國土空間規(guī)劃中生態(tài)保護與修復研究
——以山東威海市為例

詹龍圣 陳可欣 李倩倩 張亞楠

（廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院有限責任公司，廣東廣州 510290）

生態(tài)空間為人類的生存、發(fā)展直接或間接的提供產(chǎn)品和生態(tài)服務，其數(shù)量、質(zhì)量關(guān)系到區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全[1-3]。隨著資源約束趨緊、開發(fā)不合理、生態(tài)環(huán)境污染、生態(tài)服務功能退化等現(xiàn)象的出現(xiàn)，生態(tài)文明建設的重要性日益凸顯[4]。生態(tài)文明背景下，對國土空間的生態(tài)保護與修復提出了新的更高的要求，應對“山水林田湖草”生命共同體進行綜合整治、系統(tǒng)治理。現(xiàn)行生態(tài)保護類規(guī)劃中，未落實系統(tǒng)性保護的要求，忽視了生態(tài)要素在生態(tài)系統(tǒng)中流動和相互作用的重要性，導致重要生態(tài)空間之間缺少流通和連接的通道，不利于生態(tài)系統(tǒng)的整體性保護。基于此，在國土空間規(guī)劃背景下，探索能夠落實生態(tài)空間“系統(tǒng)保護、整體修復”的方法較為重要。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

威海市位于膠東半島最東端，屬溫帶季風氣候，瀕臨黃海，具有海洋性氣候的特點，全市年均降水量793.2 mm，多年平均水資源總量為16.6 億m3。

威海市屬谷寬坡緩的波狀丘陵區(qū)，丘陵低山占全區(qū)總面積的79%，地勢中部高，山脈呈東西走向，主要山脈有昆崳山山脈、里口山山脈等；河網(wǎng)密布，水系由脊背向南北流入大海，境內(nèi)主要河流有母豬河、羊亭河、乳山河等；海岸線總長度985.9 km，自然岸線保有率達60%，是全國自然岸線保留完整的城市之一。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究需要數(shù)據(jù)主要包括數(shù)字高程數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、生態(tài)保護紅線劃定及過程數(shù)據(jù)、自然保護地數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源規(guī)劃、海洋功能區(qū)劃分等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來源于威海市自然資源局和規(guī)劃局、林業(yè)局、生態(tài)環(huán)境局、海洋發(fā)展局等部門，統(tǒng)一采用國家2000大地坐標系。

2 研究方法

2.1 國內(nèi)外研究進展

生態(tài)安全格局統(tǒng)籌生態(tài)空間、生態(tài)過程、生態(tài)功能之間的關(guān)系，維護區(qū)域生態(tài)安全的基礎空間框架[4]，區(qū)域生態(tài)安全格局的有效構(gòu)建、維護，有利于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的完整、生物多樣性保護、生態(tài)系統(tǒng)服務的維持。近年來，生態(tài)安全格局構(gòu)建在生態(tài)保護領域逐漸成為研究熱點。

目前，生態(tài)安全格局的構(gòu)建主要有兩類，即基于生態(tài)過程構(gòu)建生態(tài)安全格局、基于生態(tài)保護紅線的生態(tài)安全格局構(gòu)建[5-11]。基于生態(tài)過程的構(gòu)建方法中，注重對生態(tài)過程的分析，基于分析針對性的生態(tài)安全格局，可嚴格控制對應的生態(tài)過程[12]。例如，對棲息地和物種分布格局之間的生態(tài)過程進行分析，構(gòu)建緩沖區(qū)、連接廊道、保護斑塊，可更好維持生物多樣性保護。

以生態(tài)保護紅線為基礎的生態(tài)安全格局，通過集成生態(tài)系統(tǒng)服務重要性、生態(tài)敏感性評估技術(shù)，融合生態(tài)重要區(qū)、生態(tài)敏感性區(qū)、保護地等，有助于改善我國生物多樣性保護體系，滿足建立國家公園體制的重大科學需求。

基于生態(tài)保護紅線的構(gòu)建方法，可有效保護重要的生態(tài)核心區(qū)；基于生態(tài)過程的構(gòu)建方法，可有效識別核心區(qū)以外的關(guān)鍵生態(tài)空間。

