中国生态用地研究:内涵、分类与时空格局

生态用地具有涵养水源、保护土壤、防风固沙、调节气候、净化环境、保护生物多样性等生态功能，是一个地区国土生态环境质量好坏的“晴雨表”。随着我国经济社会高速发展和城市加速扩张，生产建设对土地的需求日益旺盛，导致原有的生态用地被大量挤占，许多具有特殊生态价值的土地(如湿地)丧失其生态功能，加速原本就十分脆弱的生态系统日趋恶化，最终造成诸多环境问题。因此，为扭转盲目发展经济、大量损耗土地生态价值的不利局面，有必要深入研究生态用地的概念内涵与变化态势，合理配置生态用地的数量结构与空间布局，充分发挥土地资源的生态效益和经济社会效益，进一步优化国土空间开发格局。

目前，国际上对于生态用地的内涵没有明确和统一的定论，生态用地也尚未作为一个独立的用地类型提出。其中，“生态土地分类”属于土地分类中的分布学途径，以景观生态学为指导思想，分类原则强调土地功能的综合性，不同的分类等级在地域上有密切联系。国外的生态用地分类，一般都从宏观上把土地看作一个整体进行分类，不少都渗透了生态用地的思想和理念。其中，Bailey[1]认为土地是复合生态系统，在分类时将生态系统综合成较大的地理单元，将其与周围有交互作用的单元联系起来；Zonneveld[2]认为景观是土地的同义语，基于景观生态学理论提出了包括生态地境、土地片、土地系统、主景观等在内的不同空间分布等级；Klijn[3]则提出了生态土地分类的等级和体系，并例证了等级分类方法的实际意义和价值；Rowe[4]还基于生态学理论，采用地理测绘等技术手段，通过识别土地单元类型来进行土地分类分级。此外，在土地生态利用实践上，以堪萨斯城土地生态分类为代表[5]，美国的生态土地分类中绝大部分都是未经人为开发利用的自然土地，并在土地利用分类中把湿地划分为一级类，充分体现了对土地生态特性的重视和保护。

在国内，学术界对“什么是生态用地”的探讨，一直以来都是生态用地研究中的热点问题。众多学者从不同角度对生态用地内涵进行了阐述或界定，概况地看，在区域尺度上主要形成3种观点：第一种观点是“生态要素决定论”[6]，主要从土地空间形态角度来定义生态用地。认为生态要素的空间定位统称为生态用地，按空间展布形态分为两类：成片森林、湖泊水体、湿地、农业用地以及开敞空间等属于斑块状生态用地，河流、交通走廊、沿海滩涂等属于线状或带状生态用地。第二种观点是“生态功能决定论”[7, 8]，单纯从土地生态功能角度来定义生态用地。认为凡是具有生态服务功能、对于生态系统和生物生境保护具有重要作用的土地都可视为生态用地，包括农田、林地、草地、水域和沼泽等在内的、地表无人工铺装的、具有透水性的地面等都可以纳入生态用地的范围。第三种观点是“主体功能决定论”[9, 10, 11, 12]，侧重从土地主体功能角度来定义生态用地。认为土地是一个综合的功能整体，应以土地的主体功能来划分生态用地和生态空间，生态功能是土地利用生产和生活功能实现的前提，对于以经济产出为核心目的的农业生产用地，如耕地、养殖水面等不作为生态空间考虑；生态用地以发挥自然生态功能为主，区别于生产和生活用途，其生态系统服务功能重要或生态环境脆弱、生态敏感性较高，包括为人类所利用、但是用于农用和建设用以外的土地，以及人类不直接利用，但在维护生物多样性、生态平衡以及地球原生环境等方面作用明显的土地。在实践中，生态用地的概念还被引入到西北干旱区、北方农牧交错带、典型岩溶地区、陕北沙区、城市(开发区)等特定区域的相关研究中[13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23]，应用领域和范围不断扩大。

