邵海,劉東達,王曉峰,殷志強,王軼,邢博,萬利勤,安永龍
(1.中國地質環境監測院, 北京 100081; 2.承德市自然資源和規劃局, 河北 承德 067000)
2020年1月,自然資源部印發了《資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價指南(試行)》(中華人民共和國自然資源部,2020①),明確要求編制市級國土空間規劃,應先行開展資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價(以下簡稱“雙評價”)并形成專題成果。資源環境承載能力是指基于特定發展階段、經濟技術水平、生產生活方式和生態保護目標,一定地域范圍內資源環境要素能夠支撐農業生產、城鎮建設等人類活動的最大合理規模(封志明等,2017)。國土空間開發適宜性是指在維系生態系統健康和國土安全的前提下,綜合考慮資源環境等要素條件,特定國土空間進行農業生產、城鎮建設等人類活動的適宜程度(鐘鎮濤等,2020)。市級尺度“雙評價”作為“雙評價”技術體系承上啟下的重要環節,在國土空間規劃、管制中扮演著重要角色(張茂省等,2019)。
2021年9月,中國地質調查局印發的《地質調查支撐自然資源綜合調查總體設計(2021-2030)》(中國地質調查局,2021②),其中厘定了自然資源綜合調查是指自然資源的調查、監測、評價、區劃全鏈條業務工作。自然資源綜合調查數據是開展“雙評價”工作的重要基礎(中華人民共和國自然資源部,2020①)。如何科學有效地開展自然資源綜合調查,獲取詳實的數據資料,同時確保數據權威性強、準確性高、時效性好且數據時間與同尺度“雙評價”的基期年一致,亟需開展自然資源綜合調查支撐“雙評價”的探索實踐。通過收集資料、觀測、探測和勘查等多種手段開展自然資源綜合調查,獲取多門類自然資源的種類、數量、質量、空間分布、理化性質、生物性質、開發利用、保護狀況和動態變化等的活動數據(王瑞豐等,2021),分析資源環境稟賦優勢和短板條件,揭示自然資源相互關系與演替規律(郝愛兵等,2020),是當前資源環境承載能力評價、國土空間開發適宜性評價、承載規模計算、結果校驗和未來“雙評價”動態評價急需解決的關鍵科學問題(南錫康等,2020)。
自然資源綜合調查是整體刻畫一個地區資源環境稟賦特征的重要組成,也是“雙評價”的基礎數據來源和重要判別依據。自然資源和環境條件數據分屬于氣象、環境、國土、水利、農牧和統計等多個部門且來源復雜,缺乏統一的調查監測尺度和標準,大多為統計數據,空間矢量數據缺乏,難以支撐新時代“雙評價”和國土空間規劃的需求(殷志強等,2018;張茂省等,2019)。本研究依托中國地質環境監測院“承德資源環境承載能力綜合地質調查與評價”二級項目,系統分析了承德市已有的地理、氣象、水文、土地、礦產、文化、生態、地質災害等數據和相關成果,并全面開展了承德國家生態文明示范區自然資源和環境問題綜合調查,基本查清了承德自然資源家底和環境稟賦特征,建立了承德自然資源動態數據庫(殷志強和邵海,2019③;薛陳利等,2021)。分析認為承德市的優勢自然資源類型為水資源、礦產資源和森林資源,不利的環境條件主要為礦山環境、水環境和風沙活動。承德市“雙評價”以鄉鎮為評價單元,全域采用30 m×30 m柵格基礎數據計算精度開展評價(邵海等,2022④),對自然資源綜合調查如何支撐生態保護重要性評價、農業生產適宜性及承載規模評價和城鎮建設適宜性及承載規模評價進行了探索實踐(馬品等,2021)。
承德市位于河北省東北部,南鄰京津,北接赤峰市和錫林郭勒盟,東西與朝陽市、秦皇島市、唐山市、張家口市相鄰,是連接京津冀遼蒙的節點,具有“一市連五省”的區位優勢。承德市境內地形復雜,山脈縱橫,河流交錯。地勢自北向南傾斜,北部為內蒙古高原的東南邊緣,中部為淺山區,南部為燕山山脈,是內蒙古高原向華北平原的過渡帶。承德市地形有高原和山地兩大類型:壩上高原占全市土地面積的10.5%;冀北山地由壩下山地和燕山山地構成,占全市總土地面積的89.5%。據第三次國土調查數據統計,承德市是河北省面積最大的市,下轄1個縣級市、7個縣、4個區。