生態(tài)安全格局的組成包括保護“源”、廊道、戰(zhàn)略點等[13]?！霸础敝附Y(jié)構(gòu)完整、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好的區(qū)域，如國家級森林公園、重要飲用水源地等；生態(tài)廊道指相鄰“源”之間的阻力低谷，是相鄰兩“源”之間易聯(lián)系的低阻力通道。根據(jù)Forman格局優(yōu)化模式，可有效構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局。

（1）識別重要的生態(tài)空間，將大型的自然植被斑塊、水面，作為物種生存和水源涵養(yǎng)區(qū)進行保護，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）建設生態(tài)楔和生態(tài)廊道，以水平方向連接，強化城市發(fā)展空間與生態(tài)源區(qū)的有機聯(lián)系，拓展生態(tài)源區(qū)的服務功能，緩解經(jīng)濟開發(fā)對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力，增加城鎮(zhèn)發(fā)展空間內(nèi)部的景觀異質(zhì)性[14]。

目前，生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建過程中較常用的生態(tài)廊道提取方法為最小累計阻力模型[15-16]。

2.2 研究技術(shù)路線

（1）研究基于GIS軟件平臺，利用土地覆被、氣象、遙感、土壤、水文、地形等空間數(shù)據(jù)，進行生物多樣性維護功能評價、生態(tài)保護重要性評價。

（2）結(jié)合自然保護地范圍識別動物集聚區(qū)和優(yōu)質(zhì)生境空間，得到生態(tài)斑塊，以充分維系區(qū)域生態(tài)安全。

（3）依據(jù)土地現(xiàn)狀、坡度因子構(gòu)建阻力面，模擬量化生物遷徙過程中受到的阻力，通過最小累計阻力模型提取生態(tài)廊道和格局戰(zhàn)略點，得到“斑塊-廊道-戰(zhàn)略點”的生態(tài)安全網(wǎng)絡。

（4）統(tǒng)籌考慮威海市山、林、海、島、河等自然要素，制定威海市生態(tài)安全格局。

（5）依據(jù)生態(tài)安全格局構(gòu)建結(jié)果，將威海市生態(tài)空間劃分為生態(tài)保護區(qū)、自然保留區(qū)，在此基礎上對威海市生態(tài)保護紅線進行優(yōu)化調(diào)整。

（6）結(jié)合生態(tài)安全格局，對威海市生態(tài)退化風險區(qū)進行識別，并針對礦山、生態(tài)廊道、海岸帶等不同的修復類型，提出對應的生態(tài)保護修復措施，有效保障生態(tài)保護修復的穩(wěn)定性。

研究技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 研究技術(shù)路線

3 威海實踐中的生態(tài)保護與修復

3.1 生態(tài)安全格局構(gòu)建

生態(tài)安全格局是實現(xiàn)區(qū)域、城市生態(tài)安全的基本保障和重要途徑，良好的生境網(wǎng)絡是保護種群持久性的重要指標之一，穩(wěn)定的生態(tài)網(wǎng)絡可增加生境、植被、動物種群及社區(qū)的連接度。

本文基于威海市現(xiàn)有的“山、水、林、田、湖、草”資源分布特點，以生態(tài)保護重要性評價為基礎，分析識別由“生態(tài)斑塊+戰(zhàn)略點+生態(tài)廊道”組成的生態(tài)網(wǎng)絡體系，構(gòu)建威海市生態(tài)安全格局。

（1）生態(tài)評價。

生態(tài)網(wǎng)絡體系構(gòu)建的前提是首先評估研究區(qū)的生態(tài)功能重要性和生態(tài)敏感性。借鑒《生態(tài)保護紅線劃定指南》中的生態(tài)保護重要性評價方法，結(jié)合威海市實際，利用氣象、遙感、土壤、水文、地形等空間數(shù)據(jù)，開展水源涵養(yǎng)、水土保持、防風固沙、生物多樣性等四個生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價和水土流失、土地沙化兩個生態(tài)環(huán)境敏感性評估，疊加后得到生態(tài)重要性評價結(jié)果[17]。

