新型城鎮化地區生態資產功能分區方法初探
——以上海奉賢區海灣鎮為例

楊天翔

（上海城策行建筑規劃設計咨詢有限公司，上海 200003）

生態資產是自組織系統形成的潛在功能和適應力[1-2]，國際上已被可持續科學等關注[3-4]；作為生態資產流變的重要標桿，生態系統生產總值（GEP）是生態系統為人類福祉和經濟社會可持續發展提供的最終產品和服務價值總和[5]，已被用于建設績效評估等實踐[6-7]。GEP保值增值有助于顯化綠水青山價值，打通兩山轉化通道，落實新時代生態文明愿景，在空間規劃體制下有必要探索合理有效的決策驅動體系。

城鎮化在產生集聚、交流、規?；劝l展效應的同時常伴有生態耗竭、生態滯留等超限不利干擾，破壞關鍵格局和過程，致使必須引入處理、修復、整治等支配其可持續發展，引發生態資產減損的機會成本[2-4]，影響區域發展的整體長遠效益[8-9]。在強調全域整體績效的新型城鎮化戰略下，亟需維護生態安全格局和系統良性代謝，強化對生態資產價值流變特征的前瞻性管理，并制定相應的專項管控政策。

功能分區是由區域特征和差異劃分空間單元的過程，基于上位規劃要求和相關因素影響，為在地性國土空間保護開發做出綜合部署和總體安排[10]。目前，國土空間規劃“雙評價”可識別各類生態優勢空間和功能重要性，為底線約束、主體功能等提供理性依據，但因素評價的維度、機制和準則缺乏可比性[11-13]；在總規編制中，規劃分區的內在因素、劃定標準等未達成共識，對廣義績效的決策驅動重視不足。為此，需完善生態資產功能分區推導方法。

1 研究區域

本文將以鎮級為尺度，依據生態資產流變特征試劃特定功能分區。研究區域為上海市奉賢區海灣鎮81.8 平方公里主體范圍，全域為明海塘線外新成陸地區，凈初級生產力較高，有全市僅有的2 處自然海岸線之一；《上海市生態空間專項規劃（2021-2035）》在此設1 處生態保護紅線（海灣森林公園）、多條生態走廊等生態空間，將大部分鎮域納入環杭州灣生態敏感區域；同時，海灣鎮被《上海市奉賢區總體規劃暨土地利用總體規劃（2017-2035）》列為中心鎮，屬上海自貿區臨港新片區和海灣綜合發展型城鎮圈，將重視現代服務、農林保護、旅游休閑等新型城鎮化目標，有功能置換和空間調整的潛在需求。如何在次生干擾下最大程度維護既有生態資產效能是其空間規劃的重要議題。

2 決策過程和方案

2.1 方法概述

本文將基于既有生態資產流變特征，對關鍵特征區域做明確引導，對總量高值地區做嚴格管制，提出生態資產功能分區方案。重點關注研究區域現狀GEP及其構成，測算各分量實物量和價值量[5]，疊加為GEP并劃分極大值單元；以分量的單元均值為樣本，由二階聚類賦予各單元功能特征，引導全域生態資產管制方向；以GEP單元均值較高區域和上位規劃生態空間最大一致為原則篩查最優重分類斷裂點和重點管制區[10]，結合功能特征形成管制方案。

2.2 基礎測算和決策意義

（1）分量因子測算

GEP關注一定時間有生命體參與且能被人類使用的流量[3-5]；不失一般性，本文將以產品供給價值VOSP、防風固沙價值VSF、固碳釋氧價值VCFOP、空氣凈化價值VAP、氣候調節價值VCR、水源涵養價值VWR、水質凈化價值VWP、土壤保持價值VSR、物種保育價值VBP、休閑旅游價值VNR、海岸防護價值VCP和洪水調蓄價值VFM作為GEP主要構成（單位：元/hm2/yr）?；凇渡鷳B系統評估生態系統生產總值核算技術規范》模型框架測算各分量實物量，VOSP、VAP、VWP、VBP、VNR、VCP等實物量的經驗采樣，以及VSF、VCFOP、VCR、VSR、VFM等實物量的經驗模型由ArcGIS 10.5（ESRI，2016）實現，VWR、VFM等實物量的系統模擬由InVEST 3.9（自然資本計劃，2017）實現；再選用替代成本、影子工程、市場價值、恢復成本等資本價值機制將實物量轉為價值量[5,14-15]。

基礎數據由地理空間數據云（中國科學院計算機網絡信息中心）、全球地理信息公共產品（自然資源部、國家基礎地理信息中心、國家遙感中心和Group on Earth Observations）、世界土壤數據庫（時空三極環境大數據平臺）、國家氣象科學數據共享服務平臺（國家氣象科學數據中心）等提供，空間數據處理粒度設為30.0m。12個分量價值量測算結果如圖1 所示。

圖1 研究區相關要素生態系統價值量Fig.1 Ecosystem value of relevant factors in the study area

（2）數值分布和管控措施

GEP測算結果如圖2a 所示，研究區域均值為582781.9 元/hm2/yr，參考開發程度、氣候、水文、地形等相似地區由相同指南測算的地均GEP，在同等評估模型和價值框架下數據整體較合理。均值最高的分量為VCR，其次為VNR、VOSP、VFM等，各分量自身和之間的空間分布存在異質性；特別地，一些因素時空變化可由空間管制支配，可調控實物量乃至價值量，對管制對象和措施有決策意義[5,16]（表1）。

