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海河流域各種分區方案對水生態功能分區的啟示及實踐

媒體:賽杰奧  作者:賽杰奧
專業號:紅樹林基金會
2019/7/5 11:48:40

新中國成立以來,我國先后開展了各種各樣的區劃、規劃和分區,但多數方案側重于單項要素或陸域生態系統,缺乏對陸域生態系統與流域水生態系統、社會經濟系統之間相互作用的綜合考慮。

※  現有分區方案比較與啟示

現有分區方案中,涉及海河流域的大致可以分為以下幾類: 自然地理區劃、生態功能區劃、水功能區劃、生態水文區劃、水資源區劃等。眾多分區方案有一個共同的特點,都把自然環境因子作為分區的重要依據。

▼表  涉及海河流域的各種分區方案比較

不同分區方案在分區指標、分區方法等方面存在顯著差異。自然地理區劃重點考慮了地貌、氣候、水文、土壤和植被等環境因素的空間特征,根據上述要素的空間耦合特征進行自然區劃。雖然一些自然地理區劃也強調人類利用等因素,但是人為因素不是分區的主要指標。生態功能區劃不僅僅關注自然環境因素,而且關注人類利用與自然環境的關系。生態功能區劃突出了生態環境問題和人類活動對生態環境問題的影響。水功能區劃、生態水文區劃和水資源區劃都屬于專題區劃,更多地強調水的各種功能,所以區劃指標以水為核心。水功能區劃采用了分類、分區的理念,以流域為單元進行逐級劃分。但是水功能區劃僅僅是對可見水體的功能劃分,而不是整個流域的功能分區。生態水文區劃更多地強調一個區域的水文、水資源特征,并結合區域的生態環境狀況進行分區。水資源區劃是更加專題化的分區,區劃指標都與水資源有密切關系。但是水資源區劃采用的區劃基礎偏重于社會經濟指標,采用聚類分析方法進行分區。

※  現有分區方案對水生態功能分區的啟示

現有分區方案中,既有偏重自然環境空間特征的自然地理區劃,又有偏重生態環境問題的生態功能區劃;既有綜合性的區劃,又有專題化的區劃。絕大部分區劃都采用了分級、分區的基本方法,即區劃是多級分區,每一級區劃采用一個或幾個分區指標,次級分區都受到上級分區范圍的限制。在具體分區技術上,大部分區劃方案都采用自上而下,逐級劃分的分區技術,即先在研究區內劃分出一級分區單元,然后在一級分區單元內部進行二級單元劃分,在二級單元內劃分三級單元,依次類推。自上而下分區技術運用過程中,一般還需要運用空間疊加技術,以及疊加后邊界判定等方法。因此,自上而下分區技術實際上是多種技術的融合。有少數區劃方案采用自下而上,合并小區域單元為大區域單元的分區技術,例如《海河流域水資源管理分區研究》 (柳長順等,2004)。自下而上分區技術比較簡單,即把空間上相鄰,屬性上相似的區域合并。但是,自下而上合并的分區方法必須有最小研究區域單元(如以較小行政區為最小研究單元),然后才能合并。自下而上分區方法存在一個明顯缺點,小區域單元的邊界決定了合并后大區域單元的邊界。

涉及海河流域的大部分自然地理區劃和生態功能區劃實際上都屬于綜合區劃,它們綜合了多個自然因子或社會經濟因子,區劃不是針對某一項社會需要,而是服務于更廣泛的領域。專題區劃則是圍繞某一環境或社會因素進行分區,都有一個核心要素,如水功能區劃主要圍繞水對人類的服務功能這一核心進行分區。因此專題區劃更具有針對性,是針對某一環境要素進行的區劃。總體來看,綜合自然區劃服務的范圍廣而不專,專題區劃服務的范圍專而不廣。

與水生態相關的一些區劃方案都力求打破行政邊界的束縛,多以流域邊界為區劃范圍,根據流域的自然屬性進行分區。但是,由于中國實行以行政區為基礎的政府管理體系,即使成立一個統籌全流域的職能部門,也必須讓各行政區最終實施。要打破這種尷尬的局面,還需要從區劃方法上認真探索。

※  海河流域水生態功能分區

鑒于現有分區方案的研究經驗,海河流域水生態功能分區,既不宜定位于綜合區劃,也不宜定位于專題區劃。海河流域水生態功能分區應定位于綜合區劃和專題區劃有機結合的區劃。

▲ 海河流域一級、二級分區技術路線

這種有機結合體現在4 級區劃上,其中一級、二級區劃屬于綜合區劃,綜合考慮多種自然環境因素;三級、四級區劃屬于專題區劃,針對具體水生態環境問題進行分區。在分區指標體系的選擇上,一級、二級分區指標側重具有宏觀空間分異的自然環境因子;三級、四級分區指標體系側重與水生態環境問題相關的社會經濟因子,同時兼顧具有次級空間分異的自然因子。在分區方法上,一級、二級分區宜采用自上而下的分區方法;三級、四級分區宜采用以行政單元為基礎自下而上合并的分區方法。

▲ 海河流域一級分區流程圖

▲ 海河流域二級分區流程圖

海河流域水生態功能分區是為解決日益嚴重的水生態環境問題服務的分區,因此,在分區方案中盡可能融合其他相關分區的一些優點,每一級分區都充分考慮如何便于管理。一級、二級分區以自然環境因子為依據,采用自上而下的分區方法,識別出具有宏觀空間特征的自然單元,以便于利用現代RS (遙感) 和GIS 技術進行宏觀監測管理。三級、四級區劃以社會經濟因子為主要依據,采用自下而上合并最小行政單元的分區方法,識別出有相同水生態問題的行政區域,以便于以行政區為基礎對具體問題進行有針對性的管理。

本文摘編自《海河流域水生態功能分區研究(第二版)》(陳利頂,孫然好,汲玉河著.北京:科學出版社,2017.9)一書,有刪減,更多地圖請見本書。

ISBN 978-7-03-054156-7

責任編輯: 劉超

《海河流域水生態功能分區研究(第二版)》系統介紹了海河流域的水生態功能分區。全書共分9 章,在介紹水生態功能分區概念與內涵的基礎上,重點論述了海河流域自然環境、社會經濟和人文特征的空間異質性,以及水資源、水環境、大型底棲動物、水生植物、魚類和藻類等水生態系統的時空演化規律,并對海河流域水生態功能的主要驅動因子進行了辨識, 最后構建了海河流域水生態功能一級、二級、三級、四級分區的指標體系,完成了分區的野外驗證和水生態系統安全性評估。

 


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