国土空间规划中生态保护与修复研究 ——以山东威海市为例
本文来源：南粤规划（gdsplan）
导读
生态文明背景下，对“山水林田湖草”生命共同体的综合保护与修复提出了更高要求，现行生态保护类规划中存在“只重资源、不重系统”和“只重保护、不重修复”等问题，不利于生态系统的整体性保护。本文综合生态安全格局与生态修复理论，以山东省威海市为例，基于生态评价结果，应用最小累计阻力模型，构建“斑块-廊道战略点”的生态安全网络，为生态空间与生态保护红线划定提供科学依据。在此基础上，分析生态退化风险区，针对矿山、生态廊道、海岸带等提出生态修复措施，为国土空间规划中的生态保护与修复提供系统性的参考依据。
本文字数：6139字
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作者 | 詹龙圣 陈可欣 李倩倩 张亚楠
广东省城乡规划设计研究院有限责任公司规划三所&国土空间创新中心
关键词
国土空间规划；生态保护；生态修复
生态空间为人类的生存、发展直接或间接提供产品和生态服务，其数量、质量关系到区域生态系统安全[1-3]。随着资源约束趋紧、开发不合理、生态环境污染、生态服务功能退化等现象的出现，生态文明建设的重要性日益凸显[4]。生态文明背景下，对国土空间的生态保护与修复提出了新的更高的要求，应对“山水林田湖草”生命共同体进行综合整治、系统治理。现行生态保护类规划中，未落实系统性保护的要求，忽视了生态要素在生态系统中流动和相互作用的重要性，导致重要生态空间之间缺少流通和连接的通道，不利于生态系统的整体性保护。基于此，在国土空间规划背景下，探索能够落实生态空间“系统保护、整体修复”的方法较为重要。
#1
研究区域概况与数据来源
1.1 研究区域概况
威海市位于胶东半岛最东端，属温带季风气候，濒临黄海，具有海洋性气候的特点，全市年均降水量793.2mm，多年平均水资源总量为16.6亿m³。
威海市属谷宽坡缓的波状丘陵区，丘陵低山占全区总面积的79%，地势中部高，山脉呈东西走向，主要山脉有昆嵛山山脉、里口山山脉等；河网密布，水系由脊背向南北流入大海，境内主要河流有母猪河、羊亭河、乳山河等；海岸线总长度985.9km，自然岸线保有率达60%，是全国自然岸线保留完整的城市之一。
1.2 数据来源
本研究所需数据主要包括数字高程数据、行政区划数据、生态保护红线划定及过程数据、自然保护地数据、土地利用现状数据、林地变更调查数据、矿产资源规划、海洋功能区划分等数据，数据主要来源于威海市自然资源局和规划局、林业局、生态环境局、海洋发展局等部门，统一采用国家2000大地坐标系。
#2
研究方法
2.1 国内外研究进展
生态安全格局统筹生态空间、生态过程、生态功能之间的关系，维护区域生态安全的基础空间框架[4]，区域生态安全格局的有效构建、维护，有利于生态系统结构与功能的完整、生物多样性保护、生态系统服务的维持。近年来，生态安全格局构建在生态保护领域逐渐成为研究热点。
目前，生态安全格局的构建主要有两类，即基于生态过程构建生态安全格局、基于生态保护红线的生态安全格局构建[5-11]。基于生态过程的构建方法中，注重对生态过程的分析，基于分析针对性的生态安全格局，可严格控制对应的生态过程[12]。例如，对栖息地和物种分布格局之间的生态过程进行分析，构建缓冲区、连接廊道、保护斑块，可更好维持生物多样性保护。
以生态保护红线为基础的生态安全格局，通过集成生态系统服务重要性、生态敏感性评估技术，融合生态重要区、生态敏感性区、保护地等，有助于改善我国生物多样性保护体系，满足建立国家公园体制的重大科学需求。
基于生态保护红线的构建方法，可有效保护重要的生态核心区；基于生态过程的构建方法，可有效识别核心区以外的关键生态空间。
