新型立體化國土空間功能區劃“紅線”研究框架*

李 暉 李志英 熊愛誼 徐建平 王 瀏 高 偉LI Hui, LI Zhiying, XIONG Aiyi, XU Jianping, WANG Liu, GAO Wei

0 引言

目前，我國城市化率達到58.52%，意味著中國的城鄉空間布局、社會格局和生態格局都將產生深刻變革。國土空間上直接反映在景觀空間格局的改變，即各類土地使用功能的轉變；在實施上則有賴于各類區域空間邊界的劃定。2015年，中央城市工作會議提出：“以主體功能區規劃為基礎統籌各類空間規劃，加強城市規劃的科學性和權威性，促進多種規劃的融合”。構建一個集城鎮與鄉村、農業空間（農林牧副漁）與非農空間、陸地與海洋島嶼等于一體的立體化國土空間規劃體系已迫在眉睫[1]。2018年3月，國務院設立自然資源部，對自然資源開發利用和保護進行監管，并建立以國土規劃為導向的空間規劃體系，協調資源保護和經濟社會發展的空間格局即將發生變化。

事實上，中國的各個部門有接近83個法定規劃序列，各類規劃、計劃可以說是層出不窮，但恰恰缺少的是各類規劃和計劃之間的相互協調。究竟將一塊空間用地劃為城市功能區、生態保護區還是基本農田保護區？城市空間景觀格局如何促進城市生態系統服務功能的發揮？城市發展過程中的“韌性”邊界與“剛性”邊界如何確定？隨著國家部委機構的調整，如何統籌各類國土資源空間配置，并科學劃定相應邊界以達到實施的目的，是城市生態系統功能效益得以發揮的重要保障，將成為近年來研究的重點和難點。

1 相關研究進展

1.1 城市空間增長邊界（Urban Growth Boundary，UGB）

國外相關研究主要集中在科學精準界定城市規劃區范圍，界定大都市區發展空間及設定城市空間增長邊界所采用的逐層細化法、增長法、排除法、綜合法等技術方法等方面[2-6]。城市空間增長邊界的理念于1990年被引入國內，相關研究主要集中在國內外UGB的差異化問題、對城市空間增長邊界的解讀和劃定方法等方面[7-15]。

城市空間增長邊界包含“固化”與“發展”、“永久性”與“暫時性”等雙重含義。其中的“永久性”城市增長邊界，也往往被稱為“剛性”城市增長邊界，主要指具有較高自然生態系統服務功能的保護性邊界，體現了自然生態承載力，是維護城市生態安全格局的底線，限制了城市發展的終極規模；“暫時性”城市增長邊界又被稱為“韌性”城市增長邊界，反映不同發展時期的城市建設用地增長狀況，體現城市增長的階段性特征。需要按照優化城市內部空間結構，限制城市無序蔓延的原則，結合城市發展的時空特征劃定城市的剛性與韌性發展邊界[16]。

1.2 生態紅線

我國生態紅線的發展大致分為兩個階段。以2011年《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》的正式出臺為分界點，之前為生態紅線的萌芽階段，即區域生態規劃中的紅線控制區[17]，多以實踐研究為主。之后為生態紅線的快速發展階段，生態紅線的理論和實踐逐漸增多。生態紅線的理論研究主要集中在其概念內涵、戰略意義、類型劃分、制度體系建設、管理控制以及生態紅線劃分的技術方法和理論等方面[18-21]。關于生態紅線的具體實踐已有10多年的歷史，從內容上來說主要有劃定的原理、技術方法和指標體系3個方面的研究；從劃定對象上主要有城市、海洋、湖泊、島嶼和草原生態紅線的劃定。主要研究集中在城市生態紅線的劃定[22]，以自然生態系統為主的生態紅線的劃定[23-24]，生態紅線與土地利用的研究及生態紅線與生態安全格局的研究等方面[25-26]。