生態(tài)性評價結(jié)果如圖2所示。

圖2 生態(tài)性評價結(jié)果

（2）生態(tài)網(wǎng)絡體系。

①生態(tài)斑塊。

生態(tài)斑塊組成部分主要由動植物集聚區(qū)、優(yōu)質(zhì)生境空間組成。動植物集聚區(qū)分為陸域珍稀生物集聚區(qū)、海域珍稀生物集聚區(qū)；優(yōu)質(zhì)生境空間由自然保護地、生態(tài)功能極重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)組成；提取生態(tài)評價中生態(tài)系統(tǒng)服務功能極重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)與自然保護地組成生態(tài)斑塊。

威海市整體生態(tài)斑塊空間分布如圖3所示。

圖3 威海市整體生態(tài)斑塊空間分布

②戰(zhàn)略點。

戰(zhàn)略點指景觀中對物種的遷移或擴散過程具有關(guān)鍵作用的地段。本研究通過構(gòu)建“源”、距離、景觀界面等三個特征因素的最小累積阻力模型（minimal cumulative resistance，MCR），獲取格局戰(zhàn)略點的位置?！霸础蓖ǔＪ嵌鄠€物種、群體和自然棲息地生態(tài)系統(tǒng)，可充分反映研究區(qū)的多種生境特點。

本研究選擇研究區(qū)內(nèi)的焦點物種棲息地作為保護“源”，如國家級、省級自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園、種質(zhì)資源保護區(qū)[18-20]。

根據(jù)文獻選取了模擬威海市實際物種遷徙的阻力因子和相對阻力系數(shù)，如表1所示。

表1 阻力因子和阻力系數(shù)

計算得到阻力值，利用MCR建立阻力面，阻力面構(gòu)建過程如圖4所示。

圖4 阻力面構(gòu)建過程

戰(zhàn)略點分布在相鄰“源”為中心的環(huán)型等值阻力線相切點與網(wǎng)絡型阻力面交匯點。

生態(tài)安全格局戰(zhàn)略點如圖5所示。

圖5 生態(tài)安全格局戰(zhàn)略點

③生態(tài)廊道。

生態(tài)廊道由植被帶、水體等生態(tài)型結(jié)構(gòu)要素構(gòu)成，是一種具有減輕景觀破碎化程度、連接分散的動物棲息地、維護自然界動態(tài)生態(tài)過程等生態(tài)服務功能的廊道類型。基于上述生態(tài)評價結(jié)果、阻力面分析，威海市形成了乳山河流域、黃壘河流域、母豬河流域、青龍河流域等山水生態(tài)廊道和一條濱海生態(tài)廊道的生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)。

生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)

（3）生態(tài)安全格局。

基于“生態(tài)斑塊-廊道-戰(zhàn)略點”模型建立的生態(tài)安全網(wǎng)絡，建立“以山為基、河道串聯(lián)、山海一體”陸海資源與生態(tài)協(xié)調(diào)保護體系，統(tǒng)籌保護山海通廊、河海廊道、海防林帶、潮間帶、近岸海域和海島等陸海關(guān)聯(lián)的生態(tài)廊道與斑塊，形成威海市“一帶一屏多廊”的生態(tài)安全格局。

威海市生態(tài)安全格局如圖7所示。

圖7 威海市生態(tài)安全格局

3.2 生態(tài)空間分區(qū)和生態(tài)保護紅線優(yōu)化

（1）生態(tài)空間分區(qū)。

根據(jù)2020年9月自然資源部發(fā)布的《市級國土空間總體規(guī)劃編制指南（試行）》，生態(tài)空間分為生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)控制區(qū)。在威海市生態(tài)安全格局分析的基礎上，將生態(tài)保護重要性等級高的區(qū)域、飲用水水源保護區(qū)、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)等劃為生態(tài)保護區(qū)范圍；將生態(tài)保護區(qū)外的重點公益林、重要廊道、特殊利用區(qū)海域劃為生態(tài)控制區(qū)范圍。

