1.生态红线的概念与内涵(Theconceptandconnotationofecologicalredline)
生态保护红线是我国生态文明建设的一项重大制度创新，目前仍处在探索阶段，对生态保护红线的理解与划分方法还没有形成统一的标准体系（喻本德，2013）。2014年环境保护部出台《国家生态保护红线——生态功能基线划定技术指南（试行）》，在国家层面上生态保护红线的划定给予了技术支持，市县域生态保护红线的划定还没有统一的方法。我国最新修订的《环境保护法》第29条明确要求，国家在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态保护红线，实行严格保护。从制度上保护生态环境，使生态环境资源得到高效利用，保证国土的合理有序开发。生态红线的提出在国家层面上统筹考虑环境保护、资源开发与利用、环境管理等领域的结合，可以改善当今的环境保护管理体制。
1.1生态保护红线的产生及相关研究
近年来对生态环境的关注不断加大，关于红线的划定也有了一些有益的探索。2000年，浙江安吉的生态规划中出现了生态控制区的概念；2005年，《珠江三角洲环境保护规划纲要》中出现了“红线调控”，并把自然保护区的核心区域和重点水源涵养区划为红线保护区域。《十一五规划纲要》中为保证国家耕地安全，提出了18亿亩耕地红线，缺点在于没有在空间和质量上来保证耕地的安全；2012年，国务院印发了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》划定了水资源管理“三条红线”，分别是水资源开发利用总量红线、用水效率控制红线、水功能区限制控制红线，这三条红线没有从空间上落地实施。2012年10月，国家海洋总局提出了海洋生态红线区，包括重要旅游区、历史文化遗迹与自然景观、重要河口、重要渔业海域、重要砂质岸线、沙园保护区域、特殊保护海岛、重要滨海湿地、滨海海洋保护区等。2013年林业局开展了生态保护行动，就林地、湿地、荒漠植被和物种划定了4条红线，只是确定了“红线”的数量，对区域生态安全保护的管理意义不大。关于生态红线的划定，国内学者也做了很多的研究。王金南（2014）等从环境的保护的角度出发，并结合目前严峻的环保形势，重点论述了建立国家环境红线的意义。杨邦杰（2014）等则从国家生态安全的角度出发，分别从环境质量红线、生态功能保障红线和资源利用红线分别论述了划定生态红线的必要性。许妍（2013）和李汉英（2014）则分别从近海、胡泊的角度研究了渤海、巢湖的生态红线的划定。有学者也对城市生态红线的划分也做了相关的研究，主要根据当地的生态环境状况，划定生态红线，（吕红迪，2014；喻本德，2014）。2012.10月，环保部草拟了《全国生态红线划定指南（初稿）》；2014.2月环境保护部出台了《国家生态保护红线—生态功能红线划定技术指南（实行）》，划定了生态保护红线，包括生态功能红线、环境质量安全底线和自然资源利用上线。
1.2生态红线概念和内涵
关于生态红线还没有一个公认的概念，之前的学者关于生态红线的定义有很多，如龙花楼认为生态红线是维护国家生态安全和持续发展，维护区域的生态服务功能，在空间上需要重点保护的区域范围（龙花楼，2014）。吕红迪则认为生态红线是空间概念，空间上维护生态安全和保持经济可持续发展，必须严格保护的区域（吕红迪，2014）。王金南[1]认为生态红线不仅是空间的而且是数量的，重点阐述了环境红线框架，在总量控制上划定生态红线。目前关于生态红线的研究都具有明显的尺度特征（饶胜，2012），关于生态红线的划分研究也有很多，如喻本德[7]通过生态资源和地质遗迹对深圳市大鹏新区进行了生态红线分区划分，在一定程度上对生态环境的保护进行了细化，但是没有考虑到当地经济发展的影响，具有一定的局限性（王金南，2014；喻本德，2014）。我们认为生态红线应该是“多要素、多领域、重过程、含管理”的综合性体系，不仅只涉及空间方面，而应该是能够涵盖人类基本生存环境、能够体现当地的可持续发展、关心区域内人类福祉的体系；生态红线应该是维护区域的生态安全，改善区域环境质量，自然资源得到高效和可持续利用的区域。具体包括环境质量红线，资源利用红线、生态功能保障红线，即在功能、质量和空间上对生态保护区域进行控制(见图1）。
1.3研究区域