從國外的研究來看，保護區規劃、綠色廊道的建設、生態網絡的建設等理論和實踐方面發展已經相對成熟，主要聚焦在3個方面：（1）如何劃定生態保護區域[27-29]，（2）如何更加有效地評價生態保護地的保護效果[30-32]，（3）如何構建保護地網絡[33-34]。這些保護方式在保護重點、操作方式等方面不盡相同，但是普遍來說保護對象都是具有重要生態功能或生態敏感的區域。總的來說，國外生態保護研究主要關注生態系統健康和生態敏感性高的各級各類保護地的建立及其保護實踐等方面，在一定程度上體現了生態紅線的理念。

目前的生態紅線劃分存在方法過于簡單粗放，缺乏科學性，且在空間上多有重疊等問題。量化的模型結構過于簡單，主要是基于評價單元本身的各種自然社會經濟屬性，而很少考慮周邊景觀要素對其各種生態適宜性的影響，較難反映生態紅線區劃和單元生態屬性評價之間的復雜關系。如何進行生態功能分級、生態敏感性/脆弱性分級以確定生態功能最重要的區域和生態敏感性最高的區域，是確保生態紅線維持該地區生態系統穩定的基礎。另外，生態紅線所劃定的面積和所占全區總面積的比例下限為多少，才能保證區域的生態安全和經濟社會可持續發展？生態紅線劃定的結果也許會與當地發展規劃相沖突，如何解決這種矛盾以確保生態保護紅線最后的落地？這些都是值得深入思考的問題。

1.3 基本農田保護界線

20世紀90年代以來，我國實施了嚴格的管制制度及措施以加強對優質農田的保護及管理。目前，我國已經形成了包括基本農田保護責任制、基本農田占用審批制、基本農田占補制度等在內的一套完整的基本農田保護制度，保障了國家的糧食安全。

綜合國內外的研究文獻資料，眾多學者從不同的研究視角對農田的保護進行研究，成果豐碩。一是研究的內容不斷豐富，最初主要集中在對資源的保護思想上，逐漸擴展到對農田保護政策、農田保護質量以及農田保護空間技術方法的研究上，內容不斷地細化和充實[35-36]；二是不斷將不同領域的知識運用于農田保護研究，包括生態景觀、計算機圖形分析以及經濟統計學等[37]；三是研究的空間范圍不斷擴大，由最初的局部區域試點研究到多地區大范圍的研究[38]；四是研究方法不斷改進，除了統計學、地理學等傳統經典研究方法外，還加入專家系統法、景觀指數法以及層次分析法等數學方法，提高研究結果的可行性與可信度[39-40]。

我國的農田保護研究與劃定經歷了試點劃定、全面規劃和高標準農田示范基地建設等階段，農田的保護取得了顯著成效，但是也存在諸多的弊端與問題，主要表現在：對基本農田劃定的區域差異以及基本農田入選標準等基本農田劃分原理與技術方法的研究比較欠缺，數據庫建設方面的許多研究都停留在步驟與概念層面，未能明確具體的劃定技術方法；質量等級判定需要結合農用地分等定級成果，在基本農田與農用地質量等級空間數據集成方面的技術方法還比較欠缺。

我國對城市增長邊界、生態紅線與基本農田保護界線已經有了一定的研究基礎，均有理論和方法的參考作用。在借鑒國外的相關方法時，需與中國國情結合，而國內的相關方法則更多地需要考慮具有一定高度和厚度的立體化空間體系，包括城鄉、國土、陸海、地上地下、設施、環境、生態、農業農村等綜合的國土空間資源。所以，本文擬采用定性加定量的集成綜合法，即綜合了逐層細化法、生態網絡分析法、“土地評估與立地分析法”等相關研究方法，并采用EPM等基于多目標分析的空間情景模擬，在UGB的基礎上深化研究包括UGB在內的功能區劃“紅線”。