表1 研究區域GEP 分量分布和管制對象Table 1 Distribution and regulating factors of GEP components in the study area

表2 生態資產重點管制區重點管制對象Table 2 The eco-asset functions listed by priority and their control measures

圖2 研究區GEP (a)及其劃分的ROI (b)Fig.2 GEP (a) and the ROI subsequently derived (b) in study area

2.3 功能特征識別和管制

（1）空間單元劃分

為便于后續樣本聚類、一致性區域提取等，先對連續型變量做離散化處理。

（2）功能特征聚類

參考重要功能區劃分的分位數原則，對某變量，以聚類質心相對總體質心的優勢度反映該聚類樣本相較其他樣本的特征性貢獻，其高值格局體現對全域水平的稀缺意義和比較優勢，可決定各類功能的優先序和主導性[10,12,19]。聚類1 以休閑旅游為特征，聚類2 以氣候調節、產品供給、水質凈化等為特征，聚類3 以氣候調節、水源涵養、固碳釋氧、空氣凈化、防風固沙等為特征（圖3）。

圖3 聚類樣本的變量質心(a)和空間格局(b)Fig.3 Variable gravities (a) and spatial patterns (b) of ROI clustered

圖4 變量值斷裂點（a）和生態資產重點管制區（b）Fig.4 Breaking points of selected variables (a) and the essential zones of eco-assets (b)

（3）功能分區劃定

3 討論和啟示

3.1 合理性分析

在空間資源配置中，功能分區向下承接在地訴求和微觀特征，向上對接區域戰略和宏觀格局，是落實靶向發力、雙向協同的關鍵政策[10]。本文以生態資產流變的前瞻性維護為目標，既借鑒重要性原則保留了相對特征，也經由政策性框架體現了絕對需求，由功能分區實現對關鍵特征區域的明確引導和對總量高值地區的嚴格管制，技術方法具有一定現實意義。

（1）空間績效的系統聯控

上述生態資產功能分區基于ROI 整體，體現了對價值機制的系統化管理[1,17]，由現有GEP及其構成特征劃定重點管制區體現了連續性方法論，以延續格局和過程的支撐機制為準則；生態資產減損的機會成本控制體現供需一體、時空統籌的前瞻性思考[9]，降低了響應決策的隨意性，滿足人類福祉目標管理和空間政策公共性、托底性等要求，有利于充實“一張藍圖”的空間管制思路[10]。

（2）空間要素的統籌聯治

上述生態資產功能分區源于GEP構成特征，提供了復雜系統的信息降維渠道，并統一了認定口徑；分量管控因子和管制對象對接規資、綠容、林業、水務、農業農村、城建、交通等歸口單位事權體系，隨著自然資源資產確權、有償使用和生態補償等生態文明制度建立[11]，可為多線預景和精準施策提供前饋引導[17]，有利于夯實“全要素”的空間管制思路[10]。

（3）空間用途的綜合聯管

上述生態資產功能分區基于GEP推導的ROI 均質單元，適配林地小班、小微濕地等生態要素管控和底線空間聚合尺度[19]；經聚類歸并為構成特征相似、策略明確的整片區，集中連片可滿足綜合開發、重大工程等集聚化和規?；?，提升保護性干預的成本效益，引導規劃、資金、土地等支撐環節落地，促進項目系統推進[6,11]，有利于落實“先布棋盤”的空間管制思路[10]。

3.2 不確定性和展望

首先，功能特征聚類面向相對優勢功能的分層分區管控[10,12,16]，主導功能由變量自身分布特征而非絕對量確定，忽略了VCR、VNR、VOSP等絕對貢獻較大分量的影響，聚類間變量絕對量差異也易導致最大-最小聚類比在重點管制區和全域的較大偏差。為此，在保證聚類質量前提下，可嘗試其他判斷依據或引入加權、分類等變量預處理。

其次，樣本聚類依據現象解析構成特征，變量組未考慮分量間的經驗聯系，忽略了內生變量的多重共線性（如計算VCFOP采用的凈初級生產力關聯VOSP的實物產品產量、VSF和VSR的植被覆蓋因子、VCR的蒸騰熱量消耗、VWR的蒸散量等[16,19]），可導致距離計算的重復貢獻。為此，可嘗試基于獨立底層變量構建系統評估的邏輯規則組合。

此外，生態資產核算受數據獲取、精度和指標構建影響[11]，VWR、VFM、VSF、VCFOP、VCR、VSR等依附于復雜時空系統，其動態性、多重反饋、非線性關系等對精準施策構成挑戰[9,16]，當前特征面向資源保護、支撐體系等決策目標[12-13]，結合“藍圖模式”的綜合評估模型和框架仍待完善。

4 結語

生態資產對實現新型城鎮化有重要戰略意義，亟需基于價值流變特征維持其內在機制和關鍵格局?；贕EP的極大值單元劃分、分量構成聚類分析、較高值區一致性檢驗等可豐富生態資產功能分區的定量推導方法且具有現實意義；樣本聚類標準、變量分組、綜合評估等環節可做為進一步優化的方向。