生态保护红线保护成效评估指标体系构建

徐德琳,邹长新,林乃峰,王 燕,徐梦佳,吴 丹,曹秉帅 (生态环境部南京环境科学研究所,江苏 南京210042)

生态保护红线是我国正在推行的一项国家生态保护战略[1]。中国于2011年首次提出,在重要生态功能区、陆地和海洋生态环境敏感区、脆弱区等区域划定生态红线[2]。党的十八届三中全会更是把划定生态保护红线作为深化生态环境保护管理体制改革、推进生态文明制度建设最重要和最优先的任务。2017年2月7日,中共中央办公厅、国务院办公厅发布的《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》指出,2020年年底前,全面完成全国生态保护红线划定,基本建立生态保护红线制度,国土生态空间得到优化和有效保护[3]。因此,划定并严守生态保护红线,是党和国家站在对历史和人民负责的高度,对生态环境保护工作提出的新的更高要求,体现了以强制性手段强化生态保护的政策导向和决心[4]。截至目前,我国生态保护红线划定工作已接近尾声,严守生态保护红线成为下一阶段的工作重点。如何评估生态保护红线的保护效果,已经成为生态保护红线保护与管理研究中的一个关键科学问题。

近年来,生态保护成效评估指标体系研究已经受到国内外学者的广泛关注。已有研究从生态有效性和管理有效性2个方面开展自然保护区保护成效评估框架和指标体系构建[5-7],也有学者根据“生态恢复-生态系统结构-质量-服务-效益”级联式概念框架,构建了重点脆弱生态区生态恢复综合效益评估指标体系[8]。针对生态保护红线保护成效的评估,也有学者开始了探索性研究,目前主要侧重于生态系统类型构成和服务功能评价,包括生态保护红线生态状况保护成效评估指标方法以及生态系统服务研究在生态保护红线保护成效评估中的应用等[9-12]。可以看到,已有的生态保护成效评估指标体系其适用对象多为自然保护区[13]、重点生态功能区[14-15]、生态保护修复工程等[16-17],且多聚焦于保护性区域自身生态状况的变化。而已开展的生态保护红线保护成效评估主要侧重于生态功能和质量,对于人类活动干扰、管理有效性等综合因素考虑不足。

划定生态保护红线的最终目标是要通过保护重要自然生态空间,为经济社会可持续发展提供必要的生态支撑和生态安全保障[18]。在生态保护红线保护成效评估中,除了考虑其内部生态状况的提升,还需结合人类社会对生态保护红线的影响开展综合评估[19]。因此,基于生态保护红线的内涵目标与管控需求,以生态保护红线与区域社会经济系统人-地耦合响应机制为主线,构建生态保护红线保护成效评估指标体系,并建立保护成效综合指数计算方法和分级标准,从而为定量评估生态保护红线对改善区域生态状况和保障区域生态安全的贡献提供技术支撑。

1 生态保护红线保护成效评估基本思路

依据生态保护红线管控要求,将生态状况评估与管理评估相结合,围绕生态保护红线“一条红线管控重要生态空间,确保生态功能不降低、面积不减少、性质不改变、管理不弱化”的目标要求,通过叠加多元数据开展时序对比分析,评估生态保护红线评估期与基期前后的生态状况和管理能力变化,综合分析生态保护红线的整体保护成效,进而为优化生态保护红线布局、安排区域生态保护补偿资金、实行领导干部生态环境损害责任追究制及开展生态保护修复等提供依据。生态保护红线保护成效评估基本思路见图1。

图1 生态保护红线保护成效评估的基本思路

在构建保护成效评估框架体系中,需重点考虑以下4个方面:

一是功能不降低。生态保护红线的核心目标是有效维护与改善水源涵养、水土保护、防风固沙、生物多样性等生态功能[20]。对于生态功能极重要区,确保其生态功能持续稳定发挥；对于生态敏感区和脆弱区,通过实施生态修复,不断改善其生态功能。

二是面积不减少。生态保护红线划定后,只能增加、不能减少,因国家重大基础设施、重大民生保障项目建设等需要调整的,需报国务院批准[21]。因此从对划定面积的保护以及调减、调增2个方面,开展生态保护红线面积保有度的评估。

三是性质不改变。对于维护生态保护红线的用地性质,一方面是要严格控制不符合主体功能定位的各类开发活动,严禁任意改变用途[22];另一方面是要重点保护森林、草地、湿地等自然生态用地总面积,以及质量为优和良的自然生态用地比例。

四是管理不弱化。严格有效的管理是对生态保护红线实施有效保护的基础[23]。生态保护红线制度的建立,需要有关部门做好生态保护红线监管的技术、人力、经费和物力保障,强化生态保护红线刚性约束,形成一整套生态保护红线管控和激励措施。