大鹏新区位于北纬22°27′5.32″至22°40′21.07″，东经114°23′52.88″至114°35′35.23″，地处深圳市的最东端，东临大亚湾、西隔大鹏湾与香港相望。人口18万，陆域面积302km2，海域面积302km2，海岸线长133.22km。属热带海洋性气候，年平均气温22.5℃，年平均降水量约为2000mm，年日照2120.5小时。土壤属赤红壤、红壤，土壤的酸性较大，主要为低地常绿季雨林，森林覆盖率76%。基本生态控制线面积为221.9km2，占大鹏新区的77.9%。地势东南高，西北低，为低山丘陵滨海地区，多低山丘陵，区内多独立小溪流。梧桐-马峦山系自西向东延伸形成一道自然屏障，将东部滨海地区与深圳其他地区分隔，成为一个独立的生态区域。2012年大鹏新区国民生产总值为254.3亿元，三产比为0.2:75.7:24.1，二产所占比重相对较高。大鹏新区未来的发展原则是坚持“在保护中发展，在发展中保护”，目标是建设成为“生态生物岛、生态健康岛、国际旅游岛和世界级滨海生态旅游度假区”。
2.研究方法(Researchmethods)
本文通过现场调研、查找资料和遥感解译等方法，采用“自然-经济-社会”相结合的方法，从“基本生存环境-可持续发展-人类福祉”3个方面开展生态红线的划分。
2.1生态功能保障红线
生态功能保障红线是指具有水源涵养、水土保持、防风固沙、调蓄洪水、生物多样性保护等功能，能够支持经济社会发展的自然生态空间基础。大鹏新区为南中国海少有的山地半岛，森林覆盖率高，生物多样性相对较高，水土流失问题较严重，故选取土壤保持、水源涵养和生物多样性保护三个方面进行评价。土壤保持功能评价采用实际的土壤保持实物量来评价，为潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量之差来表示，即土壤侵蚀量A=RKLS(1-CP),以上数据中的各参数均为通用土壤流失方程USLE（UniversalSoilLossEquation）中的各个因子（蔡崇法，2000）。水源涵养功能评价采用水量平衡法，通过降水量、蒸发散量算，蒸发散量用等价的径流系数来表达（李双双，2011；王晓学，2013）。生物多样性功能采用INVEST模型计算，结合景观类型敏感性和外界威胁强度得到生境质量状况，并根据生境质量的状况来评估生物多样性（余新晓，2012）。生态功能保障红线则有土壤保持功能、水源涵养功能和生物多样性功能三个因子层，无量纲处理后，利用GIS技术叠加分析得到。
2.2环境质量红线评价方法
环境质量红线是指区域环境内多能容纳的最大污染物的容量，主要从环境承载力方面进行考虑。依据环境因素中对人类生存环境影响的重要程度，选取水和大气两个因子作为环境生态红线的基本要素。2.2.1水环境容量评价方法根据大鹏新区现有的地表水环境功能区划以及水环境特征，确定地表水环境质量保护目标，相应构建河流水质模型，建立污染物入河量－河流水质－入海水质之间的关系。基于大鹏新区地表水环境质量达标约束，确定大鹏新区最大污染物允许排放量。大鹏新区地表水环境质量目标和污染物最大允许排放量计算采用箱式质量输移模型（CSTR）。CSTR模型可以包括任意形式的流量和污染物源汇项，例如点源、非点源、下渗、取水等，也能处理比较复杂的支流关系（邓义祥，2011）。2.2.2大气环境容量评价方法大鹏新区空气污染物来源主要包括本地排放（固定源和移动源）和区域输送。本地源排放污染对环境空气质量影响可通过高斯模式进行模拟。除本地排放外，在不同季节主导风作用下，深圳市、珠三角工业区、香港、台湾及内地其它省份均可能通过大气污染物的中远距离输送对大鹏空气质量产生影响。区域输送的大气污染物对大鹏新区空气质量影响利用综合空气质量模型CAMx进行研究。大鹏新区大气环境承载力应在综合分析本地各类污染源对大气污染物浓度影响的前提下，以环境空气质量“反降级”为目标进行综合分析（王继康，2014）。大气环境承载力估算应综合考虑外部污染物区域输送和本地污染源排放，针对不同产业发展情景进行分析。以葵涌监测站2012年监测数值为基准，假设机动车流量8000辆/天（旅游淡季），外部污染物区域输送量恒定，确定大气环境质量基准。在此基础上，分别考察工业源排放增长和移动源排放增长对大鹏新区环境空气质量的影响。工业源排放增长设定参考《大鹏新区国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出的GDP增长13%，分别假设一般工业源和火电厂大气污染物排放量在现有水平基础上增加13%；移动源排放影响分别依据淡季（8千辆/天）、旺季（4万辆/天）和黄金周时段（18万辆/天）机动车流量进行设定。此外，参照国内外重要旅游区交通模式，以轨道交通为代表的大中运量公共交通将是未来大鹏新区交通规划的重要组成部分。由于以电力为能源的轨道交通在运行过程中基本可实现大气污染物零排放，按轨道交通分流50%旅客进行估算，增加旺季机动车流量减半的情景（2万辆/天）进行分析。数据模拟点选取“葵涌”气象站为检测点位，以保证分析数据与葵涌监测站数据具有良好的对比性。
