生态空间管控单元的概念、特性与生成

 

分区思想与技术的演变反映出人们对自然生态空间不断认识的过程[9]，《指导意见》提出的“管控-功能”分区模式是中国自然保护地管理理念首次从功能目标为主线向管控要求为主线的转变，是重要生态空间用途管制的具体实践[37]。

鉴于分区制模式仍有诸多不足，受地理学、景观生态学中自然保护理论由“孤岛式”向生态系统结构层级性、完整性、连通性发展的启示，以及学界在分区管控中对于基本单元划分、网络空间结构的整体研究趋势，本研究提出生态空间“管控单元”的概念和应用方法以供探讨。

 

3.1生态空间管控单元的概念：耦合管理目标的多层级空间管控体系

 

在环境学科和跨学科的空间规划研究中，管控单元通常被理解为具有相同管控特征或管控要求的最小空间单元。如地理空间信息单元理论中，依据地理环境和地域分异特征将完整的区域逐级划分成内部相对一致的细小单元，是揭示某种现象在区域内的共同性和差异性的手段；同时，作为管理工具，空间管控单元已经在一些城市管理和城乡规划工作中被提出和使用，如规划控制管控单元[38]、城市形态管理单元[39]等。尽管针对的管理对象和管理目标不尽相同，但这种规划管理角度的研究思路为生态空间的管控提供了启示。

 

根据国家公园建设的首要任务，应当引导国家公园的管理逐渐由资源利用和功能解析向实现自然保护目标转变[40]。即国家公园应实现对生态环境从被动式治理到主动式管理，以目标成效为导向，强调效率和成果，具有主动控制干预的特性[41]。

 

因此，国家公园的生态空间管控单元概念可以从两个层面来定义。一是从方法层面，整体的管控单元是一种耦合管理目标的多层级空间管控体系，体现了系统化的网络层级管控思想；二是从技术层面，具体的管控单元则是多层级空间管控系统中对应具体生态系统层级和管理目标的空间单元，它由层级特征、空间界限、管理目标和管控措施这4项因素界定。其中层级特征和空间界限确定了基于生态系统特性的管控单元空间幅度和粒度，管理目标和管控措施确定了管控单元对应的空间管控内容；管控单元可以基于这4项要素，针对不同层级、尺度、目标的生态空间精细化分区要求进行划分和管控。

 

国家公园的生态空间管控单元（简称管控单元）在传统分区模式基础上拓展了符合生态系统特征的空间嵌套层级逻辑，理论上来说分区的精细化程度可得到指数级提升。当然它同时强化了以生态保护的管理目标为核心划分依据，以确保管控分区的精细划分是因需而设，更切实地服务于生态保护管理目标。在实践应用中既可通过建立多层级管控空间来支持划分“管控-功能”二级分区，也可在现有法定分区的基础上进一步细分管控分区。

 

3.2管控单元的特性：层级化、去中心化与动态化

 

从同心圆分区模式到“管控-功能”二级分区模式，尽管分区的空间结构已经从单一层级向两层甚至三层进步，但是层级划分的依据更多考虑利用功能，与生态系统层次的关系并不明确。基于此，为更精确、高效地实现自然保护目标，国家公园的生态空间管控单元应具备层级化、去中心化、动态化的特性（图1）。

 

1）层级化：尺度与等级理论阐明生态系统是由种群、群落、景观和系统等不同层级的因素组成的复杂系统，各层级之间互相联系并互相制约。当自然保护的总体目标落实到生态系统不同层级，对应的管理目标和措施也不同。而未对应生态系统层级的单一管控空间层级划分，也将无法承接对应的管理目标与措施。



因此管控单元应是以生态系统的层级为依据的层级化空间结构，同时考虑垂直和水平的生态过程影响，并允许需要细化管理目标的区域根据保护精细度需求进行更小尺度的多级划分（图2）。各层级的精细划分，应以管理目标为导向，考虑层级尺度和空间范围，无须在各层级全域的、平均的进行。

 