在自然資源綜合調查基礎上,深入分析承德資源環境優勢和短板條件,為“雙評價”工作奠定本底基礎。
1.2.1 生態環境優良
承德市是京津冀地區重要生態屏障,具有重要的水源涵養、水土保持和防風固沙等生態服務功能,市域森林資源豐富,2021年森林覆蓋率達60.03%,其中人工造林面積為12506 km2,是“塞罕壩精神”發祥地,為持續推進京津冀風沙源治理、改善森林生態系統和提升生物多樣性奠定了基礎(張月叢等,2020)。全市草地面積10765 km2,主要分布在北部壩上高原圍場縣和豐寧縣,是發展現代畜牧業、推進草原生態文明建設和提升水源涵養功能的主戰場。
1.2.2 水土礦資源富集
承德市多年平均水資源總量為37.6×109m3,其中地下水資源量為13.3×109m3,地下水水質優良率達84%,且偏硅酸型和富鍶型等礦泉水潛力較大。境內灤河、潮河、遼河和大凌河四大水系是重要的水源涵養區,每年為京津供水達22×109m3。土壤有益元素富集區總面積約1.5×104km2,具有打造現代綠色特色農業的有利條件(衛曉鋒等,2020)。承德市礦產資源豐富,共發現礦產90余種,是我國第二大釩鈦磁鐵礦基地。
1.2.3 自然地質景觀豐富和歷史文化厚重
承德市有地質遺跡109處,國家級及以上17處?,F有各類自然保護區共7類90處,有霧靈山、茅荊壩、塞罕壩等5個國家級自然保護區,是推進生態文化產業發展的特色資源稟賦條件。承德市文物保護單位數量在河北省排首位,共有文物保護單位4282處,其中國家級22處。承德市擁有獨特的人文旅游資源,避暑山莊及其周圍寺廟、金山嶺長城等為首批世界文化遺產,歷史文化積淀深厚。
1.2.4 資源環境短板條件
承德資源環境也存在一定短板,主要表現在部分地區地表水氨氮、化學需氧量和總磷超標;全市人均可利用水資源量偏低;北部壩上地區草地退化和湖泊萎縮趨勢明顯;礦山地質環境破壞較重,尾礦積存量大。
生態評價的目的主要是識別承德市生態系統服務功能相對重要、生態脆弱程度相對較高的地區,通過生態系統服務功能重要性、生態脆弱性反映??紤]承德全市自然條件和生態問題差異性,在評價前對全市生態系統狀況及生態問題進行分析,識別評估區域的主導生態系統服務功能和關鍵生態脆弱問題,作為生態保護重要性評價的基礎支撐。
生態保護重要性等級初判包括生態系統服務功能重要性和生態脆弱性評價,生態系統服務功能重要性包括生物多樣性維護功能、水源涵養功能、水土保持功能和防風固沙重要性評價。生態脆弱性包括水土流失和土地沙化脆弱性評價。生物多樣性維護重要性評價要素為:物種、生態系統;水源涵養重要性評價要素為:降水量、地表徑流量、蒸散發量、生態系統類型、生態系統面積;水土保持重要性評價要素為:降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡長、坡度、植被;防風固沙重要性評價要素為:風速、溫度、降雨、地形、土壤、植被;水土流失脆弱性評價要素為:降雨侵蝕力、土壤侵蝕力、地形起伏度、植被覆蓋度;土地沙化脆弱性評價要素為:干燥度、土壤質地、冬春季>6 m/s起風沙天數、植被覆蓋度;對以上單要素評價結果綜合,得出生態保護重要性初判結果。在生態保護重要性初判結果基礎上進行生態斑塊集中度、生態廊道、自然邊界(林線、分水嶺)和生態系統界線修正。承德市生態保護重要性評價技術路線見圖1。

圖1 承德市生態保護重要性評價技術路線
2.2.1 農業生產適宜性評價
農業生產適宜性等級初判包括水土資源基礎和農業生產氣候條件評價,水土資源基礎評價包括農業耕作條件和農業供水條件評價。農業耕作條件評價要素為:坡度、土壤質地;農業供水條件評價要素為:多年平均降雨量、干旱指數、用水總量控制指標模數;農業生產氣候條件評價要素為:年平均≥0°活動積溫、海拔校正;對以上單要素評價結果綜合,得出農業生產適宜性初判結果。在農業生產適宜性初判結果基礎上進行土壤環境容量、氣象災害和地塊連片度修正。承德市農業生產適宜性評價技術路線見圖2。