2.3资源利用红线评价方法
大鹏新区作为深圳市的后花园，旅游资源丰富，区域内无矿产资源，故本文仅对其旅游环境承载力进行评价。旅游环境承载力（刘伟，2010）是某旅游地在一定时期内，其旅游系统整体功能能够正常发挥条件下所能承载的游客数量，是旅游复杂系统中诸多因素的综合作用结果。旅游系统包括旅游区与景点子系统、交通子系统、服务子系统等多种系统，受到各种自然因素和社会经济因素的综合作用。综合前人研究成果，旅游承载力可以分为资源空间承载力（RE）、生态环境承载力（EE）和社会心理承载力（PE）3个分量，用公式可表示为：TE=ω1×RE+ω2×EE+ω3×PE式中：ω为各指标的权重。
3.结果与分(Resultsandanalysis)
3.1生态功能保障红线
通过水土保持、水源涵养、生物多样性分析，利用ArcGIS进行叠加分析，得出生态功能较好的区域，即其水土保持、水源涵养和生物多样性均比较高，与大鹏新区内生态控制线的区域基本吻合，深圳市基本生态控制线有相应法律的保护，故选定大鹏新区基本生态控制线作为生态功能保障红线，面积220.79km2。且大鹏半岛国家地质公园、大鹏自然保护区、饮用水源地保护区、珍稀濒危物种保护区均位于生态控制线内，与生态功能高值区基本相当。
3.2环境质量红线
3.2.1水环境容量评价结果水环境容量分析，综合考虑大鹏新区各控制单元的稀释环境容量、自净环境容量和背景负荷，得出大鹏新区各控制单元的可利用环境容量。大鹏新区各控制单元CODCr、NH3-N、TN和TP可利用的环境容量分别为720.5t/a、36.4t/a、67.5t/a和6.67t/a。3.2.2大气环境容量评价结果大鹏新区工业源排放的二氧化硫和颗粒污染物对本地大气污染的贡献均很低，区域内移动源排放对区域内大气影响较大，移动源排放污染物对环境空气的影响主要体现在大气中氮氧化物浓度的升高。移动源对于大气的影响主要参照淡季、旺季和高峰时期进入大鹏新区旅游的机动车数量，及轨道交通分担50%旺季机动车运力（降低50%机动车数量）的情景，设置四种情景模式，即入岛旅游机动车分别为8千辆/日、2万辆/日、4万辆/日和18万辆/日，分析不同情景模式下移动源排放污染物对环境空气质量的影响。考虑到情景3（旅游旺季）和情景4（高峰时期）主要发生在特殊时段，因此情景分析中重点考察移动源排放污染物的日最大浓度变化。由前面的讨论可知，移动源排放污染物对环境空气的影响主要体现在大气中氮氧化物浓度的升高，因此情景分析中以氮氧化物为典型代表物进行研究。三种情景下氮氧化物排放量估算结果及其对各关注点大气中氮氧化物浓度的贡献如下表所示。由图可见，情景3和情景4中来自移动源排放的大气氮氧化物均超出国家氮化物排放标准（环境空气质量标准GB3095—2012中，氮氧化物24小时均值标准为100ug/m3)。由于氮氧化物是大气臭氧污染物形成的重要前体物，高浓度的机动车排放将在极大程度上促进大气光化学反应的进行，导致臭氧浓度升高，加重大鹏新区臭氧污染态势。当情景2所示的轨道交通分担旺季50%机动车运载力（降低50%机动车数量）时，除大鹏镇外其余点位来自机动车排放的大气氮氧化物浓度均降至国家标准以下。由上述结果显示，当机动车为20000时，即轨道交通分担旺季50%机动车运载力（降低50%机动车数量）时，为移动源的临界点，在此范围内可以保证大气容量在国家标准内。污染物在大气容量界限内。大鹏新区大气中氮氧化物除来自移动源外，还有来自本地工业源排放及外部区域源的输入。根据大气污染物来源分析结果可知，本地排放的氮氧化物对大气氮氧化物浓度的贡献仅占三分之一左右。也就是说，即使在情景1条件下，综合考虑本地工业源和外部区域源影响，大鹏镇关注点的大气氮氧化物浓度也基本接近国家二级标准。虽然大气光化学过程能部分降低大气中氮氧化物浓度，但将直接导致大气臭氧浓度的升高。
