生態空間優化與管控在城市規劃環境影響評價中的應用研究

周思楊，陳佳璇，程遷，李巍

1.北京師范大學環境學院

2.環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室,北京師范大學

3.交通運輸部水運科學研究院

4.國家統計局

5.上海節能減排中心有限公司

通常認為城市生態空間是被城市地表人工、半自然或自然的植被及水體等生態單元所占據的，為城市提供生態系統服務的空間[1-2]。該類空間是維護城市生物多樣性，保障城市生態系統服務供給，提升居民生活品質的重要空間組成[3-5]。生態空間管控是我國生態文明建設的重要內容[6-7]。黨的十八大報告提出“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的國土空間開發格局；黨的十九大報告進一步要求將國土空間用途管控和生態保護修復相統一。《“十三五”環境影響評價改革實施方案》中明確以生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單（“三線一單”）為手段，強化空間、總量、準入環境管理，并以空間管控為切入點落實“三線一單”中生態保護紅線的相關要求；《“十四五”環境影響評價與排污許可工作實施方案》提出落實生態保護紅線和一般生態空間管控要求，強化長期性、累積性、整體性評價，提出有針對性的規劃優化調整建議。

城市空間以往不合理的規劃與開發利用具體表現為功能分區失誤、組團布局失調、開發強度失控和利用方式失當4 個方面[8-10]。由此進一步導致的環境質量下降[11]、生態功能退化[12-13]及人居安全隱患[14]，正逐漸成為制約城市發展的顯著因素。因此，城市空間規劃對于優化城市空間格局、保障生態安全等方面的作用近年來受到廣泛關注，學者們在規劃過程中主要運用景觀空間結構與安全格局，生態系統服務與功能，生態網絡，生態重要性、敏感性、脆弱性評價等理論與方法，在GIS、RS 技術支持下診斷城市生態空間現狀布局，并提出優化方案[15-20]。然而，探索城市規劃環評中生態空間劃定、優化與管控的相關研究尚未引起足夠關注。針對生態空間相關內容薄弱的城市規劃，已有規劃環評研究主要依據社會-經濟-自然復合生態系統理論[21-22]，在生態保護紅線的基礎上，運用景觀鑲嵌技術、生境質量及其退化程度、土地適宜性評價等技術方法，綜合評價研究區生態系統狀況，從而劃定或進一步優化城市規劃中的生態空間[23-25]。然而，已有方法雖能為劃定或優化城市規劃中生態空間提供定量分析方法，但主要集中在規劃編制階段，未參與城市規劃制定的全過程，相應的技術體系尚未形成。

高度城市化地區以建設用地為主導用地類型，生態用地占比較小，更容易因過度開發造成生態風險加劇、產業-人居矛盾突出等問題[26-29]。因此，城市規劃環評中須將空間管控作為重點內容，但我國當前規劃環評鮮見就生態空間管控問題開展針對性探討。事實上，開展高度城市化地區規劃環評中的生態空間管控研究，既是城市發展進程中的必然需求，也有助于環評改革的穩步推進和環評成果的有效應用。筆者以上海市寶山區生態空間劃定與管控為研究對象，在已有城市規劃環評中生態空間相關研究基礎上，探討將城市規劃環評中生態空間優化與管控納入規劃制定全過程的主要技術流程，以期為我國城市規劃環評中生態空間優化與管控提供定性定量相結合的工作思路。

1 規劃環評中生態空間優化與管控主要技術流程

結合規劃制定形成的4 個階段，規劃環評中生態空間優化與空間管控技術流程如圖1 所示。其中，關鍵技術環節涉及如下4 個方面。

圖1 規劃環評中生態空間優化與管控技術流程Fig.1 Technical flow of ecological space optimization and governance in planning EIA

1.1 空間要素解析與基礎方案形成

在規劃綱要編制階段，通過繪制土地利用現狀圖，解析空間要素，分析用地類型及其空間分布、占比等信息。重點關注林地、草地、農地、水面、濕地等生態用地的分布、占比及主要生態系統服務。通過生態環境敏感性解析識別環境敏感區；通過生態脆弱性分析，識別出脆弱生態單元及其空間分布；開展生態功能重要性評價，明確需要重點保護的生態功能單元。參考《生態保護紅線劃定技術指南》，初步劃定需重點關注的生態空間。

