規劃環評中的生態空間識別與生態影響評價探索
——以長春新區發展規劃為例

王成新，秦昌波，呂紅迪，石巖

（環境保護部環境規劃院，北京 100012）

規劃環評中的生態空間識別與生態影響評價探索
——以長春新區發展規劃為例

王成新，秦昌波*，呂紅迪，石巖

（環境保護部環境規劃院，北京 100012）

強化空間管理是規劃環境影響評價優化空間開發、促進“多規合一”的新要求。同時，探索生態空間管控體系是國土空間規劃的重點任務之一。本文以長春新區發展規劃為例，提出前端空間引導、后端影響調控的生態空間管理體系。前端通過生態系統評價和生態空間識別，提出生態保護紅線劃定建議方案，確定開發“底線”。后端通過InVEST生境質量評價技術，對生境退化度及生境質量進行空間評價，識別生境威脅源影響區域，提出優化空間布局的規劃調控建議。研究表明：耕地是新區發生變化幅度最為顯著的用地類型，納入生態空間管控的用地約占16.2%。其中，15.8%的用地建議納入生態保護紅線進行管理。未來城市開發對生境有一定影響，整體生境質量平均值由0.401下降至0.328。

空間管控；生境質量；InVEST；規劃環評

引言

規劃環境影響評價（以下簡稱“規劃環評”）是相關規劃審批的重要依據。規劃環評由于涉及較大尺度的國土空間，強調規模、布局、結構的環境合理性和可行性，對規劃空間布局方案的審視是規劃環評的主線[1]。規劃環評以定性為主，側重于分析規劃方向與政策的相符性、協調性，提出指導性意見，而區域環評以定量分析為主，側重于約束性的結論，在具體實踐中需要將兩者結合[2]。空間規劃的提出對現行規劃環評制度提出新的要求，需要升級規劃環境影響評價制度[3]。在國家空間規劃探索中，提出了在城鎮、農業、生態空間中劃定城鎮開發邊界、永久基本農田、生態保護紅線的“多規合一”思路[4]。同時，為進一步提升規劃環評質量，充分發揮規劃環評優化空間開發布局、推進區域（流域）環境質量改善以及推動產業轉型升級的作用，環境保護部要求規劃環評工作加強空間管制、總量管控和環境準入等內容[5]。要求以生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和環境準入負面清單為手段，強化空間、總量、準入環境管理。識別并確定需要嚴格保護的生態空間是落實空間管控的重點任務之一，提出應重點保護的生態空間清單，作為區域空間開發的底線[6]。生態空間完整性建設與保護，成為深化生態文明體制改革的重要內容[7]。基于此，本文從建立生態空間管控體系出發，結合生境質量進行定量分析，提出規劃空間布局優化調整建議，以期為規劃環評中強化空間管理提供經驗借鑒。

1 研究區概況

2016年3月，經國務院批準，長春新區正式成立，成為全國第17個國家級新區。長春新區是長吉圖開發開放、東北振興和哈長城市群建設三大國家戰略的疊加區域。長春新區規劃范圍包括長春新區、長春新區控制區兩個層次。因長春新區在空間分布上較分散，為保障生態系統與環境功能區的完整性，本研究以長春新區控制區為生態環境影響的評價范圍。研究區生態系統完整，“山水城林田”格局穩定。研究區屬于溫帶平原農田區，以農田植被為主，在大黑山地區分布著以溫帶針闊葉混交林為主的森林植被。

2 土地利用變化格局解析

土地利用類型的改變反映人類改變地表覆被的能力，也是人類生產生活活動的直接體現。研究土地利用變化對于解析城鎮、農業、生態空間格局變化，識別生境質量影響，制定生態保護和土地管理政策具有重要意義。

2.1 構建土地轉移矩陣

土地利用數據選取現狀年（2015年）以及規劃期末（2030年）兩期矢量數據，數據精度1:1萬，統一柵格化處理為5m×5m。為便于分析人工用地和非建設用地的轉換，根據研究區土地利用類型劃分為二級分類體系，將土地利用類型劃分為耕地、園地等8種用地類型。利用ArcGIS軟件將兩期數據進行疊加，獲得土地利用轉移矩陣，見表1。