2）去中心化：自然状态下国家公园中的生态要素分布呈现复杂性和离散性的特征。传统分区模式对区域的划分往往囿于“单层连续面状空间”的观念，会对空间上不连续的某些区域的生态属性做出取舍或合并。即便现有研究中已开始探索多核心分区模式，依然难以描述具有不同管理目标的生态空间相互嵌套、离散分布的真实状况。而管控单元不追求连续面状，是多层级、多核心、网络化的空间体系，它去中心化的空间结构能更好地反映生态要素的空间分布和管控需求。

 

3）动态化：国家公园的生态系统具有较强的自然演进能力，生态要素的性质和分布都会随时间发生变化，相应的管控措施和空间范围也应随之变化。而这种变化在生态系统的不同层级上表现出的影响是不同的，某些在种群层级发生的重大的变化可能在生态系统层级表现并不明显。

因此，传统的单层级分区模式的方法和技术往往对次级以下的系统变化不敏感，难以动态响应和调整管控分区。因为管控单元具有管理目标导向和多层级化特征，管理机构可通过现状监测和评估，实时分析生态系统的变化并建立相应层级的空间管控单元。管控单元作为管理工具，在实践中亦可与国家公园总体规划确定的法定管控分区相结合，从而实现动态灵活的空间管控。

 

3.3管控单元的生成：基于管理可行性的空间聚类拟合

 

国家公园生态空间管控单元的生成应以实现管理目标为基本要求。从生态要素、管理目标、管控措施三者的关系来分析，前两个要素相对确定，管控措施的空间分布决定了管控单元的不同。考虑管理可行性，合理的管控单元生成方法应该能根据管理差异提供多种可供比较的方案。从空间管理和分类的相关研究[1,42]来看，可采用基于管理可行性的空间聚类思路，即对国家公园生态空间进行网格化或单元化处理，根据网格单元管理属性特征的相似性及地理上的邻近性进行分析处理，通过多方案的对比来实现保护精度和管理可行性的平衡。

 

根据国家公园生态空间管控单元的特性及生成思路，管控单元的生成步骤为：生态基质梳理—网格单元划分—管理强度分级—空间信息叠加—空间聚类拟合（图3）。

 

1）生态基质梳理。对规划范围内的生态基质和要素进行梳理，厘清生态空间内各要素的保护目标和管理需求，按照对应的生态系统层级，确定将划定的空间层级数。

 

2）网格单元划分。以规划范围界限图为底图，按照对应生态系统层级的恰当尺度划分基础网格单元或管理单元，将不同生态要素落入基础单元网格中。根据国家公园自身生态空间禀赋或衔接的相关规划，选取如“生态基质”“资源特征”“人为干扰”等不同方面的要素指标。

 

3）管理强度分级。建立国家公园管理属性的分类分级方法，通过层次分析法和一致性检验，在生态保护优先原则下选取适宜分级指标，建立多层指标体系。以网格单元为单位，通过指标体系计算生成单位的多级单元管理强度。

 

4）空间信息叠加。在国家公园规划前期，管控单元可以作为一种空间分析工具，通过多层级管控单元的建立为落定法定分区提供依据。在已有法定分区的国家公园中，管控单元可以在衔接上位规划的基础上进一步细分管控层级和区域，同时衔接、补充或指导其他相关专项规划。

 

5）空间聚类拟合。管控单元的划分中可能出现部分细碎离散单元，出于实际管理落地的可行性考虑，根据管理属性向上兼容原则，对低于一定标准的细碎单元进行空间拟合处理，例如通过ArcGIS的条件拟合工具或K-means++智能聚类算法生成多组优化方案，进而根据管理精确度和便利度进行对比权衡，使得处理后各层级的管控单元管理的空间形体连通性更符合实际管理落地的可行性。最后，整合生成的多级管理区域，生成生态空间管控单元，结合管理目标和管理属性分类方法，制定管控措施，形成生态空间管控单元图则。

 

此外，管控单元的网格划分也应根据管控单元层级设置恰当的分辨率或者粒度，以兼顾上下层级间的管控精确性和可行性，同时便于与现行空间规划体系工作内容相衔接（表2）。