危机频发下生态如何修复——浙江县市生态修复规划的技术方法探索
近年来，地震、泥石流、疫情等区域生态危机频发，不禁引起各界反思：“我们生存的环境怎么了？”
不难发现，一次次危机的背后，是生态系统动态平衡的一次次打破，新冠疫情也可看作是资源过度使用后，引发生态系统“看似自然”的防卫机制，以实现新的动态平衡。
从这个角度看，面对国土空间下的新一轮“自然选择”，惟有树立全过程生态保护与修复的意识，才能破解规划、建设等不同领域可能的“生态危机”，以迈向新的平衡。
01
研究背景
为缓解保护与建设之间的矛盾，我国作出了推进生态文明体制改革的部署，自然资源部、住建部、生态环境部等多部委也均开展了生态修复、城市双修、生态保护修复等工作，浙江也探索了颇有成效的全域土地综合整治、生态修复等行动，2020年浙江省自然资源厅更是发布了《全省国土空间生态修复规划（2021-2035年）编制工作方案》，探索以县市为单位，全面推进生态修复行动，2021年自然资源部也出台了《国土空间生态保护修复工程实施方案编制规程》（征求意见稿），同年12月国家科技部发布的“全球生态环境遥感监测2021年度报告”更是指出，“得益于有效的生态系统保护和修复工程，中国陆地生态系统在较大范围内呈有序恢复、向好发展态势”。
但在实务中，仍有少数生态修复偏向“受损区评估-修复”的局部修复和表面修复，缺乏生态系统整体结构以及各要素之间关联的深层修复，凸显为生态受损识别精准度不够、受损内因挖掘有限、生态整体与内部格局修复缺乏、修复性破坏频现、生态修复效果评价方法不一、修复全生命周期跟踪不足等问题，在“生态修复规划与国土空间规划缺乏衔接、政策管理事权交错”等体系性约束下，“治标不治本”的生态修复不仅难缓解高能耗、高成本、低效率与低品质的城市病，还会制约生态与国土空间整体格局优化，最终导致生态管控战略塑造丧失契机。
因此，有必要基于浙江量大面广的县市实践，挖掘生态修复问题背后的约束，探索与国土空间规划衔接的生态修复规划技术方法。
02
研究框架
本研究聚焦生态系统退化评价、生态格局评价和生境质量情景模拟三大内容：
（1）生态系统退化评价。聚焦土地利用变化、景观格局指数评价、生境质量评价等内容，采用土地利用转移矩阵、景观格局指数分析、InVEST模型生境质量评价等方法。
（2）生态格局要素评价。聚焦生态源地提取、生态阻力面构建、生态廊道生成、生态格局评价等内容，采用FragStats景观指数分析、Barrier Mapper工具、最小累积阻力模型等方法。
（3）生境质量情景模拟。聚焦生境质量多情景评价、生态格局总体修复、生态重点区域修复等内容，采用Barrier Mapper工具、电路理论模型等方法。
▲技术框架图
03
浙江县市生态修复实证研究
3.1生态系统退化评价
（1）土地利用变化分析
以浙江省龙游县为例，2009年-2019年土地利用主要变化为：城市中心的衢江两岸地区建设用地逐年增加，呈“填空式”增长态势；南部溪口镇建设用地持续增加，在河谷地区呈“外向式”增长态势；中部平原地区的旱地和水田呈“板块化”减少态势；南、北部地区林地逐年增加。
▲2009-2019年龙游县土地利用变化
可见，10年间龙游县覆被变化明显，建设用地扩张较快，耕地有所减少，生态用地缓慢增加。建设用地主要由水田、园地和林地转化而来，耕地主要转为园地、林地、建设用地，生态用地主要由水田、园地、旱地转化而来，主要转为建设用地和园地。
▲2009-2019年龙游县土地利用类型转换图
（2）生境质量评价分析
龙游县生境质量呈“整体较好、略有下降、局部提升”的特征，且空间分异显著。从总量看，生境质量总值从2009年的908441.93降至2019年的845131.32；从分布看，中部生境质量低，南北部生境质量高；从变化面积看，生境质量下降的范围面积比提升的略多，生境质量下降的面积占28.21%，生境质量提升的面积占11.70%，其余是生境质量基本无变化的；从变化量看，生境质量下降的区域包括模环乡南部经开区、东华街道中部产业园、龙舟街道南部区域、詹家镇、湖镇镇区、南部山区等，生境质量提升的区域较为分散，包括东华街道中部东华山、湖镇镇南部十里坪、中部平原地区等。
