资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价(简称“双评价”)以生态优先、绿色发展为重要前提,是摸清地方资源利用上限和环境质量底线的重要举措,更是优化国土空间格局的基础[1-3]。在乡村振兴背景下,作为优化国土空间格局的基本依据和编制国土空间规划的前提条件[4],其重要性日益凸显。双评价是从资源、环境角度认识国土空间开发保护利用特征的一种方式,在客观认识资源环境禀赋特点的基础上,为贯彻落实主体功能区战略,科学划定“三区三线”,促进社会经济高质量发展提供数据支撑[5-8]。
目前关于安远县资源、环境方面的评价研究主要集中于单方面的资源评价,如后备耕地资源评价、矿产资源评价等,对于县域尺度的资源环境承载能力集成评价案例不多,仅见基于GIS技术的资源环境承载能力评价,且是以赣州市域为尺度的集成评价。2019 年底,安远县启动国土空间总体规划(2020—2035年)编制工作,明确开展国土空间开发保护现状评估工作,统筹落实“三区三线”,将自然保护地空间布局、城区发展方向、乡村振兴与农业空间布局等列为重大研究课题。本文以双评价指南为基础,以生态、土地资源、水资源、气候、环境、灾害、区位优势度7个要素建立双评价的指标体系,通过集成评价得到生态保护、农业生产、城镇建设等不同功能指向下的承载能力分级,并将生态保护等级从高到低划分为5个等级,将农业生产和城镇建设划分为适宜区和不适宜区,综合分析现状问题与风险,核算农业生产和城镇建设的合理规模,进而为安远县的国土空间开发利用保护提供建议。
安远县位于江西省南部,地处赣州市东南部,为江西省赣州市下辖县,地理坐标:东经115°9′52″~115°37′13″、北纬24°52′18″~25°36′52″,东为会昌县、寻乌县,西连信丰县,西南为定南县,北接于都县、赣县(图1)。安远县辖8个镇:欣山镇、版石镇、孔田镇、天心镇、鹤子镇、龙布镇、车头镇、三百山镇;10个乡:镇岗乡、新龙乡、凤山乡、蔡坊乡、长沙乡、重石乡、双芫乡、浮槎乡、高云山乡、塘村乡,共计18个乡镇。全县南北长约84.6 km,东西宽约48.8 km,总面积2 350 km2。安远县是典型的丘陵山地地形,山地占总面积的83.43%。地势中部高,南北两端低。河流较多,镇江、濂江两大河流分别贯穿南境和北境,水资源量大,有水库37 座,中小水电站40 多个。安远县属中亚热带季风天气,年平均降雨量充沛,有优质的地热资源和矿产资源。
图1 安远县地理位置图
Fig.1 Geographical location map of Anyuan County
安远县地处亚热带季风性湿润气候区,四季夏长冬短,气候宜人,光照充足,雨量充沛,全年气温随四季冷暖气流的交替运动影响而变化,具有春暖湿润、夏无酷暑、秋爽干燥、冬无严寒的气候特点。多年平均气温18.6 ℃,平均无霜期282~284天,年日照总数1 840 小时,极端最高气温37.7 ℃,极端最低气温-0.4 ℃,各地活动积温(≥0℃)普遍在5 000℃以上(图2),瞬间最大风速达30 m/s,相对湿度89%。
图2 安远县≥0℃活动积温等级图
Fig.2 Activity accumulated temperature level map of Anyuan County at ≥0 ℃
安远县土地总面积2 350 km2,以农业用地为主,面积为1 648.76 km2,占全区土地总面积的70.16%,其次为生态用地、建设用地和其他土地,面积分别为615.61 km2、0.85 km2和0.18 km2,分别占试点区土地资源总面积的26.2%、3.64%和0.007%,各乡镇具体数据见表1。土地资源复杂多样,宜林地多、宜耕地少。耕地面积157.45 km2,占土地总面积的6.70%,林地面积1 739 km2,占土地总面积的74%。安远县草地资源数量不多,占比约0.15%,质量不高,主要为草山,草地生产力属中下等水平,草质退化较严重。
表1 安远县土地资源现状面积统计表(单位:km2)
