國土空間規劃中生態保護與修復研究
——以山東威海市為例

詹龍圣 陳可欣 李倩倩 張亞楠

（廣東省城鄉規劃設計研究院有限責任公司，廣東廣州 510290）

生態空間為人類的生存、發展直接或間接的提供產品和生態服務，其數量、質量關系到區域生態系統安全[1-3]。隨著資源約束趨緊、開發不合理、生態環境污染、生態服務功能退化等現象的出現，生態文明建設的重要性日益凸顯[4]。生態文明背景下，對國土空間的生態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、系統治理。現行生態保護類規劃中，未落實系統性保護的要求，忽視了生態要素在生態系統中流動和相互作用的重要性，導致重要生態空間之間缺少流通和連接的通道，不利于生態系統的整體性保護。基于此，在國土空間規劃背景下，探索能夠落實生態空間“系統保護、整體修復”的方法較為重要。

1 研究區域概況與數據來源

1.1 研究區域概況

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，丘陵低山占全區總面積的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；河網密布，水系由脊背向南北流入大海，境內主要河流有母豬河、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 數據來源

本研究需要數據主要包括數字高程數據、行政區劃數據、生態保護紅線劃定及過程數據、自然保護地數據、土地利用現狀數據、林地變更調查數據、礦產資源規劃、海洋功能區劃分等數據，數據主要來源于威海市自然資源局和規劃局、林業局、生態環境局、海洋發展局等部門，統一采用國家2000大地坐標系。

2 研究方法

2.1 國內外研究進展

生態安全格局統籌生態空間、生態過程、生態功能之間的關系，維護區域生態安全的基礎空間框架[4]，區域生態安全格局的有效構建、維護，有利于生態系統結構與功能的完整、生物多樣性保護、生態系統服務的維持。近年來，生態安全格局構建在生態保護領域逐漸成為研究熱點。

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

以生態保護紅線為基礎的生態安全格局，通過集成生態系統服務重要性、生態敏感性評估技術，融合生態重要區、生態敏感性區、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。

基于生態保護紅線的構建方法，可有效保護重要的生態核心區；基于生態過程的構建方法，可有效識別核心區以外的關鍵生態空間。

生態安全格局的組成包括保護“源”、廊道、戰略點等[13]。“源”指結構完整、生態環境質量較好的區域，如國家級森林公園、重要飲用水源地等；生態廊道指相鄰“源”之間的阻力低谷，是相鄰兩“源”之間易聯系的低阻力通道。根據Forman格局優化模式，可有效構建區域生態安全格局。

（1）識別重要的生態空間，將大型的自然植被斑塊、水面，作為物種生存和水源涵養區進行保護，維持生態系統的穩定性。

（2）建設生態楔和生態廊道，以水平方向連接，強化城市發展空間與生態源區的有機聯系，拓展生態源區的服務功能，緩解經濟開發對自然生態系統的壓力，增加城鎮發展空間內部的景觀異質性[14]。

目前，生態網絡構建過程中較常用的生態廊道提取方法為最小累計阻力模型[15-16]。

2.2 研究技術路線

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

（2）結合自然保護地范圍識別動物集聚區和優質生境空間，得到生態斑塊，以充分維系區域生態安全。

（3）依據土地現狀、坡度因子構建阻力面，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廊道和格局戰略點，得到“斑塊-廊道-戰略點”的生態安全網絡。

（4）統籌考慮威海市山、林、海、島、河等自然要素，制定威海市生態安全格局。

（5）依據生態安全格局構建結果，將威海市生態空間劃分為生態保護區、自然保留區，在此基礎上對威海市生態保護紅線進行優化調整。

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

研究技術路線如圖1所示。

圖1 研究技術路線

3 威海實踐中的生態保護與修復

3.1 生態安全格局構建

生態安全格局是實現區域、城市生態安全的基本保障和重要途徑，良好的生境網絡是保護種群持久性的重要指標之一，穩定的生態網絡可增加生境、植被、動物種群及社區的連接度。

本文基于威海市現有的“山、水、林、田、湖、草”資源分布特點，以生態保護重要性評價為基礎，分析識別由“生態斑塊+戰略點+生態廊道”組成的生態網絡體系，構建威海市生態安全格局。

（1）生態評價。

生態網絡體系構建的前提是首先評估研究區的生態功能重要性和生態敏感性。借鑒《生態保護紅線劃定指南》中的生態保護重要性評價方法，結合威海市實際，利用氣象、遙感、土壤、水文、地形等空間數據，開展水源涵養、水土保持、防風固沙、生物多樣性等四個生態系統服務功能重要性評價和水土流失、土地沙化兩個生態環境敏感性評估，疊加后得到生態重要性評價結果[17]。

生態性評價結果如圖2所示。

圖2 生態性評價結果

（2）生態網絡體系。

①生態斑塊。

生態斑塊組成部分主要由動植物集聚區、優質生境空間組成。動植物集聚區分為陸域珍稀生物集聚區、海域珍稀生物集聚區；優質生境空間由自然保護地、生態功能極重要區、生態環境極敏感區組成；提取生態評價中生態系統服務功能極重要區、生態環境極敏感區與自然保護地組成生態斑塊。

威海市整體生態斑塊空間分布如圖3所示。

圖3 威海市整體生態斑塊空間分布

②戰略點。

戰略點指景觀中對物種的遷移或擴散過程具有關鍵作用的地段。本研究通過構建“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），獲取格局戰略點的位置。“源”通常是多個物種、群體和自然棲息地生態系統，可充分反映研究區的多種生境特點。

