全生命周期視角下流域國土空間生態保護修復研究

摘要：研究目的：基于全生命周期理念，結合流域生態系統典型特征，提出流域國土空間生態保護修復基本體系、重點任務、實施難點、解決途徑及亟待研究方向，為流域國土綜合治理提供參考。研究方法：文獻綜述法，邏輯推理法。研究結果：（1）流域國土空間生態保護修復應以水為核心開展，全生命周期視角下可分為“識水—治水—管水”三個修復階段。（2）流域國土空間生態保護修復重點任務在于以水梯度為基礎開展流域生態系統特征與脅迫識別，以水連通為主線開展“山水林田湖草沙”系統修復以及以水健康為重點實施修復成效評估及可持續監管。（3）生態脅迫的復雜性、修復模式的精準性以及跨區域協同管理的困難性為流域生態修復實施帶來了困難。（4）提升流域生態系統監測的精度和廣度，注重多要素、多層級協同的修復目標與模式制定，構建生態修復跨區域全周期協同機制等舉措可為解決生態修復難點提供可行路徑。研究結論：從“識水—治水—管水”全生命周期視角實施流域國土空間生態保護修復，可為流域國土綜合治理提供科學借鑒。

關鍵詞：生態修復；全生命周期；流域；基本體系；實施難點

中圖分類號：F301.2 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8158（2024）05-0021-08

基金項目：國家自然科學基金（71804168）。

習近平在2023年7月召開的全國生態環境保護大會上強調“要堅持山水林田湖草沙一體化保護和系統治理，構建從山頂到海洋的保護治理大格局”。國土空間生態保護修復作為國土綜合治理的核心內容，是維護生態平衡、提升生態環境質量、保障國家生態安全的重要手段[1]。流域通常包含有山地、森林、濕地、草地等多類生態系統，是“山水林田湖草沙”生命共同體的典型區域，也是關系到國土空間生態保護修復戰略成敗的關鍵區域[2-3]。在建設美麗中國的關鍵時期，如何系統開展流域國土空間生態保護修復，提升流域國土空間治理能力，對推動生態文明建設及中國式現代化發展具有重大意義。

學者們圍繞國土空間生態修復的理論內涵、技術與方法、效應評估、法治保障、模式構建等內容已開展了富有成效的研究。國土空間生態修復的本質可以理解為修復不平衡的人地關系，“修”的是人與自然不和諧的相處方式，“復”的是生態系統退化或受損的結構、過程、功能及服務[4]。可利用電路模型、InVEST模型等識別生態修復的關鍵區域[5-6]，以及基于景觀“格局—過程—服務—可持續”的范式[7]和“立地條件、主導功能、生態脅迫”等角度開展生態修復布局和區域劃分[8-10]。可采用植被恢復、土壤修復、水體修復、生物修復等技術體系實施生態修復工程[11-13]，利用大數據等手段開展生態修復動態監測[14]，從多區域、多尺度[15]開展生態修復成效評估及生態保護預警[16]，并從游憩導向[17]與“斑塊廊帶網絡一體化”等視角提出了國土空間生態修復模式[18-19]以及生態修復策略制定方法[20]。此外，還以空間有序和多元共治為主線構建法律制度體制，提出以人為本的修復管控策略[21-22]和適應性管理策略[23]，為國土空間生態修復提供法治保障[24]。隨著生態文明建設的不斷深入，國土空間生態修復也從單一要素整治向全要素綜合治理轉型，從單一過程監管向全周期監管轉型[25-26]。流域作為擁有“山水林田湖草沙”多要素的典型區域，對其進行全生命周期國土空間生態保護修復意義重大，不僅可有效維持流域生態系統的系統性和完整性，還可為其他地區開展國土空間生態保護修復提供示范樣板。