1.2 生態環境現狀分析與空間協調性分析

在完成空間要素解析，識別環境敏感區之后，結合規劃環境影響評價中環境調查與分析工作成果，全面分析區域主要現狀生態環境問題及發展制約因素，并篩選能夠通過布局生態空間緩解或解決的部分。根據生態空間利用現狀，分析各類空間之間的現狀及潛在沖突，重點分析其他類型空間對生態空間的脅迫。

1.3 規劃實施對空間利用影響評價

在規劃研究階段，基于功能、布局、規模等因素，從生態環境質量和生態系統服務功能等方面，預測和分析城鎮空間對生態空間帶來的環境影響，研判規劃的生態需求，并將其需求劃分為宏觀和中觀2 個層面。宏觀層面分析規劃目標實現的生態需求；中觀層面則根據各功能單元的規劃發展定位，從匹配區域發展的角度分析區域發展規劃對生態服務功能的提升和改善需求。

1.4 空間優化調整建議與管控對策

在規劃研究及編制階段，重點從以下5 個方面提出空間優化調整建議與空間利用管控對策：1）基于生態安全保障的建議。生態安全保障是實現可持續發展的載體和基礎，從加強對現有重要生態功能區、生態敏感區、脆弱區和需要特殊保護區域的保護角度，提出優化建議。2）基于人居安全防護的建議。針對存在空間利用沖突和安全隱患的區域及環境影響較大的生產區域周邊，通過劃定防護隔離帶，增加局地的防護功能，減輕污染區域對居住生活集中區的環境影響。3）基于生態環境質量改善的建議。為減輕規劃實施對區域環境質量的壓力，改善環境質量狀況，從發揮生態空間的凈化、過濾等功能方面，提出優化與開發調整的建議。4）基于生態服務功能提升的建議。依據區域生態功能定位，針對性提升區域生態服務功能。從加強水源涵養、土壤保持、氣候調節、防風固沙、生物多樣性維護、提升宜居水平等功能方面，提出優化與開發調整的建議。5）基于生態系統完整性提高的建議。從優化生態空間組成，完善生態結構，降低生態斑塊破碎度，提升景觀連通性，強化重要生境保護，促進區域生物多樣性的提高等方面，提出優化和開發調整的建議。

2 上海寶山區規劃環評案例應用研究

2.1 研究區概況

寶山區位于上海市北部，人口約109.5 萬人，面積約為365.3 km2，東北臨長江，東瀕黃浦江，被譽為上海市的“水路門戶”。寶山區屬沖積平原，境內地勢平坦；處東南沿海北亞熱帶季風氣候區，年均降水量為1 056.77 mm；受東南季風影響明顯，全年風向以東南風為主。區內河道密布，共有干河30 條，支河877 條，但河道空間分布不均，表現為北密南疏、東少西多（圖2）。全區多年平均年地表徑流量為1.37 億m3，中水年引潮量為37.35 億m3，水資源總量為38.59 億m3，屬于水資源較充沛地區。

圖2 上海市寶山區2015 年土地利用類型Fig.2 Land use types in Baoshan District,Shanghai in 2015

作為上海市遠郊區建設與發展的探路者，寶山區是上海市最早被確定的外圍工業區之一，也是全國重要的鋼鐵工業基地之一。2000—2010 年，寶山區各項國民經濟和社會發展指標呈爆發式增長，相較于全市平均水平均處于高位，對于全市經濟的貢獻值在各郊區中位列前茅。目前，寶山區已進入發展方式深度轉型期、產業升級融合創新期、城市空間更新機遇期及城市治理調整優化期。依據社會—經濟—自然復合生態系統理論，寶山區現狀空間布局問題總體屬于農業、工（商）業、居民生活三者間的協調性欠佳，主要體現在以下2 個方面。

（1）空間利用失序，存在局部沖突。寶山區發展呈現“廠區”“城區”“郊區”三區割裂并存的空間格局特征。區內已存在眾多企業用地，不利于空間規劃管理；外環線和繞城高速公路作為三區的分界線將寶山區劃分成帶狀空間；軌道交通、鐵路、水系及架空輸電線路等不易渠化的線性工程，進一步切割區域空間，造成全區土地利用結構散亂，對空間整體優化形成較大的制約[30-31]。同時，全區生產、生活空間之間缺少充分的生態空間作為緩沖，企業排放的廢氣及產生的噪聲對臨近居住區居民生活影響顯著。