▲2009-2019年生境质量图
注：生境质量指环境能够为个体或种群的生存提供适宜的生存条件的能力；得分高的地块，生态系统结构稳定，生境质量高；得分低的地块抗干扰能力较差，生态环境容易受到破坏。
龙游县生境退化程度逐渐降低，区域分异，但也不排除开发中受威胁因子逐步消失有关。从总量看，生境退化度总值从2009年的19390.83降至2019年的15775.45；从变化看，生境退化度变化最显著的是中心城区外围的城市拓展区域，尤其在城镇空间与农业、生态空间交界的地带，生境受到威胁的程度加剧，并且生境退化度升高和降低混杂，呈现生境复杂性特征；从分布看，生境退化程度低的区域是已成为建设用地的区域及南、北部生态系统较为稳定的山区内，生境退化度高的区域是中部平原的衢江流域、灵山江流域、平原-山区交界地带。
▲2009-2019年生境退化度图
注：生境退化度分值的高低反映了该景观类型栅格单元受生态威胁因子影响的程度，分值越高，说明该栅格单元受威胁因子的影响越大，生境退化程度也就越高（即图中颜色越亮的区域），这也与栅格已开发程度有关，反之亦然。
3.2生态格局要素评价
（1）生态源地提取
青田县综合“双评价”生态极重要区、生态保护红线、国家级公益林等范围，通过合并、聚合面、填补缝隙等操作，消除散乱破碎斑块，筛选出面积大于1平方公里的斑块作为生态源地。
由此，得出生态源地共43块，面积为954平方公里。其中，西部斑块面积较大，分布连续完整；东部斑块面积小，分布破碎零散。
▲青田县生态源地识别
（2）生态阻力面（障碍点与脆弱点）识别
龙游县采用Linkage Mapper软件计算生态廊道，识别生态脆弱点和生态障碍点。
生态廊道电流值北侧低于南侧，电流值较大的区域主要分布于衢江南北两侧及南部山体的生态源地之间。
生态障碍点主要分布于南侧的山体间，主要为南部林地间穿山而过的建设用地区域。
生态脆弱点主要为现状城镇建设用地附近的农林用地及河流水域。
▲龙游县生态廊道、生态脆弱点和生态障碍点分布图
青田县还探索了生态关键节点筛选分析，有助于加强生态景观连通功能，并减轻生态阻力。
▲青田县关键节点筛选分析
（3）生态廊道生成
青田县在全县43块生态源地间，生成了903条生态廊道，东部生态源地斑块破碎，生态廊道密集，生态廊道东密西疏。
由此，进一步按照连接生态源地的重要性、累积阻力值大小、网络连通性等指标，将生态廊道划分为三级，其中一级廊道42条，二级廊道58条，三级廊道803条。
▲青田县生态廊道
3.3生境质量情景模拟
（1）生境质量多情景评价
龙游县基于城镇空间、生态空间和农业空间用途分区方案，制定了生态低程度保护和生态高程度保护两大目标，形成了生态低保护和生态高保护两大情景，并测算两大情景的生境质量。
结果表明，生境质量生态高保护情景下比低保护情景高1.9%，生态低保护情景的生境质量比2019年增加0.13%，而生态高保护情景比2019年增加2.00%。可见，生态低保护情景对集建区的生境质量影响最大，开发建设活动也会加剧对衢江生态的胁迫作用。据此，龙游县也动态调整了生态修复的目标。
▲龙游县生态低保护、高保护情景下生境质量情况图
（2）生态总体格局修复
龙游县基于各功能分区中的关键问题，生成并提取重要廊道，依托关键节点的识别与修复要求，对生态总体格局进行了修复优化，最终形成“一带两屏、五廊多点”的生态空间总体格局。
▲生态修复总体格局图
（3）生态重点区域修复
龙游县基于生境质量变化、生态退化程度、障碍点、脆弱点等研究结果，选定9处重点生态修复区域，主要是生态敏感脆弱区域和生态退化严重区域。针对不同区域，提出分区分类的多种生态修复建议与策略。
▲生态修复重点区域分布图
▲生态修复重点区域修复建议
04
浙江生态修复的规划与政策建议
本研究所选的县市样本分析表明，不同时空的生境质量与生态空间绩效之间，可能具有一定的相关性，虽然还未通过模型证实具备因果性，但这些相关性可为生态修复实务中的生态受损区识别、生态敏感区辨别、方案比选、地类不适宜调整区域等工作，提供一定的依据。
