇基本分布于远郊区县，用地类型相对单一，基本以农田为主，且分布广而集中。该类区的乡镇在管控中要落实多农田的有效保护和管理，避免农田的萎缩和退化。

图5 综合生态服务功能重要性空间分布

【参考文献】

[1] Daily G. Nature’s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems[M].Washington DC: Island Press.1997.

[2] 傅伯杰.我国生态系统研究的发展趋势与优先领域[J].地理研究,2010,29(3):386-396

[3] 欧阳志云,王如松,赵景柱.生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报,1999,10(5):635-640.

[4] 凡非得,罗俊,王克林等. 桂西北喀斯特地区生态系统服务功能重要性评价与空间分析[J]. 生态学杂志,2011,30(4): 804-809.

[5] 李艳春.区域生态系统服务功能重要性研究[D].太原:太原理工大学:环境工程.2011.

[6] 唐秀美,陈百明,路庆斌等. 生态系统服务价值的生态区位修正方法-以北京市为例[J].生态学报,2010,30(13): 3526-3535.

[7] 李洪庆,刘黎明.现代城郊农业的功能定位及其评价研究-以北京市为例[J]. 生态环境学报,2010,19(6):1428-1433.

作者简介：闫维，女，1985.1，硕士，天津城市规划设计研究院，助理工程师，139********，yanwei_08@https://www.wendangku.net/doc/ba6480481.html,，天津市河西区黄埔南路81号万顺大厦B座10层规划环评中心，

300201；张良，女，1981,11，硕士，天津城市规划设计研究院，工程师，138********。