2 研究方法及技術路線

2.1 研究方法

本文采用集成綜合法對國土功能區劃紅線進行研究。這里的集成綜合法是泛指將生態紅線、城市增長邊界、基本農田保護界線劃定的定性、定量方法進行綜合考慮，緊密結合城鄉各生態系統的服務功能，進行生態安全關鍵節點（區域）、空間發展關鍵節點（區域）和生產安全關鍵節點（區域）判別；以揭示城鄉生態系統服務的供給與人類的需求在空間上的耦合關系與匹配關系；相互協調、相互融合，從而科學界定國土空間功能區劃界線。（1）生態安全關鍵節點（區域）判別可采用網絡分析方法，通過斑塊間的距離、斑塊的異質性及其景觀阻力，判別具備景觀多樣性、生態系統多樣性、物種多樣性和基因多樣性的生物多樣性關鍵節點（區域）；并通過生態承載力和環境容量的量化計算，以判別生態安全關鍵節點（區域）。（2）空間發展關鍵節點（區域）判別是依據指標表征的社會經濟地理現象特征，結合宏觀相對效益、效用和協調性評價目標的要求，根據區域特征靈活選擇：常規多指標數學合成方法（即數學方法）、DEA模型法、費用效益評價法、相鄰性或聯系性評價法、結構依存度評價法等方法和模型，通過對世界競爭力、區域帶動意義、特色地域開發意義、人口容量、土地投放量、建設總量等多個因素進行分析研究，以判別空間發展關鍵節點（區域）。（3）生產安全關鍵節點（區域）判別是采用TOPSIS法對基本農田的質量進行排序劃分從而確定出優先劃入基本農田保護區的耕地，再通過人均基本農田面積測算和糧食生產能力量化判別區域生產安全面積數量，并通過地形坡度、坡向、高程、連片率等能夠表征耕地生態質量的指標，構建耕地入選基本農田評價的指標體系，對農業用地進行等級劃分，以判別生產安全關鍵節點（區域）。

2.2 技術路線

在城鄉國土空間資源配置的基礎上，針對不同邊界特征，采用生態網絡分析、土地評價與立地分析法、逐層細化法等不同方法對生態安全紅線、農業安全紅線、城鎮空間增長邊界、防災安全紅線、地下資源安全紅線、基礎設施安全紅線“新六線”進行科學分析和劃界（見圖1），統籌研究和構建有利于城鄉生態系統整體服務功能發揮的空間格局及邊界“紅線”；契合目前“國土空間規劃”和“多規合一”的整體戰略，將國土空間規劃落實到實施和管理層面。

圖1 技術路線圖

3 研究框架

本文所指的國土空間功能區劃“紅線”是在城鄉空間區域范圍內，為了協同城鄉生態系統服務功能所劃定的功能區劃并采用相應“紅線”界定，以保證生態效益最大化、空間不重疊交叉，從而創建區域生態安全和經濟社會協調發展的空間格局，為區域規劃、政策制定、管理及實施提供科學技術方法。對應于自然生態系統和人工、半人工生態系統能夠提供的可以滿足和維持人類生存所需要的條件等城鄉生態系統服務功能，具體概括為生態保護、城鄉人工設施功能體系發揮和基本食品供應等。

借助我國自然資源部的組建，將原來分屬各部門管控的道路紅線、城市綠線、藍線、紫線、黃線、橙線、生態紅線、耕地紅線等整合起來，從生態自然體系到人居環境體系，從地下資源到上部空間，統籌整個區域的國土空間生態安全格局，可將其劃分為生態安全紅線、農業安全紅線、城鎮空間增長邊界、防災安全紅線、基礎設施安全紅線、地下資源安全紅線“新六線”（見表1）。打破常規的條塊劃分，在城鄉生態系統服務功能整體發揮的理論和框架下，探索“多規融合”的科學、理性方法。其中主要的“三線”研究策略如下。

3.1 生態紅線研究策略

以生態系統服務功能研究為基礎。空間上，從生態功能重要性、生態環境敏感性、生態風險程度等3個方面構建生態保護網絡，以確定生態廊道、生態安全關鍵節點（區域）、自然生態保護地等生態安全格局組分的空間分布；數量上，從生態承載力研究的角度確定一定空間區域范圍內生態紅線最小面積。從空間和數量上確保重點生態功能區、生物多樣性區、生態環境敏感區和脆弱區等區域的嚴格管控，以維護生態安全格局、保障生態系統功能的有效發揮。