生态安全格局的组成包括保护“源”、廊道、战略点等[13]。“源”指结构完整、生态环境质量较好的区域，如国家级森林公园、重要饮用水源地等；生态廊道指相邻“源”之间的阻力低谷，是相邻两“源”之间易联系的低阻力通道。根据Forman格局优化模式，可有效构建区域生态安全格局。
（1）识别重要的生态空间，将大型的自然植被斑块、水面，作为物种生存和水源涵养区进行保护，维持生态系统的稳定性。
（2）建设生态楔和生态廊道，以水平方向连接，强化城市发展空间与生态源区的有机联系，拓展生态源区的服务功能，缓解经济开发对自然生态系统的压力，增加城镇发展空间内部的景观异质性[14]。
目前，生态网络构建过程中较常用的生态廊道提取方法为最小累计阻力模型[15-16]。
2.2 研究技术路线
（1）研究基于GIS软件平台，利用土地覆被、气象、遥感、土壤、水文、地形等空间数据，进行生物多样性维护功能评价、生态保护重要性评价。
（2）结合自然保护地范围识别动物集聚区和优质生境空间，得到生态斑块，以充分维系区域生态安全。
（3）依据土地现状、坡度因子构建阻力面，模拟量化生物迁徙过程中受到的阻力，通过最小累计阻力模型提取生态廊道和格局战略点，得到“斑块-廊道-战略点”的生态安全网络。
（4）统筹考虑威海市山、林、海、岛、河等自然要素，制定威海市生态安全格局。
（5）依据生态安全格局构建结果，将威海市生态空间划分为生态保护区、自然保留区，在此基础上对威海市生态保护红线进行优化调整。
（6）结合生态安全格局，对威海市生态退化风险区进行识别，并针对矿山、生态廊道、海岸带等不同的修复类型，提出对应的生态保护修复措施，有效保障生态保护修复的稳定性。
研究技术路线如图1所示。
图1 研究技术路线
#3
威海实践中的生态保护与修复
3.1 生态安全格局构建
生态安全格局是实现区域、城市生态安全的基本保障和重要途径，良好的生境网络是保护种群持久性的重要指标之一，稳定的生态网络可增加生境、植被、动物种群及社区的连接度。
本文基于威海市现有的“山、水、林、田、湖、草”资源分布特点，以生态保护重要性评价为基础，分析识别由“生态斑块+战略点+生态廊道”组成的生态网络体系，构建威海市生态安全格局。
（1）生态评价
生态网络体系构建的前提是首先评估研究区的生态功能重要性和生态敏感性。借鉴《生态保护红线划定指南》中的生态保护重要性评价方法，结合威海市实际，利用气象、遥感、土壤、水文、地形等空间数据，开展水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性等四个生态系统服务功能重要性评价和水土流失、土地沙化两个生态环境敏感性评估，叠加后得到生态重要性评价结果[17]。
生态性评价结果如图2所示。
图2 生态性评价结果
（2）生态网络体系
①生态斑块
生态斑块组成部分主要由动植物集聚区、优质生境空间组成。动植物集聚区分为陆域珍稀生物集聚区、海域珍稀生物集聚区；优质生境空间由自然保护地、生态功能极重要区、生态环境极敏感区组成；提取生态评价中生态系统服务功能极重要区、生态环境极敏感区与自然保护地组成生态斑块。
②战略点
战略点指景观中对物种的迁移或扩散过程具有关键作用的地段。
本研究通过构建“源”、距离、景观界面等三个特征因素的最小累积阻力模型（minimalcumulativeresistance，MCR），获取格局战略点的位置。“源”通常是多个物种、群体和自然栖息地生态系统，可充分反映研究区的多种生境特点。
本研究选择研究区内的焦点物种栖息地作为保护“源”，如国家级、省级自然保护区、森林公园、湿地公园、种质资源保护区[18-20]。
