基于地理國情的城市資源環境監測體系構建與實踐——以武漢市為例

程琦，張勇，譚波，秦思嫻

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

黨的十八大把生態文明建設提升到與經濟、政治、文化、社會建設并列的高度，提出“五位一體”的總體布局。2014年住建部發布《海綿城市建設技術指南》，2015中辦印發《生態文明體制改革總體方案》(中發[2015]25號)，2017年中辦、國辦印發《關于建立資源環境承載能力監測預警長效機制的若干意見》(廳字〔2017〕25號)。2016年，中國正式批準簽署了應對氣候變化《巴黎協定》，國家十三五規劃綱要也提出了“低碳發展”“海綿城市”“生態城市”的發展目標。2020年，我國正式宣布將力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。這都是中國基于推動構建人類命運共同體的責任擔當和實現可持續發展的內在要求而作出的重大戰略決策。

2 地理國情普查與監測概述

地理國情是空間化、可視化的國情信息。地理國情普查摸清了自然地理要素(種植植被、林草覆蓋、荒漠與裸露地表、水)和人文地理要素(房屋建筑區、鐵路和道路、構筑物、人工堆掘地)家底，客觀、準確地反映了各類要素的空間分布，常態化的地理國情監測按年度反映了要素空間演變規律，為開展資源環境監測、建設生態文明奠定了良好基礎。

結合城市特點，武漢市地理國情基礎性監測指標體系在國家、省級基礎上，增加了地下空間利用(地下交通、軌道交通、地下通道、地下車庫)、行業專題信息(人口、企業、政務服務、公共服務和城市建設管理)2個大類，以及8個二級類，33個三級類，將城鎮綜合功能單位擴展到11個四級類。專題性監測圍繞區域城市聯系、城市空間格局、開發區規劃實施、綜合交通網絡、基本公共服務、濱江濱湖生態環境等方面開展了持續監測與綜合分析研究。同時，定期收集利用全市民政、統計、公安、教育、環保、建設、交通、水務、農業、文化、衛生、園林、旅游、體育、稅務、房管、宗教等行業專題資料，初步構建了城市資源環境監測體系。

3 城市資源環境監測體系框架

圍繞城市資源環境面臨的突出問題，監測體系內容包括生態城市建設、低碳城市建設、海綿城市建設和資源環境承載力等四大監測內容，分別為自然資源保護、城市碳中和評估、海綿城市建設效果評估、國土空間規劃實施評價等多領域服務，如圖1所示。

3.1 生態環境要素監測

監測水體、山體、綠地、綠楔和綠道的現狀和變化，構建生態環境綜合評價指標，全面評價全市生態環境總體狀況，能更好地為人居環境建設服務。其中，水體監測包括河流、湖泊和水庫的面積變化與水質分析(圖2)；山體監測包括山體破損和山體修復分析；綠地監測包括綠地面積和覆蓋率分析；綠楔監測為武漢市總體規劃確定的6大生態綠楔的用地結構變化分析；綠道監測包括綠道長度和服務能力分析。將生態環境系統工程建設、市政基礎和實際服務人口信息相結合，評價生態環境保護與生態修復工程建設成效。

圖1 基于地理國情的城市資源環境監測體系

圖2 生態環境要素分布與統計(水域)

3.2 低碳城市建設監測

從碳排放空間差異和植被碳匯時空變化兩方面開展低碳城市建設效果監測。一方面根據市、區兩級統計年鑒，利用碳排放因子法，核算主要行業(包括工業、農業、交通運輸、建筑施工及居民生活)碳排放總量，以街道為統計單元，利用地理國情要素中種植土地、居住小區、工礦企業等地類圖斑，對不同行業碳排放量進行空間化尺度下推，橫向和縱向對比分析碳排放結構和空間變化；另一方面將地理國情地表覆蓋林草圖斑為邊界與森林二類調查樹種分布進行疊加，通過氣候、降水、林木蓄積量等特征，構建不同植被覆蓋類型的生物量模型，確定不同植被覆蓋類型碳匯密度，計算植被碳匯量和變化，如圖3所示。長序列的觀察碳源碳匯的時空變化，以空間化、定量化、精細化的分析手段評價低碳城市建設成效。

圖3 碳排放和植被碳匯空間分布

3.3 海綿城市建設監測

海綿城市是圍繞“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，通過“自然積存”實現削峰調蓄控制徑流量，地表徑流系數是一項有效評價海綿城市建設的定量化指標。海綿城市建設監測就是將地理國情地表覆蓋與城市不透水面建立對應關系，提取評價地塊的不透水面與透水面，并分類加以修正，分析不透水面的基本面積、構成、分布、環線特征及變化規律。對照各類下墊面的地表徑流系數，結合土壤類型等地質專項調查數據，計算不同海綿城市建設分區的地表徑流系數(圖4)，以地表徑流控制率目標值為導向，從規劃目標、現狀、改建效果方面進行監測和評估研究。

圖4 海綿城市建設分區地表徑流系數

3.4 資源環境承載力評價

以自然資源部技術指南為指引構建城市級“雙評價”指標體系，開展城市區域性精細化評價，為城市國土空間規劃現狀評估提供有效的數據基礎，同時從強制性指標、約束性指標的偏離度實施預警。一方面，在城市全域范圍開展土地資源、水資源、環境、生態和災害等資源環境單項要素評價和承載能力集成評價，疊加土地質量等級、地質災害易發區等指標，劃定面向生態保護、農業生產和城鎮開發的承載等級(圖5)，為生態控制線劃定、城市功能布局提供基礎；對非建成區部分進行面向三大功能指向的適宜區劃分，分析當前主要的承載潛力和沖突問題。另一方面，聚焦城市建成區，圍繞土地承載對象(人口、經濟、建設和交通)，對生活空間和工業生產空間的承載壓力和潛力進行評價，以橫向區域差異表示壓力，以規劃差距表潛力，并對承載對象進行成因分析。

圖5 城鎮功能指向承載等級分布

4 城市資源環境監測評價指標體系

將監測評價指標分為基礎監測指標和綜合分析指標兩大部分，基礎監測指標包括生態環境、低碳城市、海綿城市、資源環境承載力等4方面，屬于直接獲取、易于表達的直觀性指標；綜合分析指標是對某類現象的概括性、抽象化表達，是在基礎監測指標基礎上歸納、凝練形成的綜合指數，共分為4個方面、14個基礎監測指標和4個綜合指數，監測評價指標體系如表1所示。

5 城市資源環境監測分析評價技術流程

城市資源環境監測分析評價所利用的方法包括資料收集與整理、地理國情監測更新、模型計算與定量遙感、統計分析等。其中，資料收集與整理、地理國情監測更新成果是分析評價的基礎，利用模型計算與定量遙感、空間統計分析方法從微觀和宏觀尺度、定性和定量角度探求資源環境變化與城市發展的空間分布規律，揭示社會現象背后的經濟社會原因。技術路線如圖6所示。

城市資源環境監測評價指標體系 表1

圖6 技術路線圖

6 結 語

將地理國情監測與行業應用、城市可持續發展結合，使地理國情監測數據服務于經濟社會發展和城鄉建設，通過構建監測指標體系和評價方法，為生態文明建設的實施提供定量化的評價體系，進一步促進測繪地理信息行業的轉型升級發展。另一方面通過監測和分析研究自然生態環境和社會經濟活動之間的內在聯系，為實現地理國情監測與碳源碳匯、城市不透水層和自然資源調查等方面的融合應用，充分發揮地理國情在國民經濟建設和社會發展中的基礎公益智庫作用，為實現資源環境與經濟的可持續發展奠定基礎。