空间功能区划基础理论与关键技术研究

本项研究以江苏省阜宁县为例进行了县级空间功能单元的划分，在此基础上在作为人文地理学基础理论的中心地学说以及空间数据的离散化处理技术等方面取得了突出的学术成就。 1、在县级空间功能区划方面，确定了划分的9个指标，即5个自然要素指标和4个人文要素指标（可利用土地资源、可利用水资源、水环境容量、生态重要性、自然灾害危险性、人口集聚度、经济发展水平、城镇影响度、交通优势度）。各个指标类型的赋值方式需要根据要素的自身特点来确定，赋值方式有：空间扩散赋值、面域单元赋值、离散化赋值三种类型。 根据指标项的内在涵义及指标之间的相互关系，将8个指标项分为3种类型：第一类指标包括人口集聚度、经济发展水平、城镇影响度和交通优势度4项指标，这四个指标从不同的视角刻画了县域各项事业的发展状况；第二类指标包括生态系统脆弱性和生态重要性2项指标，通过这两项指标的评价可以判断出区域生态系统应被保护的程度；第三类指标包括人均可利用土地资源和水环境容量2项指标，这两项指标反映区域国土空间开发的支撑条件。 在8个单项指标评价的基础上构建县域国土空间开发综合评价指数，以该指数的结果为主要依据进行精确划分。在指标分类归并的基础上，构建出县域国土空间开发综合评价指数，并通过该指数区分出“发展”或“保护”两类地域主体功能。为了便于管理，最后以行政村为基本行政单元进行空间落界。 2、在基础理论研究方面，作为地理学两大理论基石之一的中心地学说，由于其无法提供确定的时空参数条件，及其在演化过程模式上的缺失，致使其他空间结构模型无法与其对接，也导致完整的区域空间结构理论体系构建上的困难。本项目深入解析了不同等级中心地产生与演化的过程机理，构建了中心地等级体系的演化模型，推导分析和模拟结果显示中心地等级体系的产生与演化可分为萌芽期、成形期、完善期、成熟期和提升期5个阶段。受空间区位和中心性影响，中心地规模结构和功能结构存在显著不同，不仅同一级中心地规模可以存在很大的差异，甚至低等级中心地规模可以超过高一级中心地，而位于中央位置的中心地最终可形成中心地集聚区。研究表明基于均质平原假设条件，不仅可以形成均衡性的中心地功能结构，同时还可衍生出不均衡的中心地规模结构，从而完成了从纯理论的空间均衡模式的推导向不均衡的现实模式的解释和论证的转变。 2100433B

主体功能区划是现阶段我国区域空间布局优化的重要任务需求，而空间功能区划则是以市（县）域为对象，在对其进行人口、资源、环境、经济、社会等要素的综合性评价的基础上，进行城镇区、工业区、耕地保护区、生态保护区、旅游休闲区等空间功能类型区的划分，是主体功能区划的进一步延伸和细化。本项目旨在解决以市县为对象的空间功能区划的技术方法问题，满足国家急需的空间功能区划的任务要求，补充与完善现有的主体功能区划理论体系。在此过程中，针对空间功能区划所涉及到的区域空间结构理论与方法进行技术创新，确立适合于空间功能区划的理论基础，构建完整的空间功能区划的理论与方法论体系，以动态性扩散因子的空间赋值方法的解决为核心解决适合于空间功能区划的技术支撑体系，提供面向应用的可操作性强的集成性决策支持系统。在此基础上对区域空间结构理论与方法进行进一步的凝炼，以此提升人文地理学定量化、科学化分析水平。

目前生态功能区划的主要方法包括地理相关法、空间叠置法、主导标志法、景观分类法以及定量分析法等。

生态功能区划地理相关法

运用各种专业地图、文献资料和统计资料对区域各种生态要素之间的关系进行相关分析后进行区划。该方法要求将所选定的各种资料、图件等统一标注或转绘在具有坐标网格的工作底图上，然后进行相关分析，按相关紧密程度编制综合性的生态要素组合图，并在此基础上进行不同等级的区域划分或合并。

生态功能区划空间叠置法

以各个区划要素或各个部门的综合区划，包括水文地质区划、地形地貌区划、土壤区划、植被区划、水土流失区划、地震灾害区划、综合自然区划、生态敏感性区划、生态服务功能区划等图件为基础，通过空间叠置，以相重合的界限或平均位置作为新区划的界限。在实际应用中，该方法多与地理相关法结合使用。随着地理信息系统技术的发展，空间叠置分析得到越来越广泛的应用。

生态功能区划主导标志法

主导标志法是在生态功能区划时，通过综合分析确定并选取反映生态环境功能地域分异的主导因素的标志或指标，作为划分区域界限的依据。同一等级的区域单位按照这个主导标志或指标划分。用主导标志或指标划分区界时，还需用其他生态要素和指标对区界进行必要的订正。

生态功能区划景观分类法

应用景观生态学的原理，编制景观类型图，在此基础上按照景观类型的空间分布及其组合，在不同尺度上划分景观区域。不同的景观区域其生态要素的组合、生态过程及人类干扰是有差别的，因而反映着不同的生态环境特征。景观既是一个类型，又是最小的分区单元，以景观图为基础，按一定的原则逐级合并，可进行生态功能区划。

生态功能区划定量分析法

针对以定性为主的专家集成法在生态功能区划中存在的一些主观性、不够精确等缺陷，近年来数学分析的方法和手段逐步被引入到生态功能区划中，包括主成分分析、聚类分析、相关分析、对应分析、逐步判别分析等一系列方法均在区划工作中得到广泛应用 。2100433B

