生态保护红线是我国生态文明建设的一项重大制度创新，但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(喻本德等，2014).2014年环境保护部出台了《国家生态保护红线——生态功能基线划定技术指南(试行)》，在国家层面上对生态保护红线的划定给予了技术支持，但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须划定生态保护红线，同时，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，可以改善当今的环境保护管理体制.

近年来人们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，但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，但这3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，但只是确定了“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.王金南等(2014)从环境保护的角度出发，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.杨邦杰等(2014)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的角度论述了划定生态红线的必要性.许妍等(2013)和李汉英(2014)则分别从近海、湖泊的角度研究了渤海、巢湖的生态红线的划定.有学者还对城市生态红线的划分进行了相关的研究，主要根据当地的生态环境状况划定生态红线(吕红迪等，2014；喻本德等，2014).2012年10月，环境保护部草拟了《全国生态红线划定指南(初稿)》；2014年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.

关于生态红线目前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，如龙花楼等(2014)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.吕红迪等(2014)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.王金南等(2014)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(饶胜等，2012)，关于生态红线的划分研究也有很多，如喻本德等(2014)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，但该研究没有考虑到当地经济发展的影响，具有一定的局限性.

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；同时，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(图 1).

图1(Fig.1)

图1 生态红线的内涵 Fig.1 Interpretation of the ecological essential line

基于此，本文以深圳市大鹏新区为研究对象，在保障区域生态红线的性质不变、功能不降和面积不减的基础上，分别从环境质量红线、生态功能保障红线和资源利用3个方面开展生态保护红线的划分，以期为大鹏当地经济发展和环境保护管理提供相应的技术支持.

大鹏新区位于北纬22°27′5.32″~22°40′21.07″，东经114°23′52.88″~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.区域人口18万，陆域面积305 km²，海域面积305 km²，海岸线长133.22 km.属热带海洋性气候，年平均气温22.5 ℃，年平均降水量约为2000 mm，年日照2120.5 h.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221.9 km²，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，第二产业所占比重相对较高.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”.

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.

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，故从土壤保持、水源涵养和生物多样性保护3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，用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(Universal Soil Loss Equation)中的各个因子(蔡崇法等，2000).

水源涵养功能评价采用水量平衡法，通过降水量、蒸发散量计算，蒸发散量用等价的径流系数来表达(李双权等，2011；王晓学等，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(余新晓等，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3个因子层，无量纲处理后，利用GIS技术叠加分析得到.

环境质量红线是指区域环境内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.

根据大鹏新区现有的地表水环境功能区划及水环境特征，确定地表水环境质量保护目标，相应地构建河流水质模型，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，如点源、非点源、下渗、取水等，也能处理比较复杂的支流关系(邓义祥等，2011).

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的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新区空气质量产生影响.区域输送的大气污染物对大鹏新区空气质量的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(王继康等，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，假设机动车流量为8000 辆· d^-1(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(8000辆· d^-1)、旺季(40000辆· d^-1)和黄金周时段(180000辆· d^-1)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(20000辆· d^-1)的情景进行分析.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.

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(刘伟，2010).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影响.综合前人研究成果，旅游承载力(TE)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，用公式表示为：TE=ω₁×RE+ω₂×EE+ω₃×PE，其中，ω为各指标的权重.

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的区域，且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，面积为220.79 km²(图 2).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.

图2(Fig.2)

图2 生态功能保障红线 Fig.2 Ecological function security red line

水环境容量分析时，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COD_Cr、NH₃-N、TN和TP可利用的环境容量分别为720.5、36.4、67.5和6.67 t · a^-1.