2.2 土地利用轉移分析

研究區范圍內土地利用類型以耕地為主，草地及園地所占比例最小。由表1可以得出以下結論：建設用地是所有土地利用類型中增加最明顯的，耕地向建設用地轉換的比例最大，貢獻89.8%。林地、草地、水域等也有少許用地轉換為建設用地。規劃期末耕地面積顯著下降，約減少1/3，變化幅度在所有土地利用類型中最為顯著，除向建設用地轉換外，也有耕地向林地轉移。規劃期末林地面積處于增加趨勢，增加的用地主要來源于耕地，以及少許的建設用地和水域。草地面積呈下降趨勢，主要轉移對象為建設用地，也有少許轉換為林地。水域與其他用地變化幅度不大，主要轉移用地類型為建設用地。

3 生態空間管控思路與方案

通過土地利用變化解析，各類建設用地對生態用地的占用，是未來需要重點管控的內容。目前，對于生態空間界定與劃定方法尚未形成技術規范，用地類型的定性識別是確定劃定范圍的主要方法。本研究從生態保護紅線管控重要生態空間的思路出發，基于生態保護紅線劃定技術方法，通過生態系統服務功能重要性評價和生態系統敏感性評價，將生態保護紅線外圍具有重要生態功能的緩沖區域納入生態空間。在此基礎上，運用國外形態學景觀分析技術，識別城鎮、農業、生態三大空間用地格局，將具有生態功能的用地作為生態空間的最大管控范圍，從而建立生態空間分級管控體系。

表1 土地利用轉移矩陣 單位：km2

3.1 生態系統評價

按照環境保護部印發的《生態保護紅線劃定指南》的要求，需要開展生態系統服務功能重要性和生態系統敏感性評價。結合新區在吉林省主體功能區規劃中的定位，基于植被類型、土壤、地形坡度、NDVI、氣象等數據，開展土壤保持、水源涵養等生態系統服務功能重要性評價以及水土流失敏感性評價。經評價，研究區范圍內生態重要區及敏感區主要分布在大黑山及石頭口門水庫周邊。評價結果顯示，土壤保持極重要區僅占1.6%，較重要區占2.7%。水源極重要區占3.7%，較重要區占1.5%。具有強度侵蝕的水土流失極敏感區僅占2.2%。

3.2 基于景觀鑲嵌技術的空間識別

農業、生態、城鎮空間的劃定是空間規劃、“多規合一”的重要內容。在國家印發的《關于劃定并嚴守生態保護紅線的若干意見》中，明確了生態空間的類型，從用地類型上劃定農業、生態、城鎮空間具有較好的可操作性。在現狀用地類型中，農業空間包括耕地、園地、設施農用地、農田水利用地等用地類型，是主導的空間類型，占研究區總面積的71.0%。生態空間包括林地、草地、水域、灘涂、溝渠、沙地、裸地等類型，占研究區總面積的11.3%。城鎮空間包括城市、城鎮、村莊、工礦用地、交通用地等以人工用地為主的類型，占研究區總面積的17.7%。

為便于分析三區用地功能類型，識別三區空間用地斑塊的空間特征，本研究利用Guidos分析軟件中的景觀鑲嵌（landscape Mosaic）模塊，對研究區地表類型進行評估。將現狀三區分布數據進行柵格轉換，柵格大小為5m×5m。按照10%、60%、100%的臨界值，沿三個軸線方向將城鎮、農業、生態空間劃分為19個功能類型[8,9]。

如表2所示，研究區以農業功能主導的空間占比最大，占總用地的70.19%。其次為以城鎮功能為主的空間，以生態功能為主的空間占比最小。以AA、DD、NN為代表的用地類型占比最顯著，以復合功能為主的灰度用地占比最小，不足2%，表明現狀用地格局和結構比較明顯、單一，城鎮、農業、生態三個分區之間的用地界線比較清晰，用地景觀類型之間交互影響的區域較少。從空間分布來看，研究區南部分區以城鎮空間為主，北部分區主要以農業空間為主，研究區東部大黑山周邊及飲馬河流域的生態空間形態較完整。

