本文是一篇SCI论文发表，本研究结合太湖流域实际情况，从水功能区水质目标需求、生物生境需求、管理目标需求以及游憩休闲需求视角出发，构建了基于研究区实际情况的生态保护分区框架体系。水功能区水质目标需求研究，基于系统规划理论 Marxan 模型，将保护成本纳入保护决策中，更加具有现实操作性；生物生境需求研究，采用MSPA 识别生态源地，MCR 模型生成潜在生态廊道，并根据重力模型判别廊道重要性并据此设定不同的廊道宽度，作为分级保护依据；管理目标层面，将政策文件规定的红黄线区域空间可视化；游憩休闲需求层面，基于地统计方法从人们日常游憩休闲需求和生态用地供给两方面进行分析研究。
1 绪论
1.1 研究背景
土地是人类生存与生产活动的载体[1]，生态用地是能够直接或间接为人类提供生态系统服务的用地类型[2]，具有调节气候、防风固沙、土壤保持、保护生物多样性等多种生态功能[3-6]，同时也为人类提供直接的生态产品，是维持区域生态平衡的重要保障[7-9]。生态用地的质量和功能成为衡量一个区域生态环境好坏的依据[10-11]，然而随着工业化和城镇化进程不断推进，大量生态用地不断流失或者被强制开发利用[12]，破坏了区域生态系统，生态安全受到了威胁。因此保护生态用地，有利于减缓生态系统服务的退化，维持区域生态平衡和社会的可持续发展，是实现土地资源合理配置和生态环境保护的基础和前提。
随着生态文明等国家战略的持续推进，2011 年国务院印发《全国主体功能区规划》强调要加大生态用地的保护力度；《关于加快推进生态文明建设的意见》中指出要适当增加生态用地面积；《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》强调国土空间规划编制要坚持生态优先、绿色发展，同时推进“美丽中国”建设，强调形成人与自然和谐发展现代化建设新格局。2021 年 3 月实施的《长江保护法》要求省级人民政府应根据本行政区的生态环境和资源利用现状，制定生态环境分区管控方案。
长三角是“美丽中国先行区”，也是生态环境形势最为严峻的区域之一，2019年中共中央国务院印发《长江三角洲区域一体化规划发展纲要》，而典型跨界的太湖流域，则是长三角的核心地区。作为我国经济最发达的地区，过去几十年间，随着人口快速增长、社会经济发展等因素，太湖流域土地格局发生了显著变化，主要表现为生态用地被严重侵占[13]，导致生态系统服务不断退化[14]，自我调节能力降低，直接影响到了该地生态环境的健康发展。不断减少的生态用地，不仅影响到了区域环境质量[15]，同时也加剧了流域跨界保护的难度，因此，加强生态保护有助于推动太湖流域乃至长三角地区高质量发展，同时也是建设美丽中国长三角样板的紧迫需求。
1.2 研究意义
流域是人类活动的主要场所，它作为一类复杂的自然地理区域，是以地表水和地下水为纽带，密切联系着区域水循环、土地覆被、生态系统等多因素构成的复合生态系统[16-19]。当前社会和经济快速发展，流域内因生态用地的流失而导致的生态压力和风险逐渐加大[20-21]，土地利用冲突也愈发严重。经济的发展需要更多的土地支撑，但生态环境保护也迫在眉睫，如何协调经济发展和生态保护的冲突是当前面临的重要问题。结合流域自然和社会地理环境，保护流域内重要的生态用地，已成为经济快速发展背景下保护流域生态安全的紧迫需求和重要举措。本文以典型跨界地区太湖流域为研究对象，结合太湖流域实际情况，提出针对不同生态环境保护层面的保护需求，在长三角一体化大背景下，为区域生态环境保护和国土空间优化与调控提供科学理论支撑。
分区是指按照一定的原则、采取相应的方法对具有不同功能的生态空间进行定位[22]，将其划分为不同的空间单元的过程。国际上分区研究开始于 19 世纪初，德国地理学家 Humboldt 根据气候和植被的差异首次绘制了世界等温线图，这一工作被认为是地理学研究中基于自然要素分区的开始，随后俄国地理学家Dokuchaev 创立了土壤地带学说[23]，其依据是不同地区植被和气候的差异性。而生态保护分区的研究，则始于 19 世纪末，在自然区划的基础上发展而来，Merriam划分出美国的生命带和农作物带[24-26]，由此开启了基于自然地理要素的分区向基于生物等要素作为自然分区的依据。1905 年，英国生态学家 Herbertson[27（]1905）描绘了全球主要的自然区域单元，同时指出生态地域划分的必要性。随着生态保护分区研究的不断深入，1935 年英国生态学家 Tansley 提出了生态系统的概念[28-30]，他认为生态系统是生物和其所在的环境构成的有机体，这一概念的提出开启了生态保护分区研究的蓬勃发展。美国生态学家 Baily 于 1976 年提出了基于生态系统角度的生态区划方案[26][31]，也被后来学者认为是真正意义上的生态区划方案。