Table 1 Statistical table of land resource status and area in Anyuan County (Unit:km2)
乡镇名称欣山镇孔田镇版石镇天心镇龙布镇鹤仔镇三百山镇车头镇镇岗乡凤山乡新龙乡蔡坊乡重石乡长沙乡浮槎乡双芫乡塘村乡高云山乡合计农用地93.31 90.74 109.33 190.87 107.82 107.32 58.25 118.81 77.74 35.09 135.79 61.55 35.25 49.09 71.10 82.69 78.02 145.98 1648.76建设用地15.09 6.13 6.91 6.54 4.69 2.73 4.13 7.96 3.26 3.89 5.57 2.52 3.28 2.39 3.88 1.72 1.69 3.07 85.47生态用地91.52 14.83 31.35 53.92 24.82 19.58 68.62 25.52 26.77 27.46 52.88 40.28 13.14 22.80 0.47 14.24 41.11 46.29 615.61其他用地0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.06 0.00 0.00 0.03 0.04 0.00 0.01 0.00 0.18面积汇总比值images/BZ_73_1420_478_2010_1235.png
安远县地形复杂多样,地貌丰富多彩,高原、山地、丘陵、平原、盆地等地形交错分布,形成了多样的土地资源类型,区域差异化明显,为综合发展各类产业提供了极其有利的条件。
安远县地处赣江水系贡水上游,又是珠江流域东江发源地,县内分为二大流域。九龙嶂以北属赣江水系的濂江河流域,发源于欣山镇境内的大坑迳庙背坑,由南往北流经会昌于洛口汇合湘水流入贡水。九龙嶂以南为东江水系镇江河流域,发源于寻乌三标乡基隆嶂,经镇江河往西南流经定南九曲河汇入粵境东江。安远县雨量充沛,多年平均降雨量为1 569.1 mm,降雨受地理位置、地形和气候条件的影响年降雨量分布不均匀(图3)。全县水资源总量为12.33×109 m3,地下水资源量为3.98×109 m3[9],地表水资源量为12.33×109 m3。
图3 安远县降雨量等级图
Fig.3 Rainfall level map of Anyuan County
根据安远县森林资源调查结果,截止2018年,全县林地面积1 739 km2,森林覆盖率83.4%,高于全省平均水平63.1%和全国平均水平23.04%。全县人均拥有森林面积7.53亩。植被以亚热带区系成分为主,区系成分较为复杂,裸子植物以马尾松为主,杉木广遍全县,被子植物以壳斗科和樟科种类最多,许多种类是区内森林植被的建群种、优势种或主要树种。
安远县植被属于我国亚热带常绿阔叶林区域(东段),江西中亚热带照叶林(常绿阔叶林)地带。境内植物种类繁多,有树木116科755种,以马尾松、杉树及樟科、壳斗科、山茶科、木兰科、金缕梅科等阔叶树木为主要树种,含多种国家保护树种、观赏树种、用材树种等。全县野生动物种类较多,列入国家保护野生动物的有18种。其中华南虎、云豹、金钱豹、黄腹角雉为一类保护动物,猕猴、穿山甲、金猫、香獐、水鹿、鸢、水獭、乌、白鹇为二类保护动物,大灵猫、水灵猫、猫头鹰、虎斑蛙为三类保护动物。
安远县位于武夷山成矿带与南岭成矿带的结合部位,成矿地质条件优越。矿产资源丰富的有钼矿、电气石和离子型稀土,矿产资源分布一般的有铍、铅、锌等,矿产资源潜力较大的有地热、矿泉水资源等(图4)。截至2020 年底,已发现的矿种主要有地热、钼、稀土、高岭土等29 种,列入资源储量表的矿区46 处,其中大型1 处,中型3 处,小型42 处。开发利用的矿产20种(含亚种),主要开采稀土、地热、钼、电气石、建筑用花岗岩、砖瓦用页岩、建筑用玄武岩、饰面用安山岩等矿产,2020 年全县开采总量为127.64 万吨[10]。
图4 安远县矿产资源分布图
Fig.4 Mineral resource distribution map of Anyuan County