在管理中，相关行政主管部门虽然一直未对生态用地的概念和内涵进行专门界定，但“生态用地”一词却在政策文件中屡被提及，生态用地的生态功能更是得到突出强调。例如，《全国土地利用总体规划纲要》[24]提出，“充分发挥各类农用地和未利用地的生态功能，严格保护基础性生态用地，严格控制对天然林、天然草场和湿地等基础性生态用地的开发利用；(规划期内)具有重要生态功能的耕地、园地、林地、牧草地、水域和部分未利用地占全国土地面积的比例保持在75％以上”。《全国生态环境保护纲要》[25]提出“加强生态用地保护，冻结征用具有重要生态功能的草地、林地、湿地”，此后在《全国生态功能区划》[26]中明确了我国生态保护的50个重要生态功能区，总面积为2.25×106 km2。《全国主体功能区规划》[27]提出“严禁改变重点生态功能区生态用地用途”，并明确划定了我国25个重点生态功能区，涉及县域行政区面积为3.86×106 km2。可以看出，受限于管理职能的不同侧重点，不同部门在实施生态用地管制的范围上仍存在较大分歧。

笔者认为，在应用于土地资源管理实践的前提下，对生态用地进行界定应以生态功能主体性作为基本准则，从不同尺度地域上满足人类及其他生物所需的自然环境条件和效用来区分和定义土地的生态功能。因此，生态用地是指生产性用地和承载性用地以外，以提供生态产品、环境调节和生物保育等生态服务功能为主要用途，对维持区域生态平衡和可持续发展具有重要作用的土地利用类型。其中，环境调节功能主要是指气体调节、气候调节、水文调节、土壤调节与控制、干扰调节等，生物保育功能主要是指为人类之外的其他生物提供栖息地、基因库、生物防治等(表 1)[28]。此外，考虑到森林、草地、湿地(包括水域)等土地类型，在改善环境、维持生物多样性和区域生态平衡方面具有不可替代的重要作用，具有巨大的生态系统服务价值，可称之为基础性生态用地；盐碱地、沙地、裸岩及裸土地、高寒荒漠及苔原、冰川及永久积雪等土地类型，应以生态修复和保护为主，过度人类干预和开发会给生态安全带来严重负面影响，可称之为保全性生态用地；而部分农业生产用地(不包括灌溉水田等)，因侧重强调发挥其经济产出确保粮食安全，而不是维持区域生态环境的健康，不宜作为生态用地。

分类是将对象依据它们之间的相互关系进行排序和重置形成的特定组合。土地分类是对土地类型的划分，既是土地科学的基础任务，又是土地利用现状调查统计、评价和规划的重要环节，更是对土地实施有效管理的前提条件。

针对生态用地，国内学者从土地的覆盖状况、利用形式、内在功能、主要用途等角度出发，开展了一系列研究并提出众多分类方案，生态用地分类体系得到不断完善(表 2)。

但截至目前，生态用地分类尚未形成统一标准。有的分类体系理论性很强(如岳健[9]、邓红兵[11]、梁留科[33]等方案)，但实际操作起来难度很大，很难与现行土地利用监测与管理体系相衔接；有的分类虽然已在区域或城市尺度开展实践，但国家层面的分类系统研究仍很缺乏，已有分类标准和规范的差异性也很大。

土地是一个具有综合功能的系统，不仅要具有结构上的完整性，还必须实现功能上的连续性。土地系统的生产、生活、生态三大功能相互关联，形成统一整体而不可分割。从区域尺度上看，生态功能为土地系统所固有，是系统维持和发展的基础，也是生产功能、生活功能实现并可持续的前提条件；生产功能是影响土地生态系统服务功能发生转变的触发点，生活功能则主要取决于生产功能和生态功能的平衡关系和管理状况，体现系统综合发展水平。因此，基于生态系统服务的主体功能(价值)进行分类，应成为生态用地分类的基本原则和主要途径。