流域是以河湖水系為基底的完整生態系統，具有水流量梯度性及其對應的生態環境梯度性[27]，山地、森林、濕地、草地等生態系統均圍繞水資源梯度分布，因此“水”是流域國土空間生態保護修復的核心要素[2，27]。這也是流域區別于其他區域開展國土空間生態保護修復的典型特征[27]。水的自然流通形成了流域的河源、上游、中游、下游和河口等多個區域，不同區域又對應著多類型的生態系統、多樣化的人類活動以及多維度的生態—社會交互關系，為流域國土空間生態保護修復帶來了巨大挑戰。而以流域為單元進行生態保護修復，可以更好地順應自然規律，并確保山水林田湖草沙生命共同體的聯系不被割裂，更具系統性和科學性[28]。近年來，學者們圍繞流域國土空間生態保護修復的規劃要點和理論認知[2]、修復分區[9，29]、生態安全格局[30]、體制保障[31]以及生態—經濟協同治理體系[3]等方面開展了系列研究。而如何結合流域國土生態系統的典型特征，實施流域國土生態全生命周期保護修復及管理，推動實現國土空間生態保護修復的系統性、完整性、原真性，保障國土生態系統的可持續性，已成為流域國土空間治理亟待解決的現實問題。但目前關于此類研究尚不多見，難以為流域國土空間生態保護修復提供精準性和科學性指導。

鑒于此，本文以“水”這一流域的核心要素為基礎，結合國土空間生態保護修復的全生命周期過程，構建“識水—治水—管水”的流域國土空間生態全生命周期保護修復的基本體系，以水的生態過程串聯起“山水林田湖草沙”開展系統保護修復，并剖析各階段的實施重點、難點和解決路徑，提出亟待研究的方向。旨在為流域國土空間生態保護修復提供科學依據和實踐指南，為流域國土綜合治理提供科學參考，并助力生態文明建設和人與自然和諧發展。

1 流域國土空間全生命周期生態保護修復的基本體系

全生命周期的國土空間生態保護修復強調從生態系統受損的階段開始，經歷自然恢復和人工干預修復的過程，直至生態系統恢復健康并實現自我維持。從《山水林田湖草生態保護修復工程指南（試行）》以及各級國土空間生態修復規劃指南或技術指南中發現，國土空間生態保護修復一般具有現狀調查、問題識別、目標制定、規劃設計、工程施工、成效評估、監測維護等多項流程[32-33]，形成了“修復前調查評估—修復中規劃施工—修復后監測維護”的國土空間生態保護修復全生命周期特征[4，34]。我國第二部流域法律《中華人民共和國黃河保護法》中明確要求：“堅持以水為核心、河為紐帶、流域為基礎，全方位貫徹以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，把水資源作為最大的剛性約束。”這體現了水在流域治理中的重要法律地位。流域生態系統具有一個核心和兩個特點，即以水為核心以及梯度性和連通性兩個典型特點。其中梯度性是指水流量的梯度性，及與之對應的地理條件、生態環境和社會經濟水平的梯度性；連通性是指以水的流通性串聯起了“山水林田湖草沙”多類生態系統。鑒于此，從國土生態保護修復的全生命周期視角來看，流域國土空間生態保護修復可基于“識水—治水—管水”的基本體系來展開（圖1）。其中，“識水”階段主要以水梯度為基礎開展流域生態系統特征與脅迫識別，解決流域國土生態系統典型特征和脅迫有什么的問題。“治水”階段主要以水連通為主線開展“山水林田湖草沙”系統修復，解決流域生態保護修復如何開展的問題。“管水”階段主要以水健康為重點實施修復成效評估及監測維護，解決流域生態保護修復如何監管的問題。

國土空間生態修復的目標是為了人類福祉的提升[4]。“識水—治水—管水”全生命周期流域生態保護修復實施過程中，應圍繞水這一核心，綜合考慮流域“山水林田湖草沙”全自然要素和人類社會經濟發展的供需關系，聚焦提升人類福祉這一目標，以水資源節約利用、水環境綜合治理和水生態保護修復等為抓手，統籌實施流域上中下游水資源、水環境、水生態協同治理和山水林田湖草沙全要素系統修復，提升流域生態系統服務價值，優化生態安全格局，促進人類福祉提升和人與自然和諧發展。