2 研究思路与方法
2.1 研究目标
本文在深入了解生态保护分区及太湖流域生态保护现状的基础上，制定了本文的研究目标、研究方法和技术路线。
（1）基于高精度生态本底数据、土地利用数据、夜间灯光数据、实地调研数据以及社会经济数据，从水质目标需求、生物生境需求、管理目标需求以及游憩休闲需求层面识别太湖流域生态用地的重要性。
（2）基于单因素保护需求的研究结果，创建多目标保护叠加规则，对多目标需求下的生态用地进行保护等级划定。
（3）根据研究结果结合重要生态用地布局，提出流域生态保护分区管控，保护流域生态环境，为国土空间规划及长三角一体化生态环境建设提供科学依据。
2.2 水质目标保护需求研究方法
2.2.1 数据来源
基于水质目标的太湖流域生态用地保护用到的数据包括：（1）水功能区水质目标数据。该数据来源于《太湖流域综合规划》图件，将其重要河段水质目标数字化得到矢量数据（图 2.1）；（2）太湖流域生态用地空间分布数据集。该数据是依托于中国科学院 A 类战略性先导科技专项“美丽中国生态文明建设科技工程（XDA23020201）”项目，结合高分影像，Landsat TM 解译的 30 米空间分辨率土地利用数据、1:25 万土壤数据、30m 的 DEM、NDVI、EVI 等数据精准识别出来的太湖流域内重要生态用地的空间分布数据集；（3）太湖流域各区县人口和GDP 数据，来自各地市及区县统计年鉴并将其空间栅格化，处理为模型运行过程中所需数据格式。
2.2.2 研究方法
（1）系统保护规划理论阐述
由于区域的社会经济发展具有显著的空间异质性性，传统的保护规划方法缺乏对空间异质性的考量，从而导致研究结果在实施过程中遇到较多问题。Margules 和 Pressey 在 2000 年提出了系统保护规划方法（Systematic Conservation Planning，SCP），指出保护规划不仅应考虑自然特性，也应考虑保护区的大小和位置、空间连接度、边界长度以及对其进行保护的经济成本和社会成本[79-81]。基于结构式的迭代运算方法，系统保护规划方法根据系统在运行过程中产生的反馈信息从而对目标结果进行不断修改，直至计算出一个较为完善或平衡即兼顾各个利益相关者的保护网络设计方法。该方法有助于促进利益相关者共同构建保护网络，因此研究结果有利于管理部门实施该保护方案[82-83]。简而言之，系统保护规划的目的在于在运用有限的人力、物力和财力的条件下尽量满足保护目标，从而使资源得到最佳的优化配置。
3 基于水质目标需求的生态保护分区.......................... 22
3.1 水功能区水质目标现状................. 22
3.2 数据运算过程.......................... 23
4 基于生物生境需求的生态保护分区............................... 29
4.1 太湖流域生物多样性保护现状.............................. 29
4.2 MSPA 识别结果 ..................................... 30
5 基于管理目标需求的生态保护分区................................ 39
5.1 相关政策文件梳理.............................. 39
5.2 基于管理目标需求的生态保护分区结果................... 40
7 基于多目标需求的生态保护分区
7.1 保护规则
结合水质目标需求生态保护分区、生境质量需求生态保护分区、管理目标需求生态保护分区、游憩休闲需求生态保护分区结果，因太湖流域河网密集，水源地众多，水质是生态保护中应重点考虑的因素；2021 年 3 月 1 日《长江保护法》正式实施，明确要加强长江流域生物多样性保护，太湖流域是长江流域的重要组成部分，保护生物生境较为重要，红黄线范围是太湖流域管理局等明文规定的范围，必须加以保护，因此本文构建如下规则（图 7.1），其中水质目标中一级生态用地、生境质量中一级生态用地、管理目标中一级生态用地，作为多目标保护中极重要生态用地；水质目标中二级生态用地、生境质量中二级生态用地、管理目标中二级生态用地、游