以生态系统服务主体功能为基础，可将生态用地划分为湿地、森林、草地和其他生态土地4个一级类型、19个二级类型(表 3)。其中，作为“地球之肾”的湿地，考虑其广义的定义与范围，又细分为沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、滨海湿地与人工湿地5个二级类型；作为“地球之肺”的森林，是地球上最大的陆地生态系统，对维系整个地球的生态平衡起着至关重要的作用，包括天然林和人工生态林，进一步细分为落叶林、阔叶林、混交林、灌木林与人工生态林5个二级类型；基于自然属性和植被盖度，草地可进一步细分为高盖度草地、中盖度草地、低盖度草地和人工生态草地4个二级类型；其他生态土地包括盐碱地、沙地、裸岩及裸土地、高寒荒漠及苔原、冰川及永久积雪5个二级类型，此类土地生态功能较为脆弱，需要避免人类活动过度干扰，强化自然保留与修复，降低引发生态灾害的风险。在此分类体系下，湿地、森林、草地统称为基础性生态用地，是具有较强的自我调节、自我修复、自我维持和自我发展能力的土地，能通过维持自身生态结构和功能对主体生态系统的稳定性、高生产力及可持续发展起到支撑和保育作用，对当地乃至区域自然生态环境起到重要的调节作用；其他土地则为保全性生态用地，即自身生态系统脆弱甚至生态功能退化的土地，应以生态修复和保护为主，人类活动过度干预会给生态安全带来负面影响的土地。

考虑到数据的可获取和延续性，基于2002―2008年全国土地利用变更调查数据，以地级市作为数据分析和空间展示的基本单元，本文将生态用地分类与《全国土地分类(过渡期间适用)》进行了一一对照(表 4)。其中，灌溉水田和其它农用地不同，作为一种人工湿地系统，它在蓄滞洪水、补充地下水、保护环境、维护生态平衡中具有其它农业系统不能取代的作用，因此将其并入生态用地分类中的人工湿地类型，再加上《全国土地分类(过渡期间适用)》中的人工草地和人工林地，在范围上分别大于生态用地分类中的人工生态草地和人工生态林地，最终会导致基于土地利用变更调查数据计算得到的生态用地总量规模会略为偏大。

初步结果表明(表 5)，我国生态用地总量在2002、2005和2008年分别为7.67×106 km2、7.65×106 km2和7.64×106 km2，约占陆域国土面积的80%。2002年至2008年，全国生态用地总量减少0.4%，呈逐年下降态势，年均减少约0.55×104 km2。其中，仅浙江和广东两省面积增加，西藏、黑龙江、云南和上海4省(区、市)变化不大，其余26个省(区、市)均呈下降态势，天津降幅最大高达8.2%。从地区分布看，新疆、西藏、内蒙古和青海位居前四位，2008年生态用地面积均超过0.70×106 km2，再加上四川和甘肃，上述西部6省(区)生态用地总面积约为5.20×106 km2，约占全国生态用地总量的68%；东部和中部地区生态用地面积最大的分别为黑龙江(0.32×106 km2)和湖南(0.16×106 km2)，而天津、上海和北京等人口和经济集聚地区则极为缺乏生态用地空间。2008年我国基础性生态用地约为5.31×106 km2，其中东、中、西部地区基础性生态用地面积分别为0.52×106、0.94×106、3.85×106 km2，内蒙古、西藏和新疆的基础性生态用地面积在31个省(区、市)中位居前三。在空间分布上，基础性生态用地总量和人均基础性生态用地面积的特征相似，均呈现出“东南低、西北高”的特点，与人口“胡焕庸线”高度吻合(图 1)。其中，环渤海地区、山东半岛地区、河南北部和成渝地区较为匮乏(人均面积低于300 m2)，而内蒙古中部、西藏和新疆中部等地相对丰富。从基础性生态用地国土密度(即某地域单元内基础性生态用地面积与国土总面积之比)来看，环渤海地区、山东半岛地区、河南北部低于0.4，表明上述地区的开发建设活动十分剧烈；而除新疆天山以北地区外的西北大部地区该数据同样不超过0.4，则反映出当地自然生态环境本底较为脆弱，生态安全状况值得关注。2002年至2008年，全国基础性生态用地面积减少0.2%，降幅低于生态用地总量。其中，在356个地级市中，基础性生态用地面积增幅为正的有104个，广东汕尾、潮州、梅州以及安徽淮南、浙江台州、广西北海、河南焦作等地增幅超过10%；增幅为负的有251个，宁夏固原降幅最大接近50%。