圖2 承德市農業生產適宜性評價技術路線
2.2.2 農業生產承載規模評價
從土地資源是否可為耕地耕作的角度,考慮農業耕作條件、土壤環境容量,兩者重疊區域作為可耕作土地,作為土地資源約束下農業生產承載規模。從水資源方面可承載的耕地規模為可承載的灌溉耕地面積、雨養耕地面積,考慮農業可用水總量控制指標、農業綜合灌溉定額、農田灌溉水有效利用系數,并根據地方經驗修正,得到水資源約束下農業生產承載規模。同時結合空間約束和短板原理,去除生態保護極重要區、種植業不適宜區,作為水土資源約束下農業生產承載規模。
2.3.1 城鎮建設適宜性評價
城鎮建設適宜性等級初判包括水土資源基礎和城鎮建設環境條件評價,水土資源基礎評價包括城鎮建設條件和城鎮供水條件評價,城鎮建設環境條件評價包括水環境容量和大氣環境容量評價。城鎮建設條件評價要素為:坡度、高程、地形起伏度;城鎮供水條件評價要素為:水資源總量模數、用水總量控制指標模數;水環境容量評價要素為:COD值、氨氮值、評價單元年均水質目標濃度、地表水資源量、可利用的過境水資源量;大氣環境容量評價要素為:大氣環境容量(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3)歸一化指數、靜風日數占比、年平均風速。對以上單要素評價結果綜合,得出城鎮建設適宜性初判結果。在城鎮建設適宜性初判結果基礎上進行舒適度、地質災害危險性、區位優勢度和地塊集中度修正。舒適度修正考慮要素為溫濕指數;地質災害危險性修正考慮要素為:活動斷層斷距、地震動峰值加速度、崩滑流易發程度、地面沉降易發程度、地面塌陷易發程度;區位優勢度修正考慮要素為:交通干線可達性、中心城區可達性、交通樞紐可達性、周邊中心城市可達性、交通網絡密度;地塊集中度修正考慮要素為:聚合距離、斑塊面積。承德市城鎮建設適宜性評價技術路線見圖3。

圖3 承德市城鎮建設適宜性評價技術路線
2.3.2 城鎮建設承載規模評價
從土地資源是否可為城鎮建設的角度,考慮城鎮建設條件,按照鄉鎮單元統計面積,作為土地資源約束下城鎮建設承載規模。從水資源方面可承載的城鎮建設規模需考慮城鎮生活需水量、城鎮人口生活用水定額、人均城鎮建設用地面積,得到水資源約束下城鎮建設承載規模。同時結合空間約束和短板原理,去除生態保護極重要區、城鎮建設不適宜區,作為水土資源約束下城鎮建設承載規模。
通過自然資源綜合調查支撐“雙評價”研究,將自然資源綜合調查原型信息轉換成“雙評價”中各單項評價的分級,分析現狀問題和風險,識別潛力空間,提出針對性的國土空間開發保護格局建議,實現國土空間合理開發和用途管制(張茂省等,2020;朱昕虹等,2021)。
水資源、土地資源、森林資源、草地資源、濕地資源、山體資源、氣候資源、生物資源、水環境和礦山地質環境調查數據支撐生態保護重要性評價各單項評價要素的計算分析,如水資源數據支撐生態系統類型面積、地表徑流量和降雨侵蝕力的計算。其中水、土地、山體資源,水、礦山地質環境數據通過遙感解譯、水資源、土地質量地球化學、環境地質調查獲取,森林、草原、濕地、氣候、生物資源通過遙感調查和收集資料獲取。自然資源與環境條件和生態保護重要性評價關系見圖4。

圖4 自然資源與環境條件和生態保護重要性評價關系
承德市生態保護極重要區占全域土地總面積約41.8%,主要分布在燕山山地和壩上高原部分地區、包括生態保護紅線區域和國家級和省級自然保護區。承德市生態保護極重要區聚集了市級尺度主要的自然山體和水域濕地等生態資源,生態系統服務功能重要、生態脆弱程度高,生態本底格局特征顯著。壩上高原和燕山山地更是京津冀地區重要的水源涵養和防風固沙功能區。依據生態保護重要性評價結果,提出了在地熱資源富集區打造皇家溫泉康養度假核心區,開展森林造林碳匯和經營碳匯交易市場化機制,調整地下水飲用水水源保護區等建議。