2 流域國土空間全生命周期生態保護修復的重點任務

2.1 識水：以水梯度為基礎開展流域生態系統特征與脅迫識別

流域不僅是自然資源的匯聚地，也是承載人類社會經濟和文化發展的重要空間。水的流動性連通了流域內部的自然、經濟、社會及文化等多方面要素，塑造出了流域特有的多元復合發展格局。在流域生態系統特征與脅迫識別中，應當以水資源為核心，基于河源、上游、中游、下游和河口等不同水流量梯度規律，全面剖析流域的生態本底、生態功能及社會文化演變特征。具體而言，針對不同水流量梯度區域，首先，要綜合運用大數據、云計算、無人機等先進技術，輔以實地考察、訪談和資料分析，全面識別氣候、地形、水文、土壤、植被等自然地理特征，評估流域內水源涵養、洪水調控、水土保持、生物多樣性保護、休閑娛樂、碳固定和氧氣釋放、風沙防治等生態系統服務功能特征，并分析自然資源權屬、社會經濟發展、人類活動的范圍與強度等人文特征。其次，綜合考慮不同水梯度下的內部資源條件和外界環境因素，從自然地理條件、物種構成、生態系統結構和功能等方面，對流域生態系統進行SWOT分析，識別主要生態脅迫問題，為生態修復實施墊定基礎。

2.2 治水：以水連通為主線開展“山水林田湖草沙”系統修復

《山水林田湖草生態保護修復工程指南（試行）》提出，要全面貫徹山水林田湖草全要素綜合治理，注重自然地理單元的連續性、完整性以及物種棲息地間的連通性。水文連通性作為流域的關鍵特征，將“山水林田湖草沙”眾多生態系統以水為紐帶緊密聯結，對于物質交換、能量流動以及生態系統的演變至關重要。以水文連通性為核心的流域“山水林田湖草沙”系統修復，首先，要立足于增強流域水生態系統服務，綜合考慮消除生態壓力、優化生態空間布局、確保生態網絡暢通和提高生態系統質量等因素，制訂系統修復的總體目標。其次，以湖泊、水庫及支流系統為基礎，結合現狀調研、問題分析及修復目標，將流域劃分為核心保護區、緩沖修復區和可持續利用區等多個生態修復單元，因地制宜制定保護、自然恢復、輔助再生或生態重建等修復方式。最后，分區有序推進生態系統修復工程，建立以水環境和水生態為核心，涵蓋水源涵養、水土保持、植被覆蓋、生物多樣性保護、土壤環境質量和固碳效應等多個層面的生態修復過程監測指標體系，并通過衛星遙感、無人機航測及實地調查等手段，對生態保護修復工程進行全程動態監測。

2.3 管水：以水健康為重點實施修復成效評估及可持續監管

水健康可分為狹義和廣義兩個層面，狹義上主要指水體自身的礦物質含量、有機物、硬度、酸堿值、色度等指標所反映的水質狀態。廣義的水健康則包括水流所影響的山地、森林、草地、濕地、湖泊等環境及生態系統的整體狀況，強調水資源主導下的綜合生態系統健康。水的健康程度直接關系到整個流域生態系統的可持續發展，因此，從水健康的廣義角度開展流域生態修復成效評估和可持續監管十分必要。首先，建立以水生態健康為中心的評估體系，涵蓋生態功能、環境質量、生態面積保護、生物多樣性、植被覆蓋率、生態連通性和人為干擾等多個維度，采用定量和定性相結合的方法評估流域生態修復成效。其次，構建流域生態修復“識水—治水—管水”不同階段的修復成效監測體系、風險識別體系和應急管理體系，利用GIS、大數據、云計算等技術建立數據共享信息平臺，輔以跨區域協同的全生命周期生態修復政策保障體系，實現流域國土空間生態修復成效動態監測與持續維護，推動生態修復效應可持續發展。