安远县是中国客家小吃之乡、中国楹联之乡、中国脐橙之乡,旅游资源丰富,生态环境优越,建县于公元544年(南朝梁大同十年),因境内有安远水而得名。县内旅游资源丰富,生态环境优越,森林覆盖率达83.4%,是东江源头、生态之都。中国气象局授予安远全境为“中国天然氧吧”。境内有两座名山、两个源头,即东江源头-三百山、赣南采茶戏的发源地-九龙山;有三家国家级文物保护单位,即全国最大的客家方型围屋-东生围、清代永镇廊桥和宋代无为寺塔;三百山是国家级风景名胜区、国家级森林公园、国家AAAA 级旅游景区、全国首批保护母亲河行动生态教育示范基地、香港青少年国民教育基地、2020年度港澳青少年内地游学推荐产品(图5)。
图5 安远县旅游资源分布图
Fig.5 Distribution map of tourism resources in Anyuan County
本次评价的数据资料主要包括数字地形数据(DEM,NASA,精度30 m)[11];1/5万多目标区域地球化学调查数据[12];生态敏感性数据[13];国土三调数据[14]、地质灾害及类型数据[15]、水资源公报、光热数据[16]、生物多样性数据[17]、安远县发展规划资料[18]。评价统一采用2000 国家大地坐标系(CGCS2000),高斯-克吕格投影。对收集到的数据采用栅格化处理,形成栅格数据。栅格大小为30 m×30 m,与DEM数据一致。
结合安远县山地多、森林覆盖率高、生物多样性及红色旅游资源丰富的特点,选取了生态、土地资源、水资源、气候条件、环境、地质灾害、区位优势度等7个要素进行评价,基于安远县的资源禀赋特征、地方发展规划、人类发展需求,识别出生态保护极重要区,即生态保护空间,明确在当前科技水平和人类文明发展程度下,从空间约束上分析能够保证农业生产和城镇建设的最大承载规模[19-20],人类经济社会活动可在此空间开展;根据农业生产和城镇建设不同功能指向,分别选择不同的评价指标,对开发空间进行国土空间开发适宜性评价,获取农业生产和城镇建设的适宜规模,为国土空间规划提供参考。
本文采用《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南(试行)》[21]的评价方法开展评价研究,评价过程中所有单要素评价均为指标等权重评价,本底评价采用基于“木桶效应”的短板理论评价方法,选取短板因子,满足条件为适宜,不满足条件为不适宜。为了充分结合地方实情,客观反映当地资源环境特征,部分评价项的技术流程做了一定程度的调整(如农业耕作条件中以有机质含量替代土壤质地作评价;地质灾害危险性分级中利用地质灾害调查数据修正评价结果),结合生态保护、农业发展、城镇建设不同功能指向的差异化需求,构建差异化的评价指标体系(表2)。
表2 安远县“双评价”指标体系评价模型
Table 2 Evaluation model of the"double evaluation"indicator system in Anyuan County
注:资料来源为自然资源部《资源环境承载能力和国土空间适宜性评价技术指南(试行)》[21],—表示在该功能指向下无此单要素评价。
功能指向土地资源水资源气候条件环境地质灾害区位优势度生态保护重要性------------农业生产适宜性城镇建设适宜性生态生态系统服务功能重要性:生物多样性保护功能重要性、水源涵养功能重要性、水土保持功能重要性生态脆弱性:红层覆盖区、植被覆盖度、坡度--降雨量≥0℃活动积温土壤环境容量--坡度、土壤有机质坡度、地形起伏度水资源总量模数------岩性、断层距离、坡向、坡度、坡形、降雨量、土地利用类型--区位条件、交通网络密度
在评价指标的体系中,指标分为综合分析指标和定量指标,综合分析指标采用综合分析归类来确定评价等级,如生物多样性保护功能重要性考虑中的生态系统层次、遗传层次、物种层次,然后将3个层次的评价结果合并,利用自然断点法进行分级,再考虑将国家森林公园、省级以上自然保护区、重要湿地直接修正为最高级。定量指标是依据划分标准直接确定其等级,如降雨量、活动积温、土壤有机质等。各项指标分级标准见表3。