表2 長春新區三區空間識別結果

3.3 生態保護紅線與生態空間管控方案

生態保護紅線管控重要生態空間。將生態系統重要性和敏感性評價確定的極重要區、極敏感區以及較重要區、高度敏感區等區域納入生態保護紅線，共182.8km2，占新區總面積的15.8%。其中，石頭口門水庫、大黑山、卡倫湖濕地、飲馬河等河流建議納入核心管控區，實施重點管控，占新區總面積的7.1%。將景觀鑲嵌技術識別出的N、Na、Nd、Nad、NN用地作為生態空間用地，占11%。從空間上看，兩種方法識別的區域具有較高的重合度，共識別出生態空間用地187.3km2，占16.2%。位于新區建設用地范圍內的生態空間除規劃為城市公園綠地外，河流及交通干道兩側須預留防護綠地，結合道路及河流走向，維護“1+4+4”的生態廊道格局。

4 生境質量影響評價技術

我國現行規劃環評存在方法程序不完善、配套制度不健全等問題，除前端需加強空間管控外，還需要在后端對生態環境影響進行評價，這也是目前規劃環評技術方法較薄弱的環節。關于生境質量影響的定量評價技術在生態學領域已有較成熟的運用，在規劃環評中鮮有研究。因此，本文從健全規劃環評空間管控體系的角度出發，引入生境質量評價模型，從后端進行規劃影響調控。

4.1 生境質量的評價方法

生態系統服務價值、土地生態適宜性、生態足跡法和景觀生態安全格局等評價方法在規劃環評中生態環境影響中得到了廣泛應用[10-13]。關于生境質量的評價多采用基于景觀生態學和生態適宜性模型等方法[14-16]。近年來，基于威脅源的生境影響評價逐漸成為研究熱點。InVEST（Integrated Valuation of Ecosystems Services and Tradeoffs）模型是由美國斯坦福大學、世界自然基金會和大自然保護協會共同開發的生境評價模型，具有需求量相對較少、計算結果可視性強的特點[17-19]。本研究運用InVEST模型中的生境質量模塊（Habitat Quality），對研究區現狀及規劃目標年用地進行生境質量分析，構建生境適宜度與生態威脅源的聯系，計算威脅源對生境的負面影響，通過對生境的適宜情況和退化程度計算生境質量變化情況。生境退化度體現人類活動對生境產生的影響，主要表征威脅源對生境造成的退化程度。本次評價將城鎮用地、農村居民點、主要交通干道和耕地等人類活動的空間定義為生境的威脅源。

生境退化度由5個因素決定：不同威脅源權重（ωr）、威脅源強度（ry）、威脅源在生境的每個柵格中產生的影響（irxy）、生境抗干擾水平（βx）以及每種生境對不同威脅源的相對敏感程度（Sjr）。5個影響因素的取值皆在0～1。生境類型j中柵格x的退化度可由式（1）和（2）計算得到，其中假設生境威脅源產生的影響隨距離的加大線性衰減。

其中，r為生境的威脅源；y為威脅源r中的柵格；dxy為柵格x（生境）與柵格y（威脅源）的距離；drmax為威脅源r的影響范圍。

生境質量指環境為個體或種群的生存提供適宜的生產條件的能力。生境中每個柵格的生境質量由兩個因素決定：①自身作為生境的適宜情況，即生境適宜度，取值范圍介于0～1，1表示該生境具有最高適宜度，相反非生境取值為0；②式（1）中計算的生境退化度。生境質量計算公式如下：

其中，Hj為地類j的生境適宜度；Dxj為地類j中柵格x的生境退化度；k為半飽和常數，即退化度最大值的一半；z為模型默認參數。

根據以上公式，結合研究區土地利用覆被類型與數據可獲得性，對模型中的數據進行柵格化處理，統一數據精度為5m×5m。模型中主要涉及的參數有威脅源影響范圍及其權重、生境適宜度及其對各威脅源的敏感程度，結合模型默認推薦值及相關參考文獻綜合確定[17]，詳見表3。