（2）岸線資源集約度較低，生活和生態岸線不足。寶山區內全部為河口或內河岸線，總長度約為27.8 km，約占上海市總岸線長度的4.66%，岸線利用率達100%。其中，生產型岸線占68.7%，生活生態型岸線占31.3%，但一些不合理的開發建設活動導致岸線資源集約利用水平較低，并造成一定程度的岸線生態破壞和植被退化問題[32]。在全市有大陸岸線資源的5 個市轄區中，寶山區生產型岸線占比最高，但生活生態岸線的占比最低，僅為浦東新區的50%，崇明區、奉賢區的37.5%[33]。

(1) 本文基于模糊綜合評價方法，考慮到影響因素與評價對象之間的非線性影響特征，引入非線性模糊算子，構建了邊坡穩定性分析的兩級非線性模糊綜合評價模型，最終將其應用于河百高速沿線邊坡，結果表明該方法評價結果與實際情況符合度較高。

2.2 生態空間優化與管控技術流程

2.2.1 生態空間要素解析與空間管控基礎方案形成

2.2.1.1 生態主要空間要素解析

寶山區生態空間涉及要素包括植被、耕地、濕地與岸線及重要生態保護單位：1）區域內主要分布人工植被。現有林地的景觀和功能相對單一，多樣化程度不高。2）寶山區規劃全區耕地保有量為3 933.4 hm2，其中基本農田保護任務不少于1 800 hm2。由于土地資源的制約，區內農業用地分布零散，缺少較大面積的整合用地，農業用地生態功能不能得到有效發揮。3）區內主要包括河流濕地和湖庫濕地等。其中，河流濕地面積約為2 862 hm2，約占上海市濕地總面積的0.70%。隨著人為因素對濕地生境影響增加，區域濕地功能持續降低。由于寶鋼基地碼頭建設和陳行水庫堤壩修建，寶山區大部分岸線在2000 年前即已硬化。4）重要生態保護單位包括陳行水庫水源地保護區和吳淞炮臺灣國家濕地公園。其中，陳行水庫是上海市主要取水口之一，位于寶山區羅涇鎮東部長江江堤外側，東臨新川沙河口，西臨寶山湖（寶鋼水庫）；沿江岸線長達1 974.13 m，總面積約106.6 hm2，濕地面積達60%以上。

2.2.1.2 生態空間管控基礎方案形成

依據規劃空間定位劃分的各功能單元（圖3），分析寶山區現存主要的環境問題和空間利用的沖突（表1），進而提出各功能單元發展定位的生態需求（表2）。綜合分析認為，寶山區生態空間布局現狀特征主要包括：寶山區屬于高度城市化地區，建設用地面積占寶山區土地總面積的80.5%，生產空間和生活空間占據主導地位，生態空間占比小[34]；生態空間分布零散，具有一定規模的生態節點較少，且彼此之間連通性較差；在生物多樣性維護方面，雖占據地利優勢，但因過度開發，導致生境破壞，生物多樣性較低[35]；局部工業園區與居住區用地矛盾問題突出[36]。

表1 上海市寶山區生態空間功能單元生態環境問題與主要空間利用沖突Table 1 Ecological environmental problems and spatial utilization conflicts in the ecological space functional units of Baoshan District,Shanghai

表2 上海市寶山區生態空間功能單元發展定位的生態需求Table 2 Ecological requirements for the development of ecological spatial functional units in Baoshan District,Shanghai

圖3 上海市寶山區生態空間功能單元分區示意Fig.3 Ecological spatial function unit zoning in Baoshan District,Shanghai

運用RS、GIS 技術繪制寶山區土地利用現狀圖，并分析區內主要生態空間要素特征（表3）。結合生態紅線劃定成果、各規劃功能區主要生態環境問題和空間利用沖突識別結果，形成寶山區生態空間管控基礎方案（圖4）。

圖4 上海市寶山區生態空間管控基礎方案示意Fig.4 Basic plan of ecological space control in Baoshan District,Shanghai

表3 上海市寶山區生態空間要素主要特征Table 3 Main characteristics of elements within the ecological space of Baoshan District,Shanghai

基礎方案中生態空間總面積為65.74 km2。由于陳行水庫是上海市主要取水口之一，其敏感性、脆弱性及重要性等級均較高。故將其堤壩外側沿線1 km的長江水域及沿線50 m 陸域作為一級生態空間管控區域。