（2）生態(tài)保護紅線劃定與優(yōu)化。

由于2018年劃定的生態(tài)保護紅線存在劃定界限不準確、未做到應劃盡劃等問題，根據(jù)上級的統(tǒng)一部署，威海市在生態(tài)安全格局構(gòu)建的基礎上，開展了生態(tài)保護紅線優(yōu)化調(diào)整工作，針對不同類型矛盾沖突、與地理特征不符、細小圖斑等情況，制定了優(yōu)化處理原則。結(jié)合生態(tài)評價結(jié)果，優(yōu)先將生態(tài)極重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)、自然保護地整合優(yōu)化預案、一級水源保護區(qū)、國家公益林等劃入生態(tài)保護紅線。

生態(tài)保護紅線優(yōu)化調(diào)整問題圖斑處理原則如表2所示。

表2 生態(tài)保護紅線優(yōu)化調(diào)整問題圖斑處理原則

3.3 生態(tài)修復措施

根據(jù)威海市生態(tài)安全格局構(gòu)建與生態(tài)空間管控要求，分析生態(tài)退化風險區(qū)，針對礦山、生態(tài)廊道、海岸帶等提出生態(tài)修復措施。

（1）礦山環(huán)境整治修復。

①銜接《威海市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2016-2020年）》和《威海市礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理規(guī)劃（2018-2025）》，基于生態(tài)退化風險、地質(zhì)災害風險、景觀擾動風險三類影響風險分析，識別重點修復礦區(qū)。

生態(tài)退化風險包括臨近或位于生態(tài)空間、位于生態(tài)安全格局中極重要區(qū)的礦區(qū)[21]；地質(zhì)災害風險包括識別地質(zhì)災害、地質(zhì)環(huán)境重點治理區(qū)內(nèi)屬于生態(tài)安全格局極敏感區(qū)的礦區(qū)；景觀擾動風險分析中，識別國家及重要省級主干道、鐵路、高速公路等重大交通基礎設施兩側(cè)100 m范圍、交通主干線兩側(cè)以及露天采礦區(qū)可視距離500 m內(nèi)、地下開采礦200 m內(nèi)的礦區(qū)。

②重點修復礦區(qū)按照“宜糧則糧，宜林則林，宜景則景，宜產(chǎn)則產(chǎn)”的原則，將修復區(qū)域分為復墾區(qū)、復綠區(qū)、特色產(chǎn)業(yè)區(qū)，精準修復，提升區(qū)域社會效益、經(jīng)濟效益。

復墾區(qū)修復方向為農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方向；復綠區(qū)修復方向為林地、草地、濕地、湖泊等生態(tài)保育方向；特色產(chǎn)業(yè)區(qū)修復方向為主體公園、旅游區(qū)、倉儲等經(jīng)濟生產(chǎn)生活方向。

（2）生態(tài)廊道修復。

基于生態(tài)廊道空間結(jié)構(gòu)與布局，從多類型空間載體不同屬性的角度，將連接主要生態(tài)斑塊的廊道段根據(jù)建設形式進行分類，分為生態(tài)岸線和復合林帶，為生物遷徙提供食物與棲息地場所。

①生態(tài)岸線是生態(tài)廊道中以水系作為空間載體部分。結(jié)合生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界分布情況，銜接重要生態(tài)源地分布，比對衛(wèi)星影像圖，將生態(tài)岸線區(qū)分為城鎮(zhèn)段、過渡段、生態(tài)源段。

城鎮(zhèn)段建設：以復式親水為主；

生態(tài)源段建設：以生態(tài)保育為主；

過渡段建設：以人工干預為輔助手段，以引導自然修復的手段為主。

②復合林帶主要依托防護林、防風林、水源涵養(yǎng)林等水陸兩通場所，適于本地動物遷徙，可有效連通水系末端與重要生態(tài)斑塊，促進區(qū)域生物流通，為生物遷徙提供食物與棲息地場所。復合林帶在生態(tài)廊道主要起到生態(tài)要素連通作用與為生物遷徙提供場所。建設以豐富植被層次，形成喬木+灌木的多層次植被復合林帶，增強了林帶穩(wěn)定性，依托防風林、防護林、水源涵養(yǎng)林等區(qū)域，保障生態(tài)廊道連續(xù)性、穩(wěn)定性。