3.2 農業安全紅線研究策略

以生態系統服務價值、地形坡度、坡向、海拔高度、土壤類型、土壤侵蝕模數、地質災害率、水質檢測、連片度等能夠表征耕地生態質量的指標，構建耕地入選基本農田評價的指標體系，提出基本農田劃定綜合評價方法。結合生態物質流的研究，綜合空間形態與生態安全、生態承載力等因素，借助GIS平臺的空間數據處理，結合農、果園、畜牧、水產等產業，進行各指標定量化分析與耕地質量綜合指數測算。在此基礎上確定時空配置方案，從而劃定農業安全紅線。

表1 新型國土空間功能區劃“紅線”一覽表

3.3 城鎮空間增長邊界研究策略

綜合考慮增長壓力、增長外溢的可能性、基礎設施容量和未來供應能力，到不同等級服務中心的距離，到高速公路、鐵路、主要城市道路的距離等城鎮增長的驅動因子，開展包括自然資源承載力、水資源承載力、生態承載力、基礎設施承載力、公共服務設施承載力等各類承載力的綜合評價。運用CA模型等模擬和預測城鄉發展趨勢，模擬不同發展狀態下的城市擴張情景及環境影響結果，為城鎮增長邊界的劃定提供科學依據。然后結合生態紅線和基本農田保護界線的劃定結果、自然和歷史界限，最終確定城鎮增長邊界。

以上6條功能區劃“紅線”的劃定并非各自劃界，而是綜合考慮城鎮功能區、生態功能區和農業功能區增長與約束、需求與供給、動力與阻力之間的相互平衡，依據增長邊界的時效性劃分類型。劃定“剛性”邊界，即永久性的警戒性城鎮增長邊界（永不開發的城鎮生態安全底線）；“韌性”邊界，即隨城鎮增長進行調整的為滿足城鎮未來擴展需求而預留的空間增長邊界。

4 結論與討論

4.1 結論

本文借鑒了不同學科體系中對于各自相關邊界的研究，整合其研究方法，采用集成綜合法對國土空間功能區劃“紅線”進行研究，統籌研究和構建有利于城鄉生態系統整體服務功能的邊界“紅線”；契合目前國家“多規合一”的整體策略。

4.1.1 基于立體化全域思想的理性空間規劃體系創新

本次框架研究試圖打破以往各自為政而龐雜的空間規劃體系，站在區域整體保護與發展的角度，綜合考慮自然、人文、經濟和戰略的限制因素，通過生態安全、空間發展和生產安全關鍵節點（區域）的判別，進行城鄉全域國土空間資源立體化地配置。在現行的國家功能區劃“紅線”（生態紅線、城市增長邊界、基本農田保護界線）的基礎上，提出“生態安全紅線、農業安全紅線、防災安全紅線、城鎮增長邊界”等新“紅線”，優于以往各部門各自為政、僅從本學科角度甚至感性認識而劃定的功能分區，為區域生態系統管理、生態保護和空間規劃體系構建提供嶄新的思路。

4.1.2科學空間規劃方法創新

針對我國各類空間規劃缺乏科學性、權威性和連續性等問題，本文的研究框架借鑒了新興邊緣學科的最新成果并加以發展，通過城鄉生態系統服務功能的整體、有效發揮，將生態系統服務功能落實到具體三維空間上，將景觀生態學的相關研究方法運用于較為復雜的城鎮生態系統研究中，旨在從一個全新的角度，全面審視城鄉生態系統可持續發展面臨的生態系統服務問題，以推動學科的發展。

4.2 討論

我國以自然資源部統籌的國土空間規劃，未來將勢必打破長期以來由各部門劃定空間規劃的條塊劃分格局，形成綜合考慮各功能布局的新型國土空間規劃，引領未來空間規劃的方向，也會出現更多新情況、新態勢。本文僅僅提出了新形勢下的新的研究框架，在此框架下的各類功能區劃“紅線”的劃定，需要更進一步研究。