2.2.2 環境現狀分析與空間協調性分析

2.2.2.1 主要生態環境問題

寶山區環境污染問題集中體現在產業結構和能源消費結構方面。因歷史原因寶山區形成了“結構單一、一鋼獨大、一業獨大”的產業結構特征。黑色金屬冶煉及壓延加工業產值長期占據全區工業總產值的60%左右。受產業結構影響，煤炭約占寶山區現狀工業能源消費總量的80%，區內煤煙型污染特征突出，NOx、PM10及PM2.5年均值長期處于超標狀態。寶山區大部分工業廢水排放去向為長江口，對內河水質影響較小。據寶山區2014 年環境統計數據顯示，影響內河水質的主要因素為面源污染，如城鎮地表徑流、生活污水直排、畜禽養殖、種植及水產養殖等。寶山區現狀工業用地存量多，場地內存在土壤污染，治理成本較高，二次開發難度大。多數存量工業用地均涉及鋼鐵、化工等重化工業，存在一定程度的污染累積問題。

2.2.2.2 空間協調性分析

《上海市城市總體規劃（2016—2040 年）》中寶山區空間布局總體呈現“三橫三縱”的形態。其中，“三橫”從南到北依次為：1）蘊藻浜沿岸和外環兩側分布的生態廊道，聯通顧村公園、嘉寶間隔帶、寶山城市工業園區防護帶等節點共同組成；2）沿繞城高速分布的綠色廊道，以及聯通楊行生態間隔帶和嘉寶生態間隔帶；3）寶山工業區南側，沿羅北路分布的200～350 m 寬的生態廊道。“三縱”從東到西依次為：沿寶鋼基地西側廠界規劃的寬度為100～300 m的防護隔離帶；沿潘涇兩岸分布的寬度為300～900 m 的防護隔離帶；沿滬太公路西側分布的嘉寶生態隔離帶。

寶山區“三橫三縱”空間格局總體協調，其優勢在于：提升了蘊藻浜、潘涇等主要河道水體的生態功能；加強了沈巷等大型集中居住區與寶鋼基地之間、羅店集中居住區與寶山工業園區之間、顧村等大型居住區與嘉定區界內工業園區之間、楊行等集中居住區與寶鋼基地之間、大場集中居住區與寶山城市工業園區之間的空間防護隔離；阻斷了寶山工業園區、寶鋼基地、羅店工業區對月浦鎮基本農田地塊的污染風險；改善了大場機場對東側廟行組團的聲環境質量。同時，“三橫三縱”空間格局仍存在進一步優化的可能，具體表現在：1）寶山區生活和生態岸線比例較低，規劃在主要沿河區域規劃了大量的生態綠地，但未明確岸線性質；2）吳淞工業轉型區及其周邊的淞寶地區、楊行地區等區塊生態空間規劃空白，不能滿足吳淞城市中心定位；3）濱江副中心地區生態空間規劃薄弱，不能滿足濱江新城區及濱江副中心城區的定位，需要提升生態空間占比；4）南大、張廟、高境、淞南等主城區生態用地占比較低，有必要進一步提升人居生態服務功能。

2.2.3 生態空間優化方案

由于寶山區現狀景觀斑塊破碎化嚴重，現有生態斑塊數量較少，具有一定規模的斑塊極少，不能滿足生物多樣性維護的需求[37]。因此，需規劃新的生態斑塊作為生態節點。本研究在《上海市城市總體規劃（2016—2040 年）》生態綠地用地布局的基礎上進一步分析比選，確定在生態多樣性維護上具有重要意義的空間位置，篩選（新增）6 處生態節點，包括蘊藻浜以南黃浦江岸線生態節點、寶鋼基地濱江綠化帶、美蘭湖公園、美蘭湖高爾夫球場東側綠化帶、大場鎮北側、淞寶地區濱江生態節點（生態走廊）。

寶山區為高度城市化地區，本次生態廊道的構建主要是在已建成區域開辟新的生態空間作為生態廊道。為此，在充分考慮各項經濟和社會發展要求的基礎上，比選論證生態廊道構建方案的可行性，確定6 處生態廊道，包括北泗塘兩岸生態廊道、蘊藻浜-西泗塘線交匯處綠化帶、南泗塘吳淞工業區段河道生態廊道、蘊藻浜-北泗塘交匯處生態廊道、走馬塘南大河段生態廊道、蘊藻浜西段綠化帶。

生態空間協調生產空間和生活空間的主要方式是通過生態空間的布局隔離生產空間和生活空間，從而起到人居安全防護的作用，其具體表現形式以生態廊道為主[1]。本研究劃定8 處人居安全防護空間：新川沙河兩岸生態廊道、月浦西側防護隔離帶、月浦北側防護隔離帶、江楊南路沿線生態廊道、寶山工業園區內住宅防護隔離帶、地鐵羅南新村站附近沿線綠化帶、泰和污水處理廠地面空間、顧村工業園區防護隔離帶。通過優化、新增城市生態節點、生態廊道、人居安全防護空間，寶山區生態空間優化方案如圖5 所示。