表3 单要素评价指标分级标准
Table 3 Grading standards for single element evaluation indicators
评价要素生态脆弱性土地资源水资源气候环境灾害评价指标红尘覆盖区坡度植被覆盖度坡度土壤有机质地形起伏度降雨量水资源总量≥0℃活动积温土壤环境容量岩性断层距离坡向坡度降雨量坡形土地利用类型指标分级红层区、非红层区≤25°、>25°≤50%、>50%农业:≤2°、2~6°、6~15°、15~25°、>25°城镇:≤3°、3~8°、8~15°、15~25°、>25°≤10 g/kg、10~20 g/kg、20~30 g/kg、30~40 g/kg、>40 g/kg≤100 m、100~200 m、>200 m>1 600 mm、1 200~1 600 mm、900~1 200 mm≥60万m3/km2、50~60 m3/km2、40~50 m3/km2>7 600℃、5 800~7 600℃、4 000~5 800℃、1 500~4 000℃、<1 500℃≤风险筛选值、风险筛选值-风险管制值、>风险管制值变质岩、侵入岩、火山岩、沉积岩、第四纪0~50 m、50~100 m、100~200 m、>200 m平面、北(337.5°~0°)、(0°~22.5°)、东北(22.5°~67.5°)、东(67.5°~112.5°)、东南(112.5°~157.5°)、南(157.5°~202.5°)、西南(202.5°~247.5°)、西(247.5°~292.5°)、西北(292.5°~337.5°)<5°,5°~10°,10°~20°,20°~30°,30°~40°,>40°900~1 100 mm,1 100~1 300 mm,1 300~1 500 mm,1 500~1 700 mm,1 700~1 800 mm<-4、-4~-2、-2~0、0~2、2~4、>4耕地、园地、竹林及灌木、其他林地、采矿用地、农村宅基地、其他建设用地
取生态系统服务功能重要性结果中极重要等级和生态敏感性评价结果的极敏感等级叠加,作为生态保护重要性等级的极重要等级,划分为低、较低、中等、较高、高5个等级。
利用山体廊道、水域廊道对分级结果进行修正,并综合考量图斑的完整性与连通性,最终得到生态保护重要性分级图。生态保护极重要区面积768.37km2,占全县土地面积的32.70%,主要为水土流失脆弱敏感区、自然保护区、湿地保护区、森林公园及饮用水水源保护区等生态重要保护区。
安远县生态安全格局与上述地理格局相对应,大致概括为“三山”的生态屏障和“两江”的生态廊道(图6)。“三山”是阴刀子山-巫仙寨、吴石嶂-十二排、九龙嶂-三百山组成生态安全保护带。“生态廊道”则由镇江河、濂江河及上下游等水体,以及沿着河滨、溪谷、山脊、高速公路、省国道沿线的绿廊等自然和人工廊道构成的网络化生态廊道体系。
图6 安远县生态保护重要性分级图
Fig.6 Classification map of ecological protection importance in Anyuan County
在生态极重要区以外的区域,开展农业生产适宜性评价,识别农业生产的适宜区和不适宜区。
农业生产主要取决于水、土、光热等基础资源组合条件,以及土壤环境质量和气象灾害等环境条件。一般地,水资源丰度越高,地势越平坦,土壤肥力越好,光热越充足,土壤环境质量越好,气象灾害风险越低,盐渍化程度越低,且地块规模和连片程度越高,越适宜农业生产。
安远县水、光热等农业生产的基础条件优越,对种植业不构成强制性约束,本研究以地形坡度、土壤有机质和土壤环境容量三个评价指标作为强制性约束指标,评价农业生产不适宜性。将地形坡度大于25°,土壤有机质含量≤10g/kg或者土壤污染物含量大于风险管控值的区域,确定为农业生产不适宜区,除却生态保护重要区和农业生产不适宜区之外,其余认定为农业生产适宜区。
评价结果:安远县有32.70%地块为生态保护极重要区,有57.51%地块处于农业生产适宜区,9.79%处于农业生产不适宜区。不适宜区的主要原因是地形坡度大于25°,局部地块(如济村乡三村村、长坊村、城郊镇社背村)的土壤污染物的含量大于风险管控值(图7)。