3.3资源利用红线评价评价结果
（1）资源空间承载力（RE）指在一定的地域内在空间上所能承纳的游客数量。根据大鹏新区旅游资源的实际情况，采用面积法进行理论计算，即旺季5.4万人次/天，平时2.15万人次/天，淡季则为1.89万人次/天。（2）旅游地的生态环境承载力（EE）取决于3个变量，一是旅游地自然生态系统净化与吸收污染物的能力；二是旅游地人工系统处理污染物的能力；三是单位时间内人均生产的污染物数量。对保护区生态环境影响最大的是旅游者产生的固体废弃物和大气净化能力。计算得出大鹏新区固废承载力为5000人次/d。综合分析大鹏新区空气质量优良，现有状况大气承载力比较大。（3）社会心理承载力中主要考虑旅游者心理承载力，旅游者心理承载力（PE）可分为基于人群敏感度的心理承载力和基于景观敏感度的心理承载力。大鹏新区游览面积（S）约为59.63hm2，利用率（K）取80%，旅游者在心理反应良好时占有的人均面积（P）为10m2（《风景名胜区规划规范》第3章一般规定），旅游者游览平均耗时（t）为4h，以每日平均开放时间（T）为8h计算。利用下面公式进行计算：PE=SKT/(Pt)则旅游者心理承载能力为9.54万人次/d。旅游承载力遵循既要减小主观随意性、提高权重客观性和准确性的同时又要具有灵活性和可操作性的原则，采用专家打分法给权重赋值，资源空间承载力（RE）占65%，生态环境承载力（EE）占30%，社会心理承载力（PE）占5%。分别以旺季、平时和淡季标准计算得出大鹏新区最大、中等和最适旅游承载力见表5-28。由此可知，大鹏新区最适旅游承载力为18555人次/天，即677.3万人次/年；中等承载力为20245人次/天，即738.9万人次/年；最大承载力为41370人次/天，即1510万人次/年。首要限制因子为固废处理能力，其次为沙滩容纳能力。因此，建议加强基础设施建设，提高固体废弃物处理能力，适度开发沙滩资源，从而提高新区的旅游承载力。
4.结论(Conclusions)
以大鹏新区为实证，在中微观尺度上，从生态功能保障红线、环境质量红线和资源利用红线3个方面进行生态保护红线划定。大鹏新区的生态功能保护红线面积为220.79km2,与深圳市大鹏新区基本生态控制线相一致。环境质量红线中大气环境质量红线影响因素最大的是机动车，大鹏最大限制机动车入岛车辆为20000辆，且增加50%的轨道交通运力；水环境质量红线即CODCr、NH3-N、TN和TP最大排放阈值分别为720.5t/a、36.4t/a、67.5t/a和6.67t/a。根据旅游环境容量划分的资源红线表明，大鹏新区最适旅游承载力为18555人次/天，即677.3万人次/年。为严守大鹏新区生态保护红线，要求严格保护生态控制线内的区域，同时要转变经济增长方式，增加单位土地面积产值，建立更加完善的交通体系；加强基础设施建设，提高固体废弃物处理能力，适度开发沙滩资源，提高新区的旅游承载力。大鹏新区生态保护红线的划定不仅从空间上，而且从数量和阈值上都提出了严格的要求，使得大鹏新区人口分布、经济发展和环境承载力相协调，对于大鹏新区的经济社会可持续发展，国土资源的合理有序开发具有重要的意义。环境质量红线关系到区域内人民的基本生活环境；生态功能保障红线关系到人类的福祉；资源环境利用红线关系到区域内的可持续发展，从这3个层面划定生态保护红线可以很好的反应区域内的经济、人口、环境承载力和可持续发展的关系，避免只考虑生态环境状况而忽视经济发展状况和环境承载力，可以保证区域内经济社会的可持续发展，同时还可以为其他城市的生态保护红线的划定提供一定的技术支持。生态红线是一项综合性的规划，需要兼顾生态环境、经济发展、资源环境承载力等诸多领域，生态功能保障红线、环境质量红线和资源利用红线3个层面考虑的因素不尽相同，对于不同的地区适用的因素各不相同，还需要根据区域的实际情况选取。
作者：侯春飞 韩有志 李岱青 张林波 邓义祥 王学中 李芬 叶有华 单位：山西农业大学 中国环境科学研究院 国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室 环境基准与风险评估国家重点实验室 深圳市环境科学研究院
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