③針對生態(tài)廊道阻斷點不同情況，提出生物遷橋、生態(tài)涵洞、生態(tài)河口三類不同情況下的修復建設指引。

生物遷橋：根據(jù)生態(tài)廊道空間結(jié)構(gòu)布局與現(xiàn)狀主要交通基礎設施分布疊加分析；

生態(tài)涵洞：根據(jù)生態(tài)廊道空間結(jié)構(gòu)布局與現(xiàn)狀主要交通基礎設施疊加分析；

生態(tài)河口：依據(jù)生態(tài)廊道的空間布局進行分析。

阻斷點建設指引如表3所示。

表3 阻斷點建設指引

（3）海岸帶修復。

分析海岸帶受損空間，對重要濱海濕地、砂質(zhì)岸線、景觀風貌、生產(chǎn)港灣進行海岸帶綜合整治修復。

①重要濱海濕地修復。

基于重要的河口濕地、灘涂濕地、潟湖濕地、重要海灣濕地等濱海濕地受損岸段的空間地理位置，結(jié)合生物多樣性等生態(tài)過程，分析現(xiàn)狀生物物種，并進行生態(tài)修復?？筛纳茲竦爻毕ǖ篮退粨Q條件，提升濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能和價值，主要修復榮成大天鵝國家自然保護區(qū)片、五壘島國家濕地公園片沿海區(qū)域。

②砂質(zhì)岸灘養(yǎng)護與生態(tài)修復。

保護原生砂質(zhì)岸線和沙灘自然景觀，修復受損海岸防護林和沙灘植被，加強沙灘資源及其海洋生物資源的養(yǎng)護，提高岸灘生態(tài)防護和潮間帶生態(tài)功能?；诂F(xiàn)狀原生砂質(zhì)岸線分布和海岸防護林分布，修復威海灣沿線區(qū)域岸線。

③岸線環(huán)境整治與景觀建設。

對主要的旅游度假區(qū)、風景名勝區(qū)、濱海城鎮(zhèn)區(qū)海岸段中岸線破損嚴重岸段進行修復，提升海岸公眾休閑和旅游景觀價值、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，主要修復威海灣、榮成灣、乳山通用機場區(qū)域岸線。

④藍色港灣海岸環(huán)境綜合整治。

提升海灣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和功能，改善近海海水水質(zhì)，增加濱海濕地面積，對現(xiàn)有的人造港灣海岸進行綜合修復，主要修復桑溝灣和石島灣區(qū)域岸線。

4 結(jié)語

生態(tài)文明背景下的國土空間規(guī)劃編制工作，對“山水林田湖草”生命共同體的系統(tǒng)保護與修復提出更高要求。本文綜合生態(tài)安全格局與生態(tài)修復理論，以山東省威海市為例，基于生態(tài)評價結(jié)果，應用最小累計阻力模型，構(gòu)建“斑塊-廊道-戰(zhàn)略點”的生態(tài)安全網(wǎng)絡，為生態(tài)空間與生態(tài)保護紅線劃定提供科學依據(jù)。在此基礎上，分析生態(tài)退化風險區(qū)，針對礦山、生態(tài)廊道、海岸帶等提出生態(tài)保護修復措施，為國土空間規(guī)劃中生態(tài)保護與修復提供系統(tǒng)性的經(jīng)驗借鑒。

本文生態(tài)評價與“斑塊-廊道-戰(zhàn)略點”模型，針對威海市生態(tài)特征和保護的需求進行構(gòu)建。

（1）因子的選擇需要結(jié)合區(qū)域自然特征進行豐富或取舍，如在生態(tài)敏感性分析中可加入植被類型、地質(zhì)災害等其他因素。

（2）基于保護需求構(gòu)建不同目標導向的安全格局，如地質(zhì)災害安全格局、水資源安全格局、生物多樣性保護安全格局等，綜合得到生態(tài)安全格局。

（3）閾值設定和因子權(quán)重需要結(jié)合安全格局的目標進一步細化，分別設定水安全格局、生物多樣性保護安全格局中廊道的寬度與緩沖區(qū)的值。