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

根據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，如表1所示。

表1 阻力因子和阻力系數

計算得到阻力值，利用MCR建立阻力面，阻力面構建過程如圖4所示。

圖4 阻力面構建過程

戰略點分布在相鄰“源”為中心的環型等值阻力線相切點與網絡型阻力面交匯點。

生態安全格局戰略點如圖5所示。

圖5 生態安全格局戰略點

③生態廊道。

生態廊道由植被帶、水體等生態型結構要素構成，是一種具有減輕景觀破碎化程度、連接分散的動物棲息地、維護自然界動態生態過程等生態服務功能的廊道類型。基于上述生態評價結果、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廊道和一條濱海生態廊道的生態廊道結構。

生態廊道結構如圖6所示。

圖6 生態廊道結構

（3）生態安全格局。

基于“生態斑塊-廊道-戰略點”模型建立的生態安全網絡，建立“以山為基、河道串聯、山海一體”陸海資源與生態協調保護體系，統籌保護山海通廊、河海廊道、海防林帶、潮間帶、近岸海域和海島等陸海關聯的生態廊道與斑塊，形成威海市“一帶一屏多廊”的生態安全格局。

威海市生態安全格局如圖7所示。

圖7 威海市生態安全格局

3.2 生態空間分區和生態保護紅線優化

（1）生態空間分區。

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

（2）生態保護紅線劃定與優化。

由于2018年劃定的生態保護紅線存在劃定界限不準確、未做到應劃盡劃等問題，根據上級的統一部署，威海市在生態安全格局構建的基礎上，開展了生態保護紅線優化調整工作，針對不同類型矛盾沖突、與地理特征不符、細小圖斑等情況，制定了優化處理原則。結合生態評價結果，優先將生態極重要區、生態環境極敏感區、自然保護地整合優化預案、一級水源保護區、國家公益林等劃入生態保護紅線。

生態保護紅線優化調整問題圖斑處理原則如表2所示。

表2 生態保護紅線優化調整問題圖斑處理原則

3.3 生態修復措施

根據威海市生態安全格局構建與生態空間管控要求，分析生態退化風險區，針對礦山、生態廊道、海岸帶等提出生態修復措施。

（1）礦山環境整治修復。

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

生態退化風險包括臨近或位于生態空間、位于生態安全格局中極重要區的礦區[21]；地質災害風險包括識別地質災害、地質環境重點治理區內屬于生態安全格局極敏感區的礦區；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100 m范圍、交通主干線兩側以及露天采礦區可視距離500 m內、地下開采礦200 m內的礦區。

②重點修復礦區按照“宜糧則糧，宜林則林，宜景則景，宜產則產”的原則，將修復區域分為復墾區、復綠區、特色產業區，精準修復，提升區域社會效益、經濟效益。

復墾區修復方向為農業、牧業、漁業等農業生產方向；復綠區修復方向為林地、草地、濕地、湖泊等生態保育方向；特色產業區修復方向為主體公園、旅游區、倉儲等經濟生產生活方向。

（2）生態廊道修復。

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

①生態岸線是生態廊道中以水系作為空間載體部分。結合生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界分布情況，銜接重要生態源地分布，比對衛星影像圖，將生態岸線區分為城鎮段、過渡段、生態源段。

城鎮段建設：以復式親水為主；

生態源段建設：以生態保育為主；

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斑塊，促進區域生物流通，為生物遷徙提供食物與棲息地場所。復合林帶在生態廊道主要起到生態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，增強了林帶穩定性，依托防風林、防護林、水源涵養林等區域，保障生態廊道連續性、穩定性。

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

生物遷橋：根據生態廊道空間結構布局與現狀主要交通基礎設施分布疊加分析；

生態涵洞：根據生態廊道空間結構布局與現狀主要交通基礎設施疊加分析；

生態河口：依據生態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、砂質岸線、景觀風貌、生產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，結合生物多樣性等生態過程，分析現狀生物物種，并進行生態修復。可改善濕地潮汐通道和水交換條件，提升濕地生態系統服務功能和價值，主要修復榮成大天鵝國家自然保護區片、五壘島國家濕地公園片沿海區域。

②砂質岸灘養護與生態修復。

保護原生砂質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護，提高岸灘生態防護和潮間帶生態功能。基于現狀原生砂質岸線分布和海岸防護林分布，修復威海灣沿線區域岸線。

③岸線環境整治與景觀建設。

對主要的旅游度假區、風景名勝區、濱海城鎮區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、生態環境質量，主要修復威海灣、榮成灣、乳山通用機場區域岸線。

④藍色港灣海岸環境綜合整治。

提升海灣生態環境質量和功能，改善近海海水水質，增加濱海濕地面積，對現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域岸線。

4 結語

生態文明背景下的國土空間規劃編制工作，對“山水林田湖草”生命共同體的系統保護與修復提出更高要求。本文綜合生態安全格局與生態修復理論，以山東省威海市為例，基于生態評價結果，應用最小累計阻力模型，構建“斑塊-廊道-戰略點”的生態安全網絡，為生態空間與生態保護紅線劃定提供科學依據。在此基礎上，分析生態退化風險區，針對礦山、生態廊道、海岸帶等提出生態保護修復措施，為國土空間規劃中生態保護與修復提供系統性的經驗借鑒。

本文生態評價與“斑塊-廊道-戰略點”模型，針對威海市生態特征和保護的需求進行構建。

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

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

（3）閾值設定和因子權重需要結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的值。