2 指标筛选原则与方法

2.1 指标筛选原则

为了使生态保护红线保护成效评估技术框架更加科学化、规范化,在构建指标体系时,充分考虑了保护成效评估的科学性、可操作性和系统性要求。

2.1.1科学性原则

在开展评估前,必须明确4个与生态保护成效评估相关的技术问题:(1)评估的目的;(2)评估的区域;(3)评估的对象;(4)评估的方法和流程。明确评估目标、评估指标和评估方法,是开展生态保护红线保护成效评估的关键环节。评估指标的概念必须明确,且具有一定的科学内涵,能够客观反映生态系统内部结构关系,并能够较好地度量生态保护红线保护成效。同时,评价的方法应具有科学性,应借鉴复合生态系统理论、景观生态学、区域生态学等先进理论方法,采用统一、标准化的评估方法,监测生物多样性的变化规律,以确保评估结果的准确性和客观性。

2.1.2可操作性原则

在构建生态保护红线保护成效评估技术框架时,应充分考虑所拥有的人力、资金和后勤保障等条件,使评估技术切实可行。首先,要满足生态保护红线保护和管理的需要,并能对生态保护红线保护和管理起到指导和预警的作用。其次,必须具有可操作性,并能够量化测度,而且数据的采集成本要相对低廉、可行。在实践中,筛选高效率、低成本的评估技术方法是提高生态保护红线保护成效评估效率的重要因素之一。应定期对评估结果进行回顾,向相关部门报告评估结果及在评估工作中发现的问题,使评估结果与保护政策和行动紧密联系起来。

2.1.3系统性原则

围绕生态保护红线管控的基本要求,从生态功能、保护面积、用地性质与管理能力等多方面,分析生态保护红线的生态功能状况、面积、生态结构变化情况和保护管理能力情况。评估指标应尽可能反映生态保护红线生态系统的完整性,系统反映生态保护红线生态状况,抓住关键性指标,并体现不同类型生态保护红线的主要特征和保护状况。

2.2 指标筛选方法

目前指标筛选方法主要有文献调查法、频次分析法和专家咨询法等[24-25]。该研究综合运用了频次分析法和专家咨询法。首先采取频次分析法,对国内外自然保护地、重要生态功能区及区域的生态状况与管理成效相关文献、标准、指南中的实用性指标进行统计分析,依据生态保护红线保护成效指标筛选的原则,选出适用于生态保护红线保护成效评估的高频指标;同时,基于生态保护红线的监管需求,新增部分适用于生态保护红线保护成效评估的指标。在此基础上,征询有关专家意见,对指标进行筛选和调整,最终得到生态保护红线保护成效评估的指标体系。

3 生态保护红线保护成效评估指标体系构建

3.1 评估指标确定

对应生态保护红线监管要求,该指标体系分为一级指标和二级指标2个层次,其中一级指标包含功能维护指数、面积保有指数、性质稳定指数和管理能力指数(表1)。

表1 生态保护红线保护成效评估指标体系

1)适用于水源涵养生态保护红线;2)适用于生物多样性维护生态保护红线;3)适用于水土保持生态保护红线、水土流失生态保护红线、石漠化生态保护红线;4)适用于防风固沙生态保护红线、土地沙化生态保护红线。

这4个方面综合反映了生态保护红线对于功能不降低、面积不减少、性质不改变以及管理能力的监管要求。一级指标值由相应的二级指标值加权求和得出。二级指标基于不同的监管要求,对一级指标进行细化,保障其可被直接量化。例如,在功能维护指数中,针对不同类型的生态保护红线,选取了能够开展定量评估的指标,同时由于水土流失、土地沙化和石漠化3类敏感性指数与水土保持服务功能量、防风固沙服务功能量有较高的相关性,故统一从生态系统服务功能正效应方面开展评估。在面积保有指数中,不仅考虑生态保护红线总面积的变化,也考虑了确需调整并经审核批准的调增和调减面积;在性质稳定指数中,聚焦生态保护红线内不同程度的人类活动强度,分为一般人类活动(如农业、养殖、居民地、旅游等)和重点人类活动(如工业、采矿、交通运输、水利水电、能源等)，来快速评估生态保护红线用地性质变化,并着重考虑生态保护红线内自然生态用地的面积以及生态质量为优良等级的自然生态用地面积;在管理能力指数中,从生态保护红线监管的人、财、物、生态环境破坏事件及公众满意度等方面综合制定相关指标。

3.2 指标解释及可得性

生态保护红线保护成效评估所需数据及获取方法见表2。

表2 具体指标解释、数据获取及计算方法

生态功能类的指标以遥感反演与模型计算为主,如采用水量平衡方程计算水源涵养服务功能量,利用InVEST模型的生境质量模块计算生境质量指数,分别利用修正通用水土流失方程和风蚀方程计算水土保持服务功能量和防风固沙服务功能量。由于生态保护红线的划定和面积调整都需要经省级政府组织论证,并报国务院批准,因此保护面积类指标需要由地方政府部门提供统计资料。对于用地性质类指标,与土地利用有关的指标(一般人类活动面积、重点人类活动面积和自然生态用地面积)通过遥感解译获取,红线斑块破碎度指标需通过景观软件进行统计计算;生态质量为优、良等级的自然生态用地面积需通过遥感解译获取生态系统地表参量,包括地上生物量、叶面积指数、植被覆盖度。对于管理能力类指标,除了公众满意度指标需要第三方机构调查外,其余的指标均需地方政府部门提供相关资料。