事实上，这些相关性往往与生态空间本身的特征息息相关，如原生性、安全性、结构性、多宜性等。综合浙江县市生境质量数据表征和生态空间特征，可推论如下：
（1）不同年份县市生境质量差值，可能反映了过去生态空间使用绩效，有助于生态受损区识别，也凸显了生态空间的安全性特征。
表层的逻辑是：生境质量反映了生态空间使用的相对绩效，生境质量差值为负数的图斑，从一定意义上可被识别为生态相对受损区，有助于精细划分生态退化严重区域、生态脆弱区、生态脆弱点和生态踏脚石，如开采过度的矿山、被建设用地侵占的水系等。
背后的机制是：当城乡建设对生态环境的负反馈作用超过环境容量，会使生态修复的成本，超过侵占生态低成本开发的好处，并破坏生态系统已形成的动态平衡，这是由生态空间的安全性特征决定的。
（2）不同地类生境质量权重，可能反映了目前生态空间影响绩效，既可辨别出生态敏感区，也揭示了生态空间的多宜性特征。
现实的症结是：生境质量威胁权重代表了城镇建设用地等威胁源影响生境质量的程度，最大影响距离也反映了影响辐射范围，进而可明确需重点管控的威胁源；生境质量敏感权重则代表了农田、水域等生境质量易被影响的程度，由此可助于辨别未来需重点防护的生态敏感区，如山前区、滨水区等。
隐含的规则是：生态空间具有生态涵养、生态防护、经济、运动、科研、观光、休闲、娱乐等多种价值，不同地类对生态空间的影响迥异，若能将高威胁度权重威胁源控制在合理的影响距离内，并降低对高敏感权重敏感源的影响，便能实现生态空间的“和而不同”，背后起作用的便是生态空间的多宜性特征。
（3）不同情景下县市生境质量总和，可能反映了未来生态空间结构绩效，一方面可作为方案比选的依据，另一方面也彰显了生态空间的结构性特征。
直观的结果是：生境质量高低不仅会受要素的影响，还会受要素不同的组合方式与布局方式的影响，这也能作为规划方案生态综合效益高低的表征。如未来情景下建设空间越紧凑、结构越合理、对生态空间占用越小，则生境质量总和越高。
可能的解释是：生态空间的结构性和空间属性，要远强于农业空间，不同尺度的生态空间，都会呈现不同的景观生态格局，这是生态空间的结构性特征决定的。不应“头痛医头”地关注某类要素修复，忽视生态要素之间的关联及整体结构修复。
（4）不同斑块生境质量差值，可能反映了过去生态空间使用绩效，不仅能显化地类不适宜调整的区域，也能印证生态空间的原生性特征。
不可忽视的现象是：不同斑块不仅能反映生境质量变化的量，也可反映生境质量变化的空间区位。斑块生境质量差值为负且绝对值较大的区域，大概率能被识别为未来不适宜地类调整的区域。
真实的约束是：生态空间不同要素具有相对固定的区位，如依山傍水等，形成相对平衡的风水格局，一经移动便较难恢复，或是恢复的周期较长，如河流截弯取直等，这是因为不同的生态位有不同的生态价，不同生态位之间跃迁的投入与恢复成本较高，由此无论是林地占补平衡还是退耕还林等地类转换，虽然可还原不同地类在生境量上的差距，但很难弥补不同地类在生境质上的差异，这也是单位耕地与单位林地较难用简单的系数换算的原因，因为生态空间对区位的依赖性比农业空间高，这是由生态空间的原生性特征决定的。
4.2生境质量视角下的县市生态修复战略探讨
从社会经济空间连续的视角看去，生态修复不仅是单纯修复受损的地区，也不是为了增加恢复的限制，而是要形成“1+1>2”正向可持续的机制动员。
由此，生态修复可结合我省县市发展与生态空间特征，贯彻“生态营城”“生源固位”“生境聚落”三大战略，以实现生态环境效用、生态经济效用、生态社会效用的同步提升，并迈向更高更综合的生境质量。
（1）“生态营城”战略。针对被同一山脉或同一水系环绕的城镇空间，若能顺应原生的生态禀赋，便能将生态效用转化为经济或其他效用，有必要推行自然资本和经济资本的“双增长”模式，从单纯的生态保护转向对生态资源的综合利用。
（2）“生源固位”战略。生态空间中的文旅等不同功能，往往有特定的活力区位。为促进“流要素”与“场空间”的高效耦合，可引导各类生态要素等生源，在“合适的主导区位”聚集“合适的主导功能”，如山体、水体、植被、景区等，均应在合适的影响半径内布局落位，并固化锁定其偏好的自然区位，满足不同生物分异的生源需求。