圖5 上海市寶山區生態空間管控優化方案Fig.5 Optimized plan of ecological space control in Baoshan District,Shanghai

2.2.4 生態空間管控建議

2.2.4.1 嚴格依法保護

嚴格執行國家及上海市有關生態環境保護的法律、法規及政策。對于生態紅線內的陳行水源一級保護區及水源二級保護區應嚴格執行《中華人民共和國水污染防治法》及《上海市飲用水水源保護條例》等相關法律、法規及政策；永久基本農田應嚴格執行《中華人民共和國土地管理法》及《基本農田保護條例》（國務院令第257 號）等相關法律、法規及政策；吳淞炮臺灣國家濕地公園等重要濕地區域應嚴格執行《國家濕地公園管理辦法（試行）》（林濕發〔2010〕1 號）等相關法律、法規及政策。其他類別生態空間區域也應嚴格執行相關生態環境保護的法律、法規及政策。

建立和完善與生態紅線保護相關的法規、政策。生態紅線內的建設項目應作為環境影響重大項目管理，依法開展可行性研究、環境影響評價及規劃選址論證。依法建立生態紅線補償制度，將生態紅線補償資金列入財政預算，制定配套的補償辦法，確保生態紅線補償資金用于受補償地區的生態建設與保護工作。

2.2.4.2 強化環境準入管理

建立和完善環境準入要求，規范各類經濟和社會活動，防止造成新的人為生態破壞。一級生態空間管控區原則上禁止任何建設活動；二級生態空間管控區作為限制建設區，在嚴格限制新增建設用地前提下，在機動額度范圍內可按管控要求開展建設活動。但應加強限制建設區的環境準入要求。同時，應加強治理與保護、建設與管理并重，使各項生態環境保護措施與建設工程能夠長期發揮作用，促進生態紅線區域內的生態恢復。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）寶山區優化調整后的生態空間總面積為121.84 km2，占寶山區陸域面積的40.4%。

（2）經過優化，寶山區可實現《上海市城市總體規劃（2016—2040 年）》要求2040 年該區生態用地占陸域面積比例達到40%的目標。

（3）城市規劃環評能夠在城市規劃生態空間的基礎上，從生態環境重大問題、區域環境需求等方面進一步優化生態空間格局，提出具有針對性的管控措施，為我國新型城鎮化推進和生態文明建設提供了有效手段。

3.2 建議

（1）城市規劃環評中生態空間的優化重點在于局地空間重構。高度城市化地區生態空間主要特征表現為空間占比小且分布零散、缺乏形成規模的生態節點且連通性較差、生境質量受到人為因素威脅且生物多樣性較低。因此，城市規劃環評中生態空間的優化和管控重點，應在保護現有重要生態功能區、生態敏感區和其他需要特殊保護的區域的基礎上，進行最大程度的空間重構。然而，由于社會—經濟—自然復合生態系統的特殊性，實現城市空間重構的難度巨大，因而在明確城市生態需求的基礎上開展有針對性的局地空間重構更加適宜。

（2）在分析城市生態需求過程中，建議從宏觀和中觀雙重尺度開展分析。其中，宏觀尺度重點關注城市環境質量達標需求；中觀尺度關注城市在環境質量改善、生態系統服務和功能提升、生態安全保障及人居安全防護等方面的需求。需要注意的是，城市規劃環評中生態空間優化和管控能夠有效解決或在一定程度上緩解中觀尺度生態需求，并且生態系統服務和功能提升需求及人居安全防護需求是高度城市化地區生態需求的重點內容，而實現宏觀層面的環境質量達標需求并不能通過空間管控得以有效解決，生態空間優化和管控僅能起到一定的改善作用。

（3）城市生態空間管控應以生態紅線為基準，并將其作為生態空間布局優化的底線和基礎。其中，生態紅線一級保護區是生態空間的核心區域，建議將其劃定為禁止建設區，原則上禁止任何建設活動；生態紅線二級保護區是生態空間保護的重要區域，建議將其劃為限制建設區，在嚴格限制新增建設用地前提下，在適當范圍內按照管制要求有序開展建設活動。并以維護生態狀況為重點，禁止建設可能導致區域重要生態功能下降的開發活動，控制線性工程、市政基礎設施和獨立型特殊建設項目用地。