3.3 综合系数计算与分级

基于功能维护指数、面积保有指数、性质稳定指数、管理能力指数,采用综合指数法计算生态保护红线保护成效指数(EPEI)。

EPEI=FE+AE+LE+ME。

(1)

式(1)中,EPEI为生态保护红线保护成效指数;FE为功能维护指数;AE为面积保有指数;LE为性质稳定指数;ME为管理能力指数。

根据生态保护红线保护成效指数大小,可将生态保护红线保护成效划分为3个一级等级和7个二级等级(表3)。

表3 生态保护红线保护成效指数分级表

4 讨论与结论

在生态保护红线保护面积-用地性质-生态功能-管理能力综合框架下,采用文献调查法、频次分析法和专家咨询法等方法,首次系统构建了生态保护红线保护成效评估指标体系,并提出了基于该指标体系计算的生态保护红线保护成效指数和分级标准。该指标体系对于指导我国生态保护红线保护、监管工作具有重要的理论和实践意义,有利于生态保护红线综合管理和保障区域生态安全。

综合来看,该研究构建的生态保护红线保护成效评估指标体系具有诸多优点。生态保护成效评估是一个多层次、多目标、多任务的系统工程,目前我国自然保护地或生态保护红线的保护成效评估,对区域生态环境保护的多要素综合分析与整体评价尚嫌不足[25]。笔者构建的指标体系涵盖了对生态保护红线的保护面积、用地性质、生态功能及管理能力4个方面保护效果的评估,具有系统性和综合性。同时,我国生态保护红线的类型多样,不同功能类型和敏感性类型的生态保护红线区具有不同的生态功能评估需求。研究根据不同类型生态保护红线生态功能的评估特点,选择了适用于不同生态保护红线类型的生态功能定量评估指标和方法。此外,在筛选评估指标时考虑了各指标数据的可获取性和科学性,因此该指标体系可操作性强,且适用于对生态保护红线保护效果的长期跟踪和对比。

维持、增强和传递生态系统服务是生态保护红线最重要最基本的作用[26],而生态系统服务供给的能力取决于生态系统的结构和过程。生态保护红线内不同生态功能体和生态要素的空间格局及相互关系是影响生态系统服务产生、传输和实现的重要因素[27]。该研究建立的生态功能评估指标体系着重评估生态保护红线空间内部生态系统服务的提升状况,尚不能厘清生态保护红线区内外生态系统结构、过程与服务功能之间的耦合机制,同时各类生态要素、功能体之间的物质与能量流动转移的路径过程尚不明确。因此,研究生态保护红线内生态功能体的空间格局及其对整个生态区域生态系统服务的影响和作用,以及开展生态保护红线内生态系统服务传递过程中多尺度(局地尺度和区域尺度等)利益相关者间的供给与需求分析,是生态保护红线保护成效评估下一步需重点突破的内容[28-29]。同时,基于生态系统服务的多样性,生态保护红线在划定和命名过程中通常考虑的是主导生态功能。为了与划定结果相一致,并提高评估指标体系的易用性,指标体系的生态功能类指标目前主要也是围绕各类生态保护红线的主导功能开展保护成效评估。在分析区域生态保护红线主导生态系统服务提升程度的基础上,进一步分析生态保护红线主导功能与其他功能间的权衡与协同关系,也是后续需要深入研究的难点。

此外,由于对生态系统结构与功能的评估尚存在较高的不确定性,在评估指标的运用过程中,还需注意以下几点:(1)建立标准化的生态环境监测数据集。该研究构建的评估指标体系需要通过卫星遥感、航空遥感和地面调查观测等方式,全面并连续地开展生态保护红线面积、人类干扰活动、生态修复活动、生态用地面积、植被生长态势以及不同类型生态保护红线生态功能指标的监测,从而为科学合理地开展生态保护红线保护成效评估提供数据保障。(2)甄别生态系统的正常波动变化和退化。生态功能指标(如水源涵养服务功能量、水土保持服务功能量等)受当年气候条件影响较大,还需考虑通过长时间尺度气象数据构建生态系统服务平均气候模型,量化厘定气候变化与人类活动对生态保护红线生态功能提升的贡献率[30-31]。(3)根据监管需求确定合理的评估周期。对于水源涵养服务功能量、生境质量指数、水土保持服务功能量、防风固沙服务功能量等需要运用模型计算的生态功能指标,可每5 a开展1次评估，其他指标可每年开展1次评估。

生态系统保护成效评估内容涵盖面广,该研究建立的指标体系聚焦“生态功能不降低、面积不减少、性质不改变、管理不弱化”的监管目标,选取了一些典型和有代表性的评估指标并建立评估方法。相关的评估指标和计算方法还需结合不同区域生态保护红线成效评估的广泛案例研究进行验证和完善,以提高指标体系的适用性,从而为我国生态保护红线的严格监管和优化调控提供切实的技术支撑。