4.2 生境退化度分析

生境退化度分布采用自然間斷點分級法(Jenks)分為5級，研究區現狀和規劃目標年生境退化度如圖1、圖2所示。從空間分布來看，2015年研究區最外圍有少許生境未受影響區域，生境退化度分值最高的區域在耕地、建設用地周邊的水域以及大黑山余脈的部分山體。規劃期末，建設用地范圍內的綠地、河流等受人類活動的威脅較大。中部大部分區域處于中等退化區域，由于建設用地向北部的擴張，其周邊的生境退化程度呈擴大趨勢。飲馬河東部空港經濟區的人類開發活動對東部大黑山余脈的生境影響呈加劇趨勢。

表3 生境適宜度及其對不同威脅源的相對敏感程度

生境退化度評價結果如表4所示。與2015年相比，較低或生境為0的區域增加19.6%。生境退化度“低”等級區域所占比例下降較大，減少15.5%。生境退化度為“中”等級區域略有下降，但影響趨勢向北轉移。生境退化度“高”及“較高”區域變化不大，由6.5%上升為8.1%。由此可見，未來由于城市用地擴張對周邊生境退化的有一定的影響，但其對優質生態資源造成的生境退化影響較小。

表4 生境退化度評價結果匯總

4.3 生境質量變化

圖1 2015年生境退化度分布圖

圖2 2030年生境退化度分布圖

圖3 2015年生境質量分布圖

圖4 2030年生境質量分布圖

2015年，研究區內生境質量平均值為0.401。由圖3可知，生境質量較好的區域主要分布在石頭口門水庫周邊及下游飲馬河、大黑山余脈的部分山體、卡倫湖周邊等區域。總體來說，研究區范圍內優質生態資源較少，僅占區域面積的10.1%，生境質量較低的區域占比達到78.7%，主要分布在高新南區以及北部的大部分區域。2030年，研究區內生境質量平均值為0.328，與2015年相比減少0.073。由圖4可知，規劃期末生境質量最好的區域主要分布在石頭口門水庫周邊及下游飲馬河、大黑山余脈、卡倫湖等區域，干霧海河及新區建設用地內規劃的帶狀綠地對生境質量的影響有較大提高。飲馬河東側區域的用地開發對飲馬河及大黑山生境質量有一定影響，出現了生境質量下降區域。值得注意的是，建設用地范圍內規劃預留的帶狀生態綠地，減弱了城市開發對區域生境質量的影響。

前后兩期生境質量分級結果見表5，至規劃期末，生境質量高和較高的區域占區域總面積的11.5%，相比2015年的10.1%，生境質量優良區域略有上升。總體來說，研究區范圍內生境質量較低或生境為0的區域占比最大，占新區總面積的79.2%，與2015年相比增加0.5%。生境質量為低或中的區域總體變化不大，與2015年相比減少0.8%，生境質量有一定改善。

兩期生境質量相減，得到研究區生境質量變化圖，如圖5所示。研究區北部區域由于城市開發占用耕地、河流等生態用地，導致生境質量出現下降，總體下降趨勢在0.3～0.6，生境質量下降較大的區域在飲馬河東部的空港新區，其城市開發對大黑山余脈生境質量的影響較大，影響程度在0.6以上。石頭口門水庫周邊及新區內的部分河流等出現小幅的生境質量下降情況，下降趨勢在0.1～0.3。研究區北部建設區范圍內因規劃有帶狀的城市綠地，對生境質量有一定改善。

表5 生境質量評價結果匯總

圖5 生境質量變化圖

對生境質量變化情況進行分級評定，分析研究區因城市開發帶來的生境質量變化情況，如表6所示。73.36%的區域生境質量變化處于-0.005～0.005，生境質量基本保持穩定，此類區域包括高新南區、北部區域的未占用耕地等大部分區域。生境質量變化處于-0.6～-0.3的高惡化區域占新區面積的20.12%，此類區域生境質量出現了一定程度的下降。生境質量變化處于嚴重惡化的區域占總面積的1.2%，需要在未來規劃建設中調整用地方案，少占或不占生態用地，合理控制開發強度。生境質量有所改善的區域（0.1～1）占比3.6%，主要集中在建設區內部規劃預留的城市綠地、河流及道路防護用地等、此類用地對區域生境質量的提高有較大幫助。