从2001年开始，环境保护部会同有关部门组织开展了全国生态环境现状调查。在此基础上，由中国科学院生态环境研究中心以甘肃省为试点开展了省级生态功能区划研究工作，并编制了《全国生态功能区划规程》。之后，按步骤陆续启动了各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团的生态功能区划工作。

初稿完成后，先后召开了多次全国性技术分析协调会和专家论证会。来自中国科学院、高等院校和相关研究单位的100多位专家，包括几十位院士参加了专家论证会，于2006年10月，形成《全国生态功能区划》征求意见稿。其后，将《全国生态功能区划》征求意见稿发送国务院各部门和各省、直辖市、自治区征求意见，并作进一步修改。修改稿完成后，又征求了部分院士的意见，于2007年5月形成了《全国生态功能区划》。

《全国生态功能区划》课题负责人、中科院生态环境研究中心副主任欧阳志云，在撰写课题报告时指出：生态功能区划的目标主要有3个方面。一是明确全国不同区域的生态系统类型、生态环境问题、生态敏感性和生态系统服务功能类型及其空间分布特征，提出全国生态功能区划方案，明确各类生态功能区的主导生态服务功能以及生态环境保护目标，划定对国家和区域生态安全起关键作用的重要生态功能区域；二是强化统筹兼顾、分类指导和生态系统管理思想，改变按要素管理生态系统的传统模式，以保护生态功能为基础，增强各功能区生态系统的生态调节功能，实现区域生态系统的良性循环；三是以生态功能区为基础，指导区域生态保护与生态建设，为区域产业布局、资源利用和经济社会发展规划提供科学依据，促进社会经济发展和生态环境保护的协调。

此次生态功能区划的论证专家组认为，该区划客观反映了我国生态系统生态功能空间分布规律，明确了我国不同区域生态系统生态调节、产品提供和人居保障的功能。

环境部副部长吴晓青对此的评价是：“为有效管理生态系统提供了基础和手段。”

生态功能区划生态环境现状评价

生态环境现状评价是在区域生态环境现状调查的基础上分析区域生态环境特征与空间分异规律，评价主要生态环境问题的现状与演变趋势。评价内容包括区域自然环境要素(地质、地貌、气候、水文、土壤、植被等)特征及其空间分异规律，区域社会经济发展状况(人口、经济发展、产业布局、城镇发展与分布等)及其对生态环境的影响，区域生态系统类型、结构与过程及其空间分布特征，区域主要生态环境问题、成因及其分布特征。其中，区域生态系统类型、结构与过程及其空间分布特征评价，区域主要生态环境问题，成因及其分布特征评价是现状评价的重点。

生态功能区划生态承载力评价

生态承载力是衡量一个地区发展潜力的重要指标。不同的生态区域由于资源与生产潜力的不同，其生态承载能力也存在着很大的差异。任何生态区域的承载能力都有一定的限度。因此在进行生态区划时必须对各个区域的生态承载能力进行正确的评估，从而指导区域宏观经济的发展、人口的大量增长，经济的飞速发展，对水资源的需求程度也不断地增加，水资源紧缺问题已经成为了当前人类面临的重要挑战之一；就某一特定区域而言，必须保证有维持生态系统良性循环的基本水量。“水资源承载力”即指某一区域在特定历史阶段和社会经济发展水平条件下以维护生态良性循环和可持续发展为前提，当地水资源系统可支撑的社会经济活动规模和具有一定生活水平的人口数量。作为区域合理布局可持续发展研究和社会、经济、人口合理布局的研究，水资源承载力评价是一个重要标准。

生态功能区划生态环境敏感性评价

生态环境敏感性是指生态系统对区域中各种自然和人类活动干扰的敏感程度，它反映的是区域生态系统在遇到干扰时，发生生态环境问题的难易程度和可能性的大小．也就是在同样的干扰强度或外力作用下，各类生态系统产生生态环境问题的可能性的大小。生态环境敏感性评价是根据区域主要生态环境问题及其形成机制，通过分析影响各主要生态环境问题敏感性的主导因素，评价特定生态环境问题敏感性及其空间分布特征，然后对区域主要生态环境问题的敏感性进行综合评价，明确特定生态环境问题可能发生的地区范围与可能程度以及区域生态环境敏感性的总体区域分异规律，为生态功能区的划分提供依据。

根据我国的主要生态环境问题，生态环境敏感性评价内容包括土壤侵蚀敏感性评价、沙漠化敏感性评价、石漠化敏感性评价、土壤盐渍化敏感性评价、生境敏感性评价、酸雨敏感性评价、水环境污染敏感性评价、地质灾害敏感性评价等。我国的生态环境问题具有明显的区域差异，不同地区应根据各自面临的主要生态环境问题进行区域生态环境敏感性评价。

生态功能区划生态服务功能重要性评价

区域生态系统服务功能重要性评价，是针对区域典型生态系统类型及其空间分布的特点，评价区域内不同地区生态系统提供各项生态服务功能的能力及其对区域社会经济发展的作用与重要性，明确每一项生态服务功能重要性的空间分布特征以及各项生态服务功能重要性的总体区域分异规律，为划分生态功能区提供依据。

陆域生态系统服务功能重要性评价内容包括：生物多样性维持与保护、水源涵养、洪水调蓄、水土保持、沙漠化控制、营养物质保持、自然与人文景观保护、生态系统产品提供等服务功能重要性评价。海岸带生态系统服务功能重要性评价内容包括生物多样性维持与保护、海岸带防护、自然与人文景观保护、提供海港和运输通道、生态系统产品提供等服务功能藿要性评价。不同区域应根据本区生态系统的特点，选择相应的生态服务功能进行重要性评价。