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海河流域各种分区方案对水生态功能分区的启示及实践

媒体:赛杰奥  作者:赛杰奥
专业号:红树林基金会
2019/7/5 11:48:40

新中国成立以来,我国先后开展了各种各样的区划、规划和分区,但多数方案侧重于单项要素或陆域生态系统,缺乏对陆域生态系统与流域水生态系统、社会经济系统之间相互作用的综合考虑。

※  现有分区方案比较与启示

现有分区方案中,涉及海河流域的大致可以分为以下几类: 自然地理区划、生态功能区划、水功能区划、生态水文区划、水资源区划等。众多分区方案有一个共同的特点,都把自然环境因子作为分区的重要依据。

▼表  涉及海河流域的各种分区方案比较

不同分区方案在分区指标、分区方法等方面存在显著差异。自然地理区划重点考虑了地貌、气候、水文、土壤和植被等环境因素的空间特征,根据上述要素的空间耦合特征进行自然区划。虽然一些自然地理区划也强调人类利用等因素,但是人为因素不是分区的主要指标。生态功能区划不仅仅关注自然环境因素,而且关注人类利用与自然环境的关系。生态功能区划突出了生态环境问题和人类活动对生态环境问题的影响。水功能区划、生态水文区划和水资源区划都属于专题区划,更多地强调水的各种功能,所以区划指标以水为核心。水功能区划采用了分类、分区的理念,以流域为单元进行逐级划分。但是水功能区划仅仅是对可见水体的功能划分,而不是整个流域的功能分区。生态水文区划更多地强调一个区域的水文、水资源特征,并结合区域的生态环境状况进行分区。水资源区划是更加专题化的分区,区划指标都与水资源有密切关系。但是水资源区划采用的区划基础偏重于社会经济指标,采用聚类分析方法进行分区。

※  现有分区方案对水生态功能分区的启示

现有分区方案中,既有偏重自然环境空间特征的自然地理区划,又有偏重生态环境问题的生态功能区划;既有综合性的区划,又有专题化的区划。绝大部分区划都采用了分级、分区的基本方法,即区划是多级分区,每一级区划采用一个或几个分区指标,次级分区都受到上级分区范围的限制。在具体分区技术上,大部分区划方案都采用自上而下,逐级划分的分区技术,即先在研究区内划分出一级分区单元,然后在一级分区单元内部进行二级单元划分,在二级单元内划分三级单元,依次类推。自上而下分区技术运用过程中,一般还需要运用空间叠加技术,以及叠加后边界判定等方法。因此,自上而下分区技术实际上是多种技术的融合。有少数区划方案采用自下而上,合并小区域单元为大区域单元的分区技术,例如《海河流域水资源管理分区研究》 (柳长顺等,2004)。自下而上分区技术比较简单,即把空间上相邻,属性上相似的区域合并。但是,自下而上合并的分区方法必须有最小研究区域单元(如以较小行政区为最小研究单元),然后才能合并。自下而上分区方法存在一个明显缺点,小区域单元的边界决定了合并后大区域单元的边界。

涉及海河流域的大部分自然地理区划和生态功能区划实际上都属于综合区划,它们综合了多个自然因子或社会经济因子,区划不是针对某一项社会需要,而是服务于更广泛的领域。专题区划则是围绕某一环境或社会因素进行分区,都有一个核心要素,如水功能区划主要围绕水对人类的服务功能这一核心进行分区。因此专题区划更具有针对性,是针对某一环境要素进行的区划。总体来看,综合自然区划服务的范围广而不专,专题区划服务的范围专而不广。

与水生态相关的一些区划方案都力求打破行政边界的束缚,多以流域边界为区划范围,根据流域的自然属性进行分区。但是,由于中国实行以行政区为基础的政府管理体系,即使成立一个统筹全流域的职能部门,也必须让各行政区最终实施。要打破这种尴尬的局面,还需要从区划方法上认真探索。

※  海河流域水生态功能分区

鉴于现有分区方案的研究经验,海河流域水生态功能分区,既不宜定位于综合区划,也不宜定位于专题区划。海河流域水生态功能分区应定位于综合区划和专题区划有机结合的区划。

▲ 海河流域一级、二级分区技术路线

这种有机结合体现在4 级区划上,其中一级、二级区划属于综合区划,综合考虑多种自然环境因素;三级、四级区划属于专题区划,针对具体水生态环境问题进行分区。在分区指标体系的选择上,一级、二级分区指标侧重具有宏观空间分异的自然环境因子;三级、四级分区指标体系侧重与水生态环境问题相关的社会经济因子,同时兼顾具有次级空间分异的自然因子。在分区方法上,一级、二级分区宜采用自上而下的分区方法;三级、四级分区宜采用以行政单元为基础自下而上合并的分区方法。

▲ 海河流域一级分区流程图

▲ 海河流域二级分区流程图

海河流域水生态功能分区是为解决日益严重的水生态环境问题服务的分区,因此,在分区方案中尽可能融合其他相关分区的一些优点,每一级分区都充分考虑如何便于管理。一级、二级分区以自然环境因子为依据,采用自上而下的分区方法,识别出具有宏观空间特征的自然单元,以便于利用现代RS (遥感) 和GIS 技术进行宏观监测管理。三级、四级区划以社会经济因子为主要依据,采用自下而上合并最小行政单元的分区方法,识别出有相同水生态问题的行政区域,以便于以行政区为基础对具体问题进行有针对性的管理。

本文摘编自《海河流域水生态功能分区研究(第二版)》(陈利顶,孙然好,汲玉河著.北京:科学出版社,2017.9)一书,有删减,更多地图请见本书。

ISBN 978-7-03-054156-7

责任编辑: 刘超

《海河流域水生态功能分区研究(第二版)》系统介绍了海河流域的水生态功能分区。全书共分9 章,在介绍水生态功能分区概念与内涵的基础上,重点论述了海河流域自然环境、社会经济和人文特征的空间异质性,以及水资源、水环境、大型底栖动物、水生植物、鱼类和藻类等水生态系统的时空演化规律,并对海河流域水生态功能的主要驱动因子进行了辨识, 最后构建了海河流域水生态功能一级、二级、三级、四级分区的指标体系,完成了分区的野外验证和水生态系统安全性评估。

 


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