3 流域國土空間全生命周期生態保護修復的難點

3.1 識水階段：面向人類福祉提升的流域生態系統脅迫評估

中共十九大報告中明確指出，建設生態文明是關乎人類福祉的千年大計。國土空間生態修復是推進生態文明建設的重大舉措。人類福祉又有物質、經濟等客觀福祉以及滿意度、幸福感等主觀福祉之分。流域歷來是人類文明的搖籃，流域內自然資源的分布不均、差異化的利益主體需求，使得流域的人地關系呈現出多維耦合特征，圍繞水梯度分布的多樣化生態系統服務與人類主觀、客觀多層福祉之間形成了復雜的供需關系，同時也帶來了氣候變化、環境污染等系列生態脅迫問題，阻礙著人類福祉提升。如何基于人類福祉提升的目標，針對流域內部復雜的人地關系開展“要素—格局—過程—服務—福祉”級聯框架下的生態系統服務脅迫識別及評估，是精確實施流域國土空間生態修復的基礎。

3.2 治水階段：供需協調下的生態修復目標制定與修復模式選擇

流域生態系統服務往往存在社會需求和生態供給的空間錯位性[27]。由于自然資源稟賦和社會經濟發展水平的差異，流域生態系統服務的需求集中于下游地區，而生態系統服務的富集區則主要分布于中上游地區。這種空間錯位又進一步加劇了經濟發展與生態環境保護之間的矛盾，中下游地區的經濟發展壓力導致了過度的土地開墾、水資源利用以及污染物排放，破壞了生態系統的穩定性和功能。此外，農戶、企業等生態服務主體對生態修復在認知、意愿和行為上也存在錯位性，對生態服務有深刻認知且注重持續收益的農村精英和企業更傾向于參與生態修復。面對流域不同區域國土生態系統服務的供需空間錯位和主體錯位問題，如何結合流域生態本底及生態功能現狀，從精準性和可持續性的角度確定生態修復目標并構建合適的修復模式，是關系到流域國土空間生態修復成效和生態系統服務供需協調發展的關鍵。

3.3 管水階段：生態修復成效的跨區域協同監管

流域往往面積大、范圍廣并跨越多個行政、生態或經濟區域，生態系統的邊界與行政邊界往往是不一致的，從而引發了跨區域管理的現實問題。邊界的不協調導致管理責任和權力的分散，加大了區域間協調與合作的難度，并阻礙了對流域生態系統的全面治理。地方政府和利益相關方在不同行政區域內可能追求各自的經濟和社會發展目標，從而產生利益沖突。此外，各行政區的管理機構和體制可能差異較大，導致信息不對稱、共享不及時、規劃銜接不暢和政策執行不一致，阻礙了流域生態系統整體性管理和連續性保護。流域國土空間生態修復工作強調系統性和完整性，特別是在后期管水階段，跨區域和跨部門的協同監管與維護，以及應急響應體制機制，都關乎生態修復效果的可持續性。因此，打破行政、生態或經濟區域的壁壘，暢通生態網絡，優化生態安全格局，實行跨區域協同監管，是確保生態修復效果可持續性的重要前提。

4 流域國土空間全生命周期生態保護修復難點的解決途徑

4.1 識水階段：提升流域生態系統監測的精度和廣度

流域內部的復雜地形和生態系統多樣性增加了對其生態演化特征分析的難度，為了準確揭示這些演化特性及其背后的機制，有必要提高流域生態系統監測的精度和廣度。一方面，充分運用高精度遙感技術、無人機航測、大數據分析、人工智能和云計算等現代信息技術，實現對流域生態系統的規模、植被狀況、水土流失和生物多樣性等關鍵生態要素的多區域、多時段和多層面監測，以確保斑塊、廊道、基質等生態要素演化分析得到更細致的數據支持。另一方面，不斷擴展監測范圍，從宏觀的生態系統面積監測到微觀的水質和微生物監測，建立多層次的監測網絡，創建內容詳實的監測數據庫，為準確識別流域生態特征與脅迫問題提供更全面的數據保障。