图7 安远县农业生产适宜性等级图
Fig.7 Suitability grade map of agricultural production in Anyuan County
在生态保护极重要区以外的区域,开展城镇建设适宜性评价,着重识别不适宜城镇建设的区域。考虑到供水条件、水环境容量、空气质量、交通区位条件对安远的城镇建设不具明显约束,按照“木桶原理”,将地形坡度大于25°,地质灾害高易发区视为城镇建设不适宜的判别条件,除却生态保护重要区和城镇建设不适宜区之外,其余认定为城镇建设适宜区。
评价结果:安远县有32.70%地块为生态保护极重要区,42.12%地块处于建设适宜区,25.18%处于建设不适宜区。由于安远县水资源丰富,有较强的承载能力,不是农业生产和城镇建设主要的限制条件。而根据指南,土地资源限制条件下的农业和城镇承载规模等同于农业生产和城镇建设适宜区范围(图8)。
图8 安远县城镇建设适宜性分级图
Fig.8 Classification map of urban construction suitability in Anyuan County
“双评价”划定的三区是指生态保护极重要区、农业生产适宜区和城镇建设适宜区,同时也为生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界“三线”的划定提供了参考依据。
“三区三线”协调总的原则是生态优先,生态红线只增不减、永久基本农田总量指标锚定、城镇开发边界集约利用;强调在资源环境承载能力限值内持续开发,在国土空间开发适宜性指向下优质发展[22]。严守粮食安全和生态安全的底线,找出国土开发的问题与风险,为国土空间规划提供参考依据。
安远县已划定生态保护红线主要分布于生态保护重要性高级区和较高级区,占比共计79.2%。生态保护红线区内生态保护重要性分布情况见表4和图9,该数据可作为安远县生态红线调整的参考依据。
表4 各生态保护等级内生态保护红线占比情况表
Table 4 Proportion of ecological protection red lines within different ecological protection levels
生态保护等级红线面积/km2占比/%低中高5.69 0.86较低28.95 4.37 103.11 15.57较高117.62 17.76 406.90 61.44合计662.28 100
图9 安远县生态保护重要性与生态红线对比图
Fig.9 Comparison of ecological conservation importance and ecological red line in Anyuan County
通过农业生产适宜性评价结果和安远县现状耕地的对比,发现:除了上述8.46%的现状耕地处于生态保护极重要区外,安远县0.95%的现状耕地处于农业生产不适宜区,90.58%的现状耕地处于农业生产适宜区(图10和表5)。
表5 安远县农业生产适宜性与现状耕地对比情况表
Table 5 Comparison of agricultural production suitability and current cultivated land in Anyuan County
适宜性面积(km2)占比(%)不适宜区1.50 0.95适宜区142.67 90.58生态保护重要区13.33 8.46合计157.50 100
图10 安远县农业生产适宜性与现状耕地对比图
Fig.10 Comparison of agricultural suitability and current cultivated land in Anyuan County
从耕地资源潜力来看,以农业适宜区扣除现状耕地、现状城镇建筑用地的范围,再和适合耕作的地类(如:园地、裸土地、其他草地、其他园地等)叠加分析得到农业潜力区,安远县尚有132.81 km2的土地适合发展农业,其后备耕地储量优势明显,主要分布在天心镇、版石镇、龙布镇等地区,如天心镇有20.05 km2、版石镇有13.35 km2、龙布镇有12.11 km2等,以上地区农业发展潜力较大。
