《Ecological Indicators》:Reconciling multiple planning objectives at the county level in China: A novel landscape functional zoning approach considering both landscape services synergy and landscape character integrity
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随着城市化快速推进,中国县域层面多空间规划协调问题日益严重。因管理不当导致的景观破碎化和独特景观特征丧失等问题愈加凸显。因此,协调各规划目标之间的矛盾对于县域景观有效整体治理至关重要。本研究聚焦于协调多重规划目标与优先事项,研究人员提出了一种新的景观功能分区(
随着城市化快速推进,中国县域层面多空间规划协调问题日益严重。因管理不当导致的景观破碎化和独特景观特征丧失等问题愈加凸显。因此,协调各规划目标之间的矛盾对于县域景观有效整体治理至关重要。本研究聚焦于协调多重规划目标与优先事项,研究人员提出了一种新的景观功能分区(LFZ)方法,同时兼顾景观服务(LS)协同与景观完整性。以湖北省安陆市为实证研究区,研究人员基于六个景观特征要素的聚类分析识别出34个景观特征类型和894个景观特征单元。这些单元被用于评估与生态维护、农业生产和人类居住条件相关的七项关键景观服务。基于系统保护规划(SCP),研究人员利用Marxan with Zones(MarZone)工具创建灵活情景,以探索这些服务之间的权衡与协同效应,从而建立一级景观功能区。随后,研究人员在eCognition中基于所识别的景观特征类型采用半自动图像分割技术进行二级分区,并针对每个分区提出了定制化的景观管理策略。该方法在安陆市划定了4个一级和36个二级景观功能区。每个分区在维护景观特征完整性的同时最大化景观服务的协同效应,将景观管理与保护从碎片化要素转变为整体景观空间。这提高了分区管理效率,对县域景观的整体管理与保护具有重要意义。
论文解读文章
研究人员在《Ecological Indicators》期刊发表的论文聚焦于中国县域尺度多规划目标协调问题。随着城市化推进,中国县域层面“多规冲突”现象日益突出,独立制定的部门规划之间因空间重叠、边界不一致和目标分歧,导致景观破碎化和地方景观特征丧失。现有景观功能分区(LFZ)方法多采用网格或行政边界作为基本单元,造成分区边界模糊、分布碎片化,不利于维护景观空间连续性和特征完整性。因此,亟需一种既能优化景观服务(LS)协同又能保障景观特征完整性的分区方法。本研究以湖北省安陆市为实证案例,旨在将景观特征评估(LCA)与景观服务协同相结合,构建新的LFZ框架,以提升县域景观整体治理效率。
主要关键技术方法包括:1)基于ArcGIS和SPSS平台,对高程、起伏度、植被、土壤、土地利用和文化遗产六个景观特征要素进行分层分类与聚类分析,识别出景观特征类型(LCT)和单元(LCU);2)利用InVEST模型评估栖息地支持、碳固存、水源涵养服务,通过归一化植被指数(NDVI)和兴趣点(POI)数据评估食物生产、农业基础设施、居住与支持设施、休闲服务,并在LCU尺度上进行Pearson相关分析以揭示服务间的权衡与协同;3)将LS能力与权衡/协同关系整合入系统保护规划(SCP)框架,应用Marxan with Zones(MarZone)工具,设置三种情景进行多目标优化,确定一级LFZ方案;4)基于eCognition软件结合景观格式塔原则,对一级分区内的LCT进行半自动图像分割,再经人工修正生成二级LFZ。全部数据来源包括安陆县相关规划资料、遥感与气象数据集等。
研究结果如下:
3.1 安陆市景观特征类型与单元分布:通过六个景观特征要素的分层编码和聚类分析,安陆市被分为34,393个网格(200m×200m),初步获得29个景观特征类型;叠加文化遗产信息后最终定义34个景观特征类型和894个景观特征单元,并予以字母数字编码。
3.2 景观特征单元的景观服务能力:七项关键LS的空间分布呈现显著异质性。栖息地支持、碳固存和水源涵养服务高值区集中于北部山区,低值区位于中部城市区域;休闲和居住服务则集中在中部低值区;食物生产和农业基础设施服务主要分布于西部农区。Pearson相关分析表明:栖息地支持、碳固存与水源涵养之间存在协同关系;食物生产与农业基础设施之间协同;居住支持与休闲之间协同,与三类核心LS功能相对应。
3.3 安陆市景观功能分区:3.3.1 一级景观功能区划——基于空间约束与LS协同的最优情景:通过MarZone多情景比较,情景2在兼容服务比例达24%(n?=12)时实现了最佳LS协同,既满足耕地610 km2和建设用地80 km2的控制线要求,又显著增强核心功能间的协同并缓解权衡。该情景下最终划定4个一级功能区:生态维护核心区、生态维护缓冲区、农业生产区和人类生活区。3.3.2 二级景观功能区划——基于景观特征的半自动图像分割:将各一级区的景观特征类型导入eCognition,经多级分辨率分割参数调试(尺度500、形状0.4、紧致度0.3),结合卫星影像与实地调研按景观格式塔原则修正边界,获得36个二级景观功能区。每个二级区由空间关系稳定的景观特征单元簇组成,确保了分区边界的完整性和清晰性。
讨论部分总结:本研究提出的LFZ方法整合了LS协同与景观特征完整性,弥补了传统分区方法在空间连续性上的不足。基于LCA的景观单元比网格或行政单元更适于保持边界确定性,结合图像分割技术可将碎片化要素整合为完整功能空间。该方法为国土空间规划中“三区三线”划定提供直接参考:生态维护区对应生态保护红线,农业生产区对应永久基本农田,人类生活区对应城镇开发边界,并可在生产-生活-生态空间(PLES)框架下制定差异化策略。但本研究仅考虑核心服务与次要服务间的权衡,未涉及混合效应;且景观特征要素和关键LS指标不可直接推广至地貌差异大的县域,未来需更多研究完善技术规程。
结论部分翻译:本研究尝试将景观服务(LS)与景观特征相关联,发展了一种县域尺度景观功能分区(LFZ)的新方法。该方法整合了LS协同与景观特征完整性,能够最大化LS间的协同效应,从而缓解多重规划目标之间的矛盾。此外,该方法能确保各景观功能区边界的确定性和完整性,将景观管理对象从碎片化要素整合为完整的复合景观空间,有助于决策者从景观视角整合管理自然资源,进而提高景观分区管理效率。总体而言,该方法从更系统的角度克服了当前县域景观分区管理的不足。将其应用于湖北省安陆市,证明其能有效支撑县域尺度的LFZ与管理。