4.2 治水階段：注重多要素、多層級協同確定保護修復目標與模式

“山水林田湖草沙生命共同體”理念要求流域國土空間生態修復要轉變單一要素、單獨修復的觀念，從全要素修復的整體視角出發，對流域國土空間實施系統修復，實現國土空間生態修復的系統性、整體性[35-36]。生態修復往往存在重建、整治與保護等多層級共存的情形[37]，多層級修復又存在時間動態性、空間異質性和尺度關聯性，修復過程中可能難以同時實現各要素、各層級最優，因此，需要綜合權衡生態修復的需求、技術、成本等約束，尋求多層級、多要素協同提升的次優解[4]。即在流域國土生態保護修復的過程中，并不一味強調單層級、單要素修復效益的最大化，而是多層級、多要素協同效益的最大化。并基于此，針對流域不同區域生態系統的典型特征，確定合理的修復目標，構建適宜的修復模式，以實現整體修復效益的最大化。

4.3 管水階段：構建生態保護修復的跨區域全周期協同機制

針對流域范圍和行政邊界往往不一致的問題，建立跨區域的流域國土空間生態保護修復全周期協同機制尤為重要。從區域協同和供需協調的角度出發，有必要破解行政、生態和經濟區域的壁壘，全面建立以數據共享機制、協同規劃機制、技術合作機制、動態監測機制和定期評估機制為核心的跨區域全周期協同機制，從而實現流域國土空間的系統修復和可持續管理。具體而言，數據共享機制應注重上下游區域的生態保護修復大數據共享，以掌握全域信息的動態變化；協調規劃機制強調流域整體規劃的一張藍圖，以實現統一管控；技術合作機制則關注工程技術的協調實施和污染的協同修復，避免造成二次污染；動態監測機制和定期評估機制則強調對全域全生命周期的修復過程、成效的監管、評估和優化。

5 流域國土空間全生命周期生態保護修復亟待研究的方向

為進一步明確流域國土生態系統在人地復雜影響下的演化特征，推動整個流域生態系統服務供需協調發展，保障流域國土空間生態修復全生命周期科學監管及順利實施，在修復的各個階段仍存在一些關鍵問題亟待研究解決（圖2）。

5.1 識水階段：人地耦合視角下流域生態系統退化形成機制

自然生態系統和人類社會系統的耦合作用是國土空間演化的重要驅動力，人地耦合視角下流域生態系統退化研究是綜合治理的基礎前提[38]。剖析不同發展階段和不同地區的人類活動特征以及生態環境特征，識別人地系統要素的動態演化特征，判斷人類活動和生態環境的耦合發展過程，理清兩者之間的協調關系。明確流域生態系統的主要風險源和生態服務功能的退化類別，從自然因素和人為因素等方面識別流域生態系統退化的影響因素。闡明各類因素對不同類別生態服務退化情況的影響路徑，揭示人地耦合視角下流域生態系統退化的形成機制，提出生態系統退化的改善途徑，推動流域國土空間內人地的均衡發展。

5.2 治水階段：不同流域區域的國土空間生態保護修復模式構建

構建科學合理的國土空間生態修復模式是保障修復成效的關鍵。針對流域內河源、上游、中游、下游以及河口等各個區域，開展生態系統服務價值全面評估，從生態系統類型、價值呈現及社會經濟效應等方面辨識其在時空分布上的差異情況。結合上述退化形成機制分析，定量識別生態系統服務影響因素的現實效用。結合不同流域區域生態系統保護和社會經濟發展的現實需求，對比分析不同區域生態系統服務供需錯位程度，挖掘問題存在的深層次原因。從調查識別、規劃設計、工程技術、監測評估等多方面構建差異化的國土空間生態保護修復模式，以精準開展國土空間生態保護修復，保障流域國土空間生態保護修復效益最大化。

5.3 管水階段：流域全周期生態風險監測預警與應急響應機制

流域生態環境受到多重因素的交互影響，生態修復完成后生態風險仍存在較大不確定性。構建基于現代信息技術的流域生態環境監測網絡和生態風險識別體系，對流域不同區段可能發生的自然災害（如洪水、干旱、泥石流等）和人為活動（如工業污染、城市化、農業活動等）引起的生態風險進行全面識別。開發流域生態風險評估模型，評估各種風險的可能性及其潛在影響，確定風險等級；開發預警系統，實現多層級生態風險的實時預警。構建流域生態風險應急響應體制機制，包括應急組織架構、資源調配、應急措施、撤離路線、救援隊伍等，并制定恢復與重建計劃，使受影響的生態系統盡快恢復到正常狀態。