表1(Table 1)

表1 大鹏新区各街道可利用环境容量 Table 1 Usable environmental capacities of Dapeng New District t · a-1

表1 大鹏新区各街道可利用环境容量 Table 1 Usable environmental capacities of Dapeng New District t · a-1 名称 CODCr NH3-N TN TP 葵涌 429.84 20.82 39.20 3.97 大鹏 161.90 8.52 15.72 1.56 南澳 128.78 7.08 12.59 1.15 合计 720.51 36.42 67.51 6.67

大鹏新区工业源排放的二氧化硫和颗粒污染物对当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为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(情景1)、旺季(情景3)和高峰时期(情景4)进入大鹏新区旅游的机动车数量，以及轨道交通分担50%旺季机动车运力(降低50%机动车数量)的情景(情景2)，设置4种情景模式，即入岛旅游机动车分别为8000、20000、40000和180000辆· d^-1，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.

3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表 2所示.由图 3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GB 3095—2012中，氮氧化物24 h均值标准为100 μg · m^-3).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.

表2(Table 2)

表2 不同情景下机动车排放氮氧化物对大鹏新区环境空气质量影响 Table 2 Impact of motor vehicle emissions of nitrogen oxides in ambient air quality for Dapeng New District under different scenarios

表2 不同情景下机动车排放氮氧化物对大鹏新区环境空气质量影响 Table 2 >Impact of motor vehicle emissions of nitrogen oxides in ambient air quality for Dapeng New District under different scenarios 情景 机动车数量/ (辆· d-1) NOx排放量/t 对关注点大气NOx浓度的贡献/(μg · m-3) 葵涌 大鹏镇 古城 金沙湾 半天云村 鹅公湾 高岭 大水坑湾 1 8000 391.90 30.88 79.48 34.40 34.09 39.73 28.58 42.12 27.85 2 20000 979.75 77.20 198.70 86.00 85.23 99.33 71.45 105.30 69.63 3 40000 1959.51 154.41 397.39 172.01 170.45 198.63 142.91 210.58 139.27 4 180000 8817.80 694.85 1788.23 774.05 767.03 893.81 643.08 947.62 626.71

图3(Fig.3)

图3 不同情景移动源排放氮氧化物的超标情况 Fig.3 Exceedances of nitrogen oxides from mobile source emissions in different scenarios

由上述结果显示，当机动车为20000辆· d^-1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1/3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.

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· d^-1，平时2.15万人次· d^-1，淡季则为1.89万人次· d^-1.

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^-1.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.EE计算公式为：

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59.63 hm²，利用率(K)取80%，旅游者在心理反应良好时占有的人均面积(A)为10 m²(《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4 h，以每日平均开放时间(T)为8 h计算.利用公式(2)进行计算，则旅游者心理承载能力为9.54万人次· d^-1.

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，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.由此表 3可知，大鹏新区最适旅游承载力为18555人次· d^-1，即677.3万人次· a^-1；中等承载力为20245人次· d^-1，即738.9万人次· a^-1；最大承载力为41370人次· d^-1，即1510万人次· a^-1.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.

表3(Table 3)

表3 大鹏新区旅游承载力计算结果 Table 3 Tourism carrying capacity of Dapeng New District

表3 大鹏新区旅游承载力计算结果 Table 3 Tourism carrying capacity of Dapeng New District 类型 旅游承载力/(人次· d-1) 旅游承载力/(万人次· a-1) 最大 41370 1510 中等 20245 738.9 最适 18555 677.3

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.结果表明，大鹏新区的生态功能保护红线面积为220.79 km²，与深圳市大鹏新区基本生态控制线相一致.环境质量红线中对大气环境质量红线影响最大的是机动车，大鹏新区最大限制机动车入岛车辆为20000辆· d^-1，且增加50%的轨道交通运力；水环境质量红线即COD_Cr、NH₃-N、TN和TP最大排放阈值分别为720.5、36.4、67.5和6.67 t · a^-1.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· d^-1，即677.3万人次· a^-1.

从环境质量、生态功能保障和资源环境利用3个方面划定生态红线可以指明区域开发活动中应该坚守的生态空间底限和产业发展规模上限，为确保区域内人口分布、经济发展与环境承载力相适应，实现经济社会可持续发展提供重要指导作用.