将城镇建设适宜性评价结果与现状城镇建设用地叠加,结果发现:除了上述的6.96%现状城镇建设用地处于生态极重要区,安远县现状城镇建设用地中有85.54%处于建设适宜区,7.50%处于建设不适宜区(表6,图11)。现状城镇建设用地处于不适宜区的主要原因是地形较陡(占9.03%)或该区域地质灾害易发程度较高(占90.97%)。
表6 安远县城镇建设适宜性与现状建设用地对比情况表
Table 6 Comparison between the suitability of urban construction and the current construction land in Anyuan County
适宜性面积/km2占比/%不适宜区1.95 7.50适宜区22.24 85.54生态保护重要区1.81 6.96合计26.00 100
图11 安远县城镇建设适宜性与现状建设用地对比图
Fig.11 Comparison of urban construction suitability and current construction land in Anyuan County
从城镇建设土地资源潜力来看,以城镇建设适宜区范围扣除基本农田的范围,再和适合建设的地类(如:园地、可调整果园、可调整茶园、采矿用地、空闲地、裸岩石砾地、其他草地、其他园地等)叠加分析得到城镇建设潜力区。全县共圈定城镇建设潜力初判区105.41 km2(表6 和图11),主要分布在天心镇、版石镇、龙布镇等乡镇,如天心镇有19.57 km2、版石镇有12.16 km2、龙布镇有10.69 km2等。安远县作为江西南部紧邻广东的小城,受限于其地形、区位条件,城镇建设发展速度较慢但是其依然有较大的发展空间。
(1)安远县生态安全格局与地理格局相对应,大致概括为“三山”的生态屏障和“两江”的生态廊道。优化生态安全格局应从健全生态系统保障体系,对遗留在生态保护区内的耕地和建设用地进行评估,保留与生态环境和谐相处的耕地和建设用地,但对生态安全产生威胁的要坚决做出调整。另外,三百山西北部的九龙嶂,既是南北水系的分水岭,也是安远县优势林种的聚集区,生物多样性维护功能重要性极高,是安远县南部重要的生态保护屏障,但目前仍有部分区块未划入生态保护红线内,是未来规划考虑的重点之一。
(2)通过对安远县城镇建设适宜性及城镇建设潜力的评价,结合安远县现有产业结构特征,其城镇建设发展格局可概括为“一轴一核”。以南部孔田镇-中部欣山镇-北部长沙乡这些低山丘陵区组成的城市发展中心轴,是安远县城建、人口、产业的聚集区,全县共圈定城镇建设潜力初判区105.41 km2也位于这一轴线上;“一核”指以县城欣山镇为发展核心,欣山镇地处安远县中部,行政区域总面积156.35 km2。东与高云山乡、寻乌县交界,南与凤山乡接壤,西与新龙乡毗邻,北与版石镇、车头镇相连,寻全高速(S80)、宁定高速(S41)在此交汇,区位优势明显,县城潜力较大,可以进一步夯实县域核心。
(3)安远县地处江西省南部,特定的地理位置和地形地貌差异使得安远县的自然条件优越,农业气候资源丰富,尚有132.81 km2的土地适合发展农业,其后备耕地储量优势明显。应充分发挥农业资源优势,发展以三百山、孔田镇为主的精品脐橙种植区,提高农业质量效益和竞争力,促进农民收入持续较快增长。整体推进农用地整理和建设用地整理,推进乡村生态保护修复,不断优化农村生产、生活和生态空间格局,全面助推乡村振兴。
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Research on the optimization of land spatial pattern based on"dual evaluation":taking Anyuan County,Jiangxi province as an example