水資源、土地資源、山體資源和氣候資源調查數據支撐農業生產適宜性評價各單項評價要素的計算分析,如土地資源數據支撐土壤質地、重金屬含量、富硒富鋅等土壤和地塊連片度的計算。其中水、土地、山體資源數據通過遙感解譯、水資源、土地質量地球化學、環境地質調查獲取,氣候資源通過遙感調查和收集資料獲取。自然資源與環境條件和農業生產適宜性評價關系見圖5。

圖5 自然資源與環境條件和農業生產適宜性評價關系
在生態保護極重要區以外,承德市農業生產適宜區面積占全域總面積約2.5%,主要分布在武烈河河谷區、灤河河谷區及二者交匯處的沖積平原。農業生產不適宜區面積占全域總面積約36.8%,主要分布在壩上高原和燕山山地除河谷區外的大部分地區,主要原因是地形坡度較大。依據農業生產適宜性評價結果,識別了承德市未來適宜農業生產的潛力規模約為26 km2,提出了基于地質建造的耕地保護建議和特色林果種植結構優化建議方案。
水資源、土地資源、山體資源、氣候資源、大氣環境、水環境、區域地質構造、地質環境和區位交通調查數據支撐城鎮建設適宜性評價各單項評價要素的計算分析,如山體資源數據支撐坡度、高程和地形起伏度的計算。其中水、土地、山體資源、區域地質構造和地質環境數據通過遙感解譯、水資源、國土三調、基礎地質、地質災害調查獲取,氣候資源、大氣環境、水環境、區位交通數據通過收集資料獲取。自然資源與地質背景和城鎮建設適宜性評價關系見圖6。

圖6 自然資源與地質背景和城鎮建設適宜性評價關系
在生態保護極重要區以外,承德市城鎮建設適宜區面積占全域總面積約3.3%,主要集中分布在雙橋區、雙灤區、高新區、平泉市城區和大灘鎮、魚兒山鎮、御道口牧場、御道口鄉部分地區。城鎮建設不適宜區占全域總面積較大,主要原因是燕山山地大部分地區坡度陡、地形起伏度較大和地質災害高易發。依據城鎮建設適宜性評價結果,識別了承德市城鎮建設適宜區潛力規模為60.8 km2,提出了在地質災害高易發區部署開展1∶5萬地質災害精細化調查和對64處地質災害點因地質災害風險異地搬遷的建議。
在承德國家生態文明示范區探索實踐自然資源綜合調查如何支撐“雙評價”工作,對于保證“雙評價”成果的科學、規范和有效具有重要意義。通過自然資源綜合調查支撐“雙評價”研究,厘清承德山水林田湖草等多門類自然資源和生態環境稟賦特征,依據自然資源綜合調查獲取的一手數據突出本底評價,分析現狀問題和風險,識別潛力空間,合理配置空間,提出針對性的國土空間開發保護格局建議,最大限度發揮承德市全域資源環境優勢。
由于農業生產與城鎮建設適宜性評價因子具有較高的相似性,在“雙評價”結果中呈現出較高的重合度,需依據自然資源綜合調查評價數據,對“雙評價”結果進行校核修正,在農業生產適宜性評價初判結果基礎上,分析農業地塊集中連片度、現狀—未來基本農田占補空間、富硒等有益元素土壤富集區等因素,細化農業生產適宜性分區,確保糧食安全。
自然資源綜合調查精準的識別了承德市資源環境優勢和短板,為“雙評價”指標選擇、模型計算、結果修正、綜合分析提供了堅實的數據基礎,使承德市“雙評價”工作與自身本底特征和發展特點緊密結合,為建立高質量國土空間規劃格局、實施高水平國土空間用途管制奠定了堅實基礎。未來擬深入開展的自然資源綜合調查研究將繼續支撐“雙評價”動態評價與監測預警工作。
注 釋
① 中華人民共和國自然資源部. 2020. 資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價指南(試行)[Z].
② 中國地質調查局. 2021. 地質調查支撐自然資源綜合調查總體設計(2021-2030)[Z].
③ 殷志強,邵海. 2019. 承德資源環境承載能力綜合地質調查與評價2019年實施方案[R].北京:中國地質環境監測院, 57-67.
④ 邵海,殷志強,王軼. 2022. 承德資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價報告[R]. 北京:中國地質環境監測院, 1-69.