总体上看，生态用地面积持续减少和城乡生态空间被过度挤占，究其原因还是自然因素和人类活动的复合影响所致。其中，人类不合理开发和过度建设造成了恶劣后果：城市快速扩张、滩涂围垦、填海造地、开山造城等大规模开发建设活动，不仅占用了大量耕地，在国家严格实行“占补平衡”、死守耕地红线的高压态势下，导致林地、草地等生态用地成为补充耕地的对象；再加上“围湖毁林”、“上山下滩”等现象层出不穷，更导致城郊区、开发区周边重要生态空间的迅速萎缩甚至消失，剧烈改变湿地、山地等生态系统的稳态结构和自调节功能，引发生态环境退化。因此，从长远看，如何正确处理人与自然的关系、生产与生态的关系、生态与民生的关系，切实保护人类赖以生存的生态环境和生态空间，既是实现经济社会可持续发展长期面临的战略主题，也是全面推进生态文明建设亟待破解的现实难题，需要进一步加强生态用地理论和实践研究，科学规划和合理配置生态空间，建立健全生态用地管理政策体系。

由于哈尔滨、银川、中卫等市涉及行政区划调整，在变化率的计算过程中按照行政单元进行了基础性生态用地数据的分割和合并等处理，以保持基期与末期数据口径一致

本文对生态用地内涵、分类和时空格局变化开展了探索研究，主要结论如下：

(1)长期以来，人们对生态用地的内涵争议颇多，在区域尺度上形成了“生态要素决定论”、“生态功能决定论”和“主体功能决定论”3种观点；与此同时，不同行政管理部门受限于管理职能差异，在实施生态用地管制的范围上也存在较大分歧。认为，对生态用地进行定义应以生态功能主体性作为基本准则，从不同尺度地域上满足人类及其他生物所需的自然环境条件和效用来区分和定义土地的生态功能。

(2)以生态系统服务主体功能为基础，生态用地分类体系包括湿地、森林、草地和其他生态土地4个一级类型、19个二级类型。其中，湿地、森林、草地统称为基础性生态用地，能通过维持自身生态结构和功能对主体生态系统的稳定性、高生产力及可持续发展起到支撑和保育作用，对当地乃至区域自然生态环境起到重要的调节作用；其他生态土地则为保全性生态用地，即自身生态系统脆弱甚至生态功能退化的土地，应以生态修复和保护为主。并以此为基础，开展生态系统服务重要性评估，根据主体功能的重要程度明确国土生态保护红线。

(3)2008年我国生态用地总量7.64×106 km2，约占陆域国土面积的80%，其中基础性生态用地约为5.31×106 km2；自2002年至2008年，我国生态用地面积呈逐年下降态势，年均减少约0.55×104 km2，全国基础性生态用地面积减少0.2%。其中，在356个地级市中，基础性生态用地面积增幅为正的有104个，增幅为负的有251个，华北和华东部分地区生态安全状况不容忽视。此外，基础性生态用地总量和人均基础性生态用地面积在空间上均呈现出“东南低、西北高”的特点，与人口“胡焕庸线”高度吻合；华北东部和西北大部分地区基础性生态用地国土密度均低于0.4，前者为剧烈的人类开发建设活动所致，而后者则反映了当地自然生态环境本底的脆弱性。

虽然本文构建了统一的生态用地分类系统，并在此基础上开展了生态用地时空格局分析，但考虑到生态用地规模及时空格局变化是基于不同土地分类体系衔接和数据转换，其结果的准确性与结论的可靠性有待于进一步选取典型区域开展实地验证。