（3）“生境聚落”战略。为实现生态各要素之间的调和，在梳理多种生态空间共享形式的基础上，明确哪些生源要素适宜组成集群，进而构筑符合自然与社会发展规律的生境聚落，如建立分级分类的山水林田湖等生境组合清单，作为不可分割、统一管理的单元，避免片面或割裂的生态修复。
4.3 嵌入国土空间全过程的生态修复规划与政策建议
结合浙江县市生态修复的现实诉求，有必要遵循环境、区位、聚落等规律，打好“规划、研究、政策”等组合拳，同步提升生态空间的安全性、多宜性、结构性、原生性，实现战略与战术的上下传导。
（1）规划编制建议。在《全省国土空间生态修复规划（2021-2035年）编制工作方案》基础上，既要建立全过程嵌入“五级”国土空间规划的生态修复专项规划体系，也可出台县市国土空间生态修复专项规划编制的技术指南，指导我省量大面广的县市生态修复规划编制，特别是在现有“开展基础评价、明确规划目标、谋划总体布局、部署重大工程、建立健全机制”五大内容上，细化各县市的共性与个性内容，突出修补导向而非增量导向，同时避免百科全书式的规划。
（2）技术研究建议。加强生态修复技术的标准化建设，综合生态修复与生态空间多学科技术，构建监测-修复-评估一体化的生态修复技术标准体系，进一步研发受损识别、分类评价、情景模拟、有限占补等关键技术：
——研发受损识别技术，提升生态空间的安全性。引入容量思维，借助In-VEST模型里的Habitat Quality模块，通过基于历史数据的生境质量评价，探索定量定位的生境质量分级评价方法，快速识别生态退化区域，深入分析生态问题及成因。
——研发分类评价技术，提升生态空间的多宜性。引入价值思维，根据山区、沿海等不同地形，以及不同发展阶段，定制分类的评价标准，细化不同地类生境质量的威胁性权重、敏感性权重、最大影响距离等参数，更精准识别生态敏感区。
——研发情景模拟技术，提升生态空间的结构性。引入空间思维，将不同情景的生态保护方案，转化为土地利用数据， 以便快速与历史和现状数据进行比较，得出多个生态保护方案对生态效益增加或减少的幅度。
——研发有限占补技术，提升生态空间的原生性。引入历史思维，结合不同斑块生境质量差值，提取不适宜地类调整的区域、组合和规模，避免林地等占补后不可逆的影响，进而整体保护生态空间的原生区位和风水格局。
（3）政策设计建议。
——完善生态修复的法律法规体系。加强自然资源修复和生态保护相关的法律法规体系建设，在“两统一”框架下，建立生态修复的指导文件，如《自然资源生态修复管理办法》等。
——健全生态修复的跟踪管理政策。制定全过程生态修复体系，配套源头严防、过程严管、后果严惩的制度，推进“生态保护责任制”建设，引导跨区域、多部门的整体保护、系统修复与综合治理。
——创新生态修复的经济产业政策。综合测算生态保护修复的预算，鼓励多元主体参与；探索全民所有自然资源资产收益管理制度，研究生态保护修复与经济产业融合发展政策；建立生态修复基金制度，健全资源开发补偿、污染物减排补偿、水资源节约补偿、碳排放权抵消补偿等制度；对生态环境受损区域，按照“谁投资，谁受益”的原则补偿。
05
结语
在空间资源竞争日趋激烈的“后国土时代”，“生态修复”就像一面镜子，折射出生态要素需求与生态空间供给不匹配的问题，虽然可使部分受损生态系统得到恢复、重建和改建，但“生临其境”却不一定能“破镜重圆”，生态系统整体状态不一定与原先相同。
正如习近平总书记提出的“踔厉奋发、笃行不怠”，生态文明建设始终是“关系中华民族永续发展的根本大计”，毕竟生态系统的保护与修复“也非一日之功”。
但由于知识储备有限，生态修复在植被等多源数据融合、自然保护地、社会经济拟合等更多领域的应用还未涉及，部分县市的结论也需更多样本印证，未来也将进一步建立生境质量与生态空间相互影响的分析模型，并探索不同地形生态绩效细分评估、不同县市、不同斑块碳排放碳中和评估等模块。
推荐阅读：
联系我们
业务咨询 | 0571-85117872
人才招聘 | 0571-85117326
转载联系 | 0571-85117503
浙江省杭州市余杭塘路828号www.zjplan.com