根据文献选取了模拟威海市实际物种迁徙的阻力因子和相对阻力系数，如表1所示。
表1 阻力因子和阻力系数
计算得到阻力值，利用MCR建立阻力面，阻力面构建过程如图3所示。
图3 阻力面构建过程
战略点分布在相邻“源”为中心的环型等值阻力线相切点与网络型阻力面交汇点。生态安全格局战略点如图4所示。
图4 生态安全格局战略点
③生态廊道
生态廊道由植被带、水体等生态型结构要素构成，是一种具有减轻景观破碎化程度、连接分散的动物栖息地、维护自然界动态生态过程等生态服务功能的廊道类型。基于上述生态评价结果、阻力面分析，威海市形成了乳山河流域、黄垒河流域、母猪河流域、青龙河流域等山水生态廊道和一条滨海生态廊道的生态廊道结构。
生态廊道结构如图5所示。
图5 生态廊道结构
（3）生态安全格局
基于“生态斑块-廊道-战略点”模型建立的生态安全网络，建立“以山为基、河道串联、山海一体”陆海资源与生态协调保护体系，统筹保护山海通廊、河海廊道、海防林带、潮间带、近岸海域和海岛等陆海关联的生态廊道与斑块，形成威海市“一带一屏多廊”的生态安全格局。
威海市生态安全格局如图6所示。
图6 威海市生态安全格局
3.2 生态空间分区和生态保护红线优化
（1）生态空间分区
根据2020年9月自然资源部发布的《市级国土空间总体规划编制指南（试行）》，生态空间分为生态保护区、生态控制区。在威海市生态安全格局分析的基础上，将生态保护重要性等级高的区域、饮用水水源保护区、水产种质资源保护区等划为生态保护区范围；将生态保护区外的重点公益林、重要廊道、特殊利用区海域划为生态控制区范围。
（2）生态保护红线划定与优化
由于2018年划定的生态保护红线存在划定界限不准确、未做到应划尽划等问题，根据上级的统一部署，威海市在生态安全格局构建的基础上，开展了生态保护红线优化调整工作，针对不同类型矛盾冲突、与地理特征不符、细小图斑等情况，制定了优化处理原则。结合生态评价结果，优先将生态极重要区、生态环境极敏感区、自然保护地整合优化预案、一级水源保护区、国家公益林等划入生态保护红线。
生态保护红线优化调整问题图斑处理原则如表2所示。
表2 生态保护红线优化调整问题图斑处理原则
3.3 生态修复措施
根据威海市生态安全格局构建与生态空间管控要求，分析生态退化风险区，针对矿山、生态廊道、海岸带等提出生态修复措施。
（1）矿山环境整治修复
①衔接《威海市矿产资源总体规划（2016-2020年）》和《威海市矿山地质环境保护与治理规划（2018-2025）》，基于生态退化风险、地质灾害风险、景观扰动风险三类影响风险分析，识别重点修复矿区。
生态退化风险包括临近或位于生态空间、位于生态安全格局中极重要区的矿区[21]；地质灾害风险包括识别地质灾害、地质环境重点治理区内属于生态安全格局极敏感区的矿区；景观扰动风险分析中，识别国家及重要省级主干道、铁路、高速公路等重大交通基础设施两侧100m范围、交通主干线两侧以及露天采矿区可视距离500m内、地下开采矿200m内的矿区。
②重点修复矿区按照“宜粮则粮，宜林则林，宜景则景，宜产则产”的原则，将修复区域分为复垦区、复绿区、特色产业区，精准修复，提升区域社会效益、经济效益。
复垦区修复方向为农业、牧业、渔业等农业生产方向；复绿区修复方向为林地、草地、湿地、湖泊等生态保育方向；特色产业区修复方向为主体公园、旅游区、仓储等经济生产生活方向。
（2）生态廊道修复
基于生态廊道空间结构与布局，从多类型空间载体不同属性的角度，将连接主要生态斑块的廊道段根据建设形式进行分类，分为生态岸线和复合林带，为生物迁徙提供食物与栖息地场所。