5.4 全生命階段：流域國土空間生態保護修復全周期政策保障體系

在國家層面，探索構建宏觀法律法規和調控政策體系，明確流域國土空間生態保護修復的目標、原則和政策導向，規定生態保護修復的技術標準和操作規程，確保生態保護修復活動科學合理。在地方層面，根據國家政策，構建各省、自治區、直轄市具體的生態保護修復規劃和實施方案，探索建立生態保護修復工作實施及管理機制。在流域層面，探索建立流域協同管理機制，負責統籌協調流域內的生態保護修復工作，并制定流域生態保護修復規劃和方案，推動流域生態保護修復的整體實施。公眾參與層面，探索建立公眾聽證會、社區議事會等機制，征求公眾對生態保護修復工作的意見和建議，提升公眾參與度。

6 結論

流域國土空間生態保護的關鍵在于如何基于“水”這一核心，全面推進“山水林田湖草沙”系統保護。本文依托全生命周期理念，構建了以“識水—治水—管水”為主線的流域國土空間生態保護修復基本體系，并闡述了各階段的重點任務、難點、解決路徑以及未來研究的方向，形成了一套適用于流域的國土空間生態保護修復理論和方法體系，為流域國土綜合治理提供科學參考。在識水階段，強調以水資源梯度分析為手段，識別流域生態系統的特性和潛在風險；治水階段，應以水系聯通性為核心，統籌“山水林田湖草沙”元素的系統性修復；管水階段，聚焦于水生態健康，進行修復效果評估和持續監督。實施過程中，面臨的生態脅迫評估、修復模式精準性以及區域間協同管理的難點，可嘗試通過提高監測技術的準確性和覆蓋范圍，強化多要素、多層次協同，以及建立區域間全周期協同機制等措施來應對。本文基于流域國土空間生態系統的典型特征，對修復實施的重要任務、難點和解決措施等進行了探討，但對于如何依據河源、上游、中游、下游和河口等不同區域的特定生態環境條件，形成更為精確的流域國土空間生態保護修復體系，仍需進一步深化研究。

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Ecological Protection and Restoration of Watershed Territories from a Whole Lifecycle Perspective

XIANG Jingwei1，2

（1. School of Public Administration， China University of Geosciences（Wuhan）， Wuhan 430074， China；2. College of Urban and Environmental Sciences， Peking University， Beijing 100871， China）

Abstract： The purpose of this study is to develop a foundational framework for the ecological protection and restoration of watershed territories to identify key tasks， address implementation challenges， propose solutions， and outline the promising research directions based on the lifecycle concept and the distinctive characteristics of watershed ecosystems， serving as a reference for integrated river basin management. The research methods include literature review and logical analysis. The research results show that ecological restoration ought to be centered on water and can be delineated into three phases， namely， recognizing， treating and managing water， from a lifecycle perspective. The key tasks include the identification of watershed ecosystem characteristics and challenges， guided by water gradients， and the restoration of the interconnected “mountains， rivers， forests， fields， lakes， grasslands and sands” system， with an emphasis on water health for assessment and sustainable management. The complex ecological challenges， the precision of restoration mode and the difficulties of cross-regional collaborative management impede watershed ecological protection and restoration efforts. However， by enhancing the accuracy and extent of monitoring， emphasizing the multi-factor， multi-level coordination of the restoration objectives and models， and establishing a comprehensive， cross-regional cooperation mechanism for ecological protection and restoration， the viable strategies for effectively addressing restoration challenges are offered. In conclusion， implementing ecological restoration through a lifecycle approach of “recognizing， treating， and managing water” can serve as a scientific paradigm for the comprehensive management of watershed territories.

Key words： ecological restoration； whole lifecycle； watershed； fundamental framework； implementation difficulty

（本文責編：張冰松）