2021-4-9 | 城市生态论文
生态区划是指在分析研究区域生态特征空间分异规律的基础上,根据主要生态环境因子在不同区域的异质性和相似性,将研究区域划分为不同生态区的过程。生态区划的目的是能为生态系统的研究、评价、修复和管理提供一个合适的空间单元[1]。按区划的对象及其复合程度,生态区划可被划分为:①单要素生物区划,如植被区划、动物区划、鸟类区划;②单要素生态系统区划,如草地生态系统区划、森林生态系统区划、水域生态系统区划;③多要素生态系统区划,如土地利用区划;④生态系统综合区划,如生态系统生产力区划、生态资产区划;⑤服务于特定目的的生态系统管理区划,如风沙源防治区划、水土流失防治区划、生物多样性保护区划。生态区划也可从区划的内容角度出发,分解为认识性区划与应用性区划两大子类。
美国生态学家贝利(Bailey)1976年提出了美国生态区域的等级系统,并按地域(Do-main)、区(Division)、省(Province)和地段(Section)4个等级进行划分,编制了1∶750万的美国生态区域图[2]。此后,各国生态学家,对生态区划的原则、依据及区划的指标、等级和方法等方面进行了大量的研究和讨论,并在国家和区域尺度上进行各种生态区划,尤以北美地区生态区划开展的最多。如在大量实际调查研究的基础上,贝利等编制了世界各大陆的生态区域图[3],并在此基础上细化编制了北美陆地生态区域图和海洋生态区域图[4]。在加拿大,从1980年代开始也开展了一系列的全国和区域尺度的生态区划研究,如Wiken于1982年首次提出并完善了按生态地带(ecozone)、生态省(ecoprovince)、生态地区(ecoregion或ecolandscaperegion)和生态区(ecodistrict)4个等级进行划分的加拿大全国生态区划方案[5]。此外,在加拿大生态地区委员会的支持下,Wiken等于1996年进一步完成了加拿大陆地和海洋的生态区域划分,该方案以生态地带(ecozone)、生态地区(ecoregion)、生态区(ecodis-trict)、生态地段(ecosection)、生态地点(ecosite)和生态元素(ecoelement)6个等级将加拿大划分为5个海洋生态地带、15个陆地生态地带,并对各地带的动植物、气候、地形、土壤等生态要素进行了详细描述[6]。在全球尺度上,1992—1995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。由于具备长期从事生态区划研究的基础,Bailey于1996年提出了生态系统地理学的概念,进一步突出了整体出发的观点,强调采用生态系统地理学的方法对生态区域进行生态区划的必要性和可能性,并利用该法成功地完成了对全球的陆地和海洋生态地域的划分,编制出了全球陆地和海洋的生态区划图[4]。在此期间,全球生态系统区划研究方面成绩斐然。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研究,相继提出了一系列以生物群区(biome)为单位的全球分类方案,如Holdridge的生命地带分类系统[7]、Matthews的世界主要生态系统类型[8]、Stolz等的陆地生物群区系统[9]、Prentice等的全球生物群区类型[10]、Box的全球潜在优势植被类型[11]、Schultz的世界生态区划[12]。
中国在20世纪80年代初开始生态区划研究与实践,最初的区划基本是农业生态区划[13]。直到20世纪末,中国生态区划方案都缺乏对人类活动在自然生态环境变化中的作用和影响的系统分析,尤其是忽略了对生态资产、生态服务功能以及生态脆弱性和敏感性等指标的研究[14]。对此,傅伯杰等、刘国华等在总结国际生态区划发展过程与特点的基础上,结合国家各种区划特点的基础,提出了中国生态区划的目的、任务和特点,认为中国生态区划的目的是通过开展全国生态区划和建立区划信息系统,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综合整治服务;其突出特点是将特征区划与功能区划相结合,自然环境特征与人类活动相结合,生态与经济相结合;区划的方法是在要素区划的基础上,利用专家集成和定量分析相结合的方法,初步厘定了中国生态区划的步骤与内容[14-15],随后傅伯杰等分别以西部地区与中国整体为对象开展生态区划工作,进一步明确了生态区划的原则、指标、方法、区划层级系统及其命名规则[16-17]。其中,中国生态区划方案采用生态大区—生态地区—生态区三级区划系统。根据中国的气候、地貌、地形、生态系统特点以及人类活动规律等特征的定量与定性指标,采用自上而下逐级划分、专家集成与模型定量相结合的方法,将全国划分为3个生态大区(东部湿润、半湿润生态大区,西北干旱、半干旱生态大区和青藏高原高寒生态大区)、13个生态地区和57个生态区。生态大区的划分主要根据中国的气候和地势特点,生态地区的划分主要是根据温湿指标和地带性植被;而生态区的划分,则主要是根据地貌类型、生态系统类型与人类活动影响[17]。几乎与此同时,不同类型的生态区划相继涌现[18-20]。但是,生态区划在研究中存在着概念不统一的问题,不同的区划在区划目的、原则、方法、指标、区划单元命名等方面也具有明显的差异,总体而言,近10a来,中国生态区划在区划对象、体系、方法等方面取得了可喜的发展,但同时也存在很多不足。首先,生态区划虽然从理论上强调考虑人类活动的影响,但在经济区划中对人类活动的考虑远远不够。其次,虽然一些区划方案是定量与定性相结合的,但定量阶段主要发生在指标处理过程,区划边界的确定仍以定性为主,基于空间技术与数量分析技术的区划边界研究仍较为不足。此外,区划原则、区划层次单元命名均存在明显的差异,这与区划系统的规范性发育不足有关,同时也是区划目的差异不可避免的结果。
基于此,本研究的目的为明晰各区域的生态功能定位,保障中国主要生态资源的生态安全,为国家或区域战略决策、生态资源保育、生态环境保护与建设等提供科学依据。本区划以中国各县为基本区划单元,运用现代生态学理论、区划理论以及GIS技术手段,通过分析研究主要生态因子、生态系统类型及其生态功能空间分异规律,在确定分区方法、分区原则、分区依据和指标的基础上,对中国进行生态区域划分。
1方法与数据
1.1区划原则
主导因素原则:区域生态系统的形成过程及其结构、功能是极其复杂的,它受多种因素的影响,是各个因素综合作用的结果。但在各个因素之中,必然有一两个因素起主导的、决定性的作用,其他因素只起调节、修正或协同的作用。本区划一级生态大区的主导因素选定为温度、降水和海拔,二级生态地区主导因素为地貌,三级生态区主导因素为生态系统类型。便于生态管理原则:生态区划的目的是促进资源的合理利用与开发,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。因此,本区划坚持便于生态管理原则,各级生态分区的边界保持与县界一致。