首都生态圈典型地区土地利用变化时空差异及政策驱动研究——以河北省围场县为例

以围场县为例,通过运用多项数量指标对土地利用变化的时空动态特征进行探讨,分析了围场县在生态建设中政策调控对土地利用变化及产业结构调整的影响。结果表明：在时间变化上,1992年~1998年土地利用变化总体较为剧烈,但耕地变化缓慢;1998年～2002年总体变化相对和缓,而耕地减少速度加快,园地则一直快速增加。在地类转移上,1992年～1998年主要是牧草地、未利用地向林地转变为主;1998年～2002年除牧草地、未利用地与前期类似的转移方向外,耕地向林地转移的比重急剧增加。在空间变化上,土地利用结构总体多样性趋于下降,其中四合永镇多样性指数最高并有所增加,御道口乡多样性指数则有所增加,大唤起乡多样性指数则下降至最低。国家生态建设政策引导和调控下的人类活动是导致围场县土地利用变化的最主要原因,而农业结构调整,尤其是近年来大力实施的退耕还林还草则是耕地减少的重要原因。

首都生态圈及其自然生态状况

生态问题具有显著的区域性特征,解决首都北京的生态问题、保障首都生态安全,不能仅局限于北京市所辖范围,必须从更大的生态区域上进行考虑,这已成为人们的广泛共识。也正因为此,"生态环境保护持续改善"被列为京津冀协同发展率先突破的三大领域之一。本文基于生态区域的完整性、差异性和空间可度量性,提出了首都生态圈的概念内涵和划定思路;在系统分析北京生态问题及其成因的基础上,确定了水资源短缺、大气污染和风沙侵袭三个主要外源性生态问题,构建了包括水源供给、大气污染防治和风沙防御在内的首都生态圈范围划定的关键指标;结合行政区域界线,划出了首都生态圈的范围,包括北京市、天津市、河北省大部分区县,内蒙古的赤峰市、锡林郭勒盟和乌兰察布盟部分地区,山西省的大同市、朔州市、忻州市和吕梁市的部分区县,总面积约34.91万km2,涉及到196个县(区、市);从自然地理特征和生态资源禀赋两方面,对首都生态圈的自然生态状况进行了简要评述。为京津冀协同发展和生态保护与建设提供科学依据。

首都生态圈生态功能分区与评价

受自然与人为的双重作用,北京面临着一系列生态环境问题,其中水资源短缺、空气污染、风沙肆虐更是因危害严重、涉及面广而备受人们关注。对于这些区域性生态问题,远不是北京一个城市所能够独立解决,需要根据其形成的原因,打破行政界线,明确维持城市新陈代谢的生态圈,并制定相应的生态环境联防控制对策。本文在课题组所划定的首都生态圈的基础上,基于"生态环境问题-关键功能区-核心指标体系"的思路,构建了指标体系,在Arc GIS空间分析技术的支持下,首先进行单因子分区;然后将单因子分区图叠加,进行首都生态圈综合功能分区。将首都生态圈分为六个生态功能区,即京津保城市群中心消费区、水源涵养功能区、防风固沙功能区、水土保持功能区、大气环境调节功能区以及滨海湿地生态功能区。最后,从生态资源、生态系统服务功能和主要生态环境问题三个方面,对不同生态功能区进行了评价。

首都生态圈土地覆被及其生态服务功能特征

基于2010年遥感影像数据和生态服务价值标准系数方法,评估分析了首都生态圈内地表覆被及其生态服务功能的空间差异。结果发现,首都生态圈内地表覆被以森林、草地和农田为主,林草集中分布在西部和北部山地丘陵区,农田主要分布在东南平原农业耕作区,二者组成了京津冀区域绿色空间的主体。2010年首都生态圈自然生态系统的生态服务总价值9 440亿元,其中水源涵养、生境维护和固碳释氧功能的价值相对较高。生态服务高值区域分布在天津、唐山和沧州等湿地资源集中的沿海地区,以及林草植被相对集中的西北部地区,是发挥生态屏障功能的主要供给区。此外,不同类型生态服务功能的空间分布有所差异,但生态服务供给区主要分布在承德、赤峰和张家口等林草植被资源丰富的地市。该研究结果对于首都生态圈功能分区与差异化生态保护建设具有较好的参考价值。

基于生态系统服务消费的京承生态补偿基金构建方式

生态系统服务的外部性是构成生态补偿的理论基础之一。不同类型的生态系统服务"溢出"的惠及范围不尽相同,生态补偿基金的构成比例应以生态系统服务的流动和消费为基础。本文以北京-承德生态补偿为例,根据2010年首都生态圈遥感影像和相关调研与问卷资料,引入物理学中的场强模型,计算了承德市主要生态系统服务的惠及区域,并提出京承生态补偿基金的构成比例。计算发现,2010年承德市主要生态系统服务的价值为76.45亿元/年。其中,26.76%被承德本地消费,28.22%被北京消费,18.74%为全国共享,其余被天津、河北等地消费。因此,若在北京-承德生态补偿的框架下,根据生态系统服务价值的消费量来构成生态补偿基金,则中央、北京和承德的出资比例为0.70∶1.05∶1。

京津冀生态合作的现状、问题与机制建设

生态环境问题是一个跨区域的系统性问题,打破行政区界线开展区域生态合作,是生态建设和环境保护的必然要求,也是保障区域生态安全和促进生态文明建设的必由之路。尽管京津冀地区的生态合作已有良好的开端,并取得了一些成效,但还存在着很多问题,缺乏系统的理论研究及理论指导下的生态合作机制建设是其中的重要方面。本文以京津冀为研究对象,分析了其生态合作的现状与存在的问题;参考生态合作研究成果,针对水资源供给与消费、风沙源治理和大气污染治理为核心的生态问题,尝试构建了生态合作机制建设基本思路;提出了生态合作的基本原则,明确了其生态合作的组成要素,提出了生态合作的各方主体、可以采取的生态合作方式及监督评价机制。