①生态岸线是生态廊道中以水系作为空间载体部分。结合生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界分布情况，衔接重要生态源地分布，比对卫星影像图，将生态岸线区分为城镇段、过渡段、生态源段。
城镇段建设：以复式亲水为主；
生态源段建设：以生态保育为主；
过渡段建设：以人工干预为辅助手段，以引导自然修复的手段为主。
②复合林带主要依托防护林、防风林、水源涵养林等水陆两通场所，适于本地动物迁徙，可有效连通水系末端与重要生态斑块，促进区域生物流通，为生物迁徙提供食物与栖息地场所。复合林带在生态廊道主要起到生态要素连通作用与为生物迁徙提供场所。建设以丰富植被层次，形成乔木+灌木的多层次植被复合林带，增强了林带稳定性，依托防风林、防护林、水源涵养林等区域，保障生态廊道连续性、稳定性。
③针对生态廊道阻断点不同情况，提出生物迁桥、生态涵洞、生态河口三类不同情况下的修复建设指引。
生物迁桥：根据生态廊道空间结构布局与现状主要交通基础设施分布叠加分析；
生态涵洞：根据生态廊道空间结构布局与现状主要交通基础设施叠加分析；
生态河口：依据生态廊道的空间布局进行分析。阻断点建设指引如表3所示。
表3 阻断点建设指引表
（3）海岸带修复
分析海岸带受损空间，对重要滨海湿地、砂质岸线、景观风貌、生产港湾进行海岸带综合整治修复。
①重要滨海湿地修复
基于重要的河口湿地、滩涂湿地、潟湖湿地、重要海湾湿地等滨海湿地受损岸段的空间地理位置，结合生物多样性等生态过程，分析现状生物物种，并进行生态修复。可改善湿地潮汐通道和水交换条件，提升湿地生态系统服务功能和价值，主要修复荣成大天鹅国家自然保护区片、五垒岛国家湿地公园片沿海区域。
②砂质岸滩养护与生态修复
保护原生砂质岸线和沙滩自然景观，修复受损海岸防护林和沙滩植被，加强沙滩资源及其海洋生物资源的养护，提高岸滩生态防护和潮间带生态功能。基于现状原生砂质岸线分布和海岸防护林分布，修复威海湾沿线区域岸线。
③岸线环境整治与景观建设
对主要的旅游度假区、风景名胜区、滨海城镇区海岸段中岸线破损严重岸段进行修复，提升海岸公众休闲和旅游景观价值、生态环境质量，主要修复威海湾、荣成湾、乳山通用机场区域岸线。
④蓝色港湾海岸环境综合整治
提升海湾生态环境质量和功能，改善近海海水水质，增加滨海湿地面积，对现有的人造港湾海岸进行综合修复，主要修复桑沟湾和石岛湾区域岸线。
#4
结 语
生态文明背景下的国土空间规划编制工作，对“山水林田湖草”生命共同体的系统保护与修复提出更高要求。本文综合生态安全格局与生态修复理论，以山东省威海市为例，基于生态评价结果，应用最小累计阻力模型，构建“斑块廊道-战略点”的生态安全网络，为生态空间与生态保护红线划定提供科学依据。在此基础上，分析生态退化风险区，针对矿山、生态廊道、海岸带等提出生态保护修复措施，为国土空间规划中生态保护与修复提供系统性的经验借鉴。
本文生态评价与“斑块-廊道-战略点”模型，针对威海市生态特征和保护的需求进行构建。
（1）因子的选择需要结合区域自然特征进行丰富或取舍，如在生态敏感性分析中可加入植被类型、地质灾害等其他因素。
（2）基于保护需求构建不同目标导向的安全格局，如地质灾害安全格局、水资源安全格局、生物多样性保护安全格局等，综合得到生态安全格局。
（3）阈值设定和因子权重需要结合安全格局的目标进一步细化，分别设定水安全格局、生物多样性保护安全格局中廊道的宽度与缓冲区的值。
注：感谢威海市自然资源和规划局对本专题研究的大力支持。本研究为《威海市国土空间总体规划（2019-2035年）》相关专题编制过程的分析总结，不代表规划最终结论。
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