表6 規劃期末生境質量變化匯總

5 結論與不足

本研究基于國家對規劃環評加強空間管理的新要求，結合國家關于生態空間與生態保護紅線的劃定技術方法，將形態學景觀鑲嵌分析技術引入生態空間功能類型評估，在規劃前端建立以生態保護紅線為核心的生態空間分級管控體系，確立城市開發的“底線”。規劃后端將InVEST生境質量評價模型引入規劃環評領域中，從定量角度分析用地變化帶來的生態影響，避免了傳統技術方法過多的主觀意識。通過在長春新區發展規劃環境影響評價中應用，經研究得出以下結論：

（1）通過建立規劃期末用地與現狀用地轉移矩陣，分析各類用地之間的相互轉化關系，對于制定土地管控政策具有指導意義。研究表明，耕地是現狀用地中最多的類型，也是未來建設用地增加的主要來源。耕地面積至規劃期末顯著下降，約減少1/3，變化幅度在所有土地利用類型中最為顯著。

（2）生態空間管控是規劃環評改革的重要內容之一。形態學景觀分析技術對于健全生態空間管控體系，優化城鎮、農業、生態三區功能布局具有一定的指導作用。研究表明，研究區范圍內經生態評價識別出的生態極重要區和極敏感區占比非常小，現狀用地格局和結構比較明顯、單一，城鎮、農業、生態三個分區之間的用地界線比較清晰，識別出的以N、Na、Nd、Nad、NN為主導生態空間的用地，僅占新區總面積的11%。

（3）開展生境質量影響后評價，應作為規劃環評的提出準入要求的依據之一。基于InVEST模型的生境質量評價方法，能夠從定量、可視化角度對規劃用地方案提出調控建議，引導用地合理布局，避免了規劃評價的主觀性和不確定性。研究表明，長春新區生境退化度在0～0.183，城市開發對生境退化有一定影響，但其對優質生態資源造成的生境退化度變化幅度較小。2015年研究區內生境質量平均值為0.401，規劃期末生境質量平均值為0.328，略有下降。生境質量下降較大的區域在飲馬河東部的空港新區，其城市開發對大黑山余脈生境質量的影響較大，影響程度在0.6以上。

本研究對生境質量的評價主要基于土地利用覆被類型，因數據的可獲得性，未考慮不同植被覆蓋水平以及工業、居住等用地類型對生境威脅源的敏感程度。對生境威脅源的影響范圍及其權重等參數的確定主要基于模型建議值，未結合研究區的生境特征進行匹配。因此，需要在今后的研究中進一步開展生境調查，關注關鍵參數的確定方法。

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Exploration of Ecological Space ldentification and Ecological lmpact Assessment in Planning Environmental lmpact Assessment—A Case Study of Changchun New District Development Planning

WANG Chengxin, QIN Changbo*, LV Hongdi, SHI Yan
( Chinese Academy for Environmental Planning, Beijing 100012)

Strengthening space management is a new requirement for planning environmental impact assessment to optimize the spatial development and promote the multiple-plan integration. Meanwhile, exploring ecological space control system is one of the most important tasks of spatial planning. With the development planning of Changchun New area as an example,this paper puts forward the management system of ecological space, which is the space guidance on the front-end and effect regulation on the back-end. Proposed ecological redline delineated proposal to determine the development baseline through ecosystem assessment and ecological space identification on the front-end. Based on the evaluation of habitat degradation and habitat quality, the InVEST was used to evaluate the habitat impact source, and the control suggestions were put forward.Research suggested that the cultivated land is the most significant change rate of land use type, the land taken into ecological space accounts for 16.2%. Among them, 15.8% of the lands should be included in the ecological redline management. City development has a certain effect on the habitat, the average habitat quality decreased from 0.401 to 0.328.

spatial control; habitat quality; InVEST; planning environmental assessment

X321

1674-6252（2017）06-0088-07

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.06.088

王成新（1982—），男，碩士，助理研究員，主要研究方向為城市環境規劃、生態規劃與評價，E-mail:wangcx@caep.org.cn。

*責任作者： 秦昌波（1981—），男，博士，副研究員，主要從事環境管理、環境保護政策方面的研究，E-mail: qincb@caep.org.cn。