黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控模式

張令達(dá)，侯全華，段亞瓊

·土地保障與生態(tài)安全·

黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控模式

張令達(dá)，侯全華※，段亞瓊

（長(zhǎng)安大學(xué)建筑學(xué)院，西安 710061）

流域尺度的生態(tài)空間管控是落實(shí)黃土高原地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的重要空間藍(lán)圖，充分體現(xiàn)了中國(guó)生態(tài)空間規(guī)劃與管控思路的轉(zhuǎn)變。該研究為解決黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控低效、無(wú)序開(kāi)發(fā)的難題，通過(guò)梳理國(guó)土空間規(guī)劃下的流域生態(tài)空間管控內(nèi)涵特征，提出了基于生態(tài)水文過(guò)程的流域生態(tài)空間管控研究框架，從要素與分區(qū)兩個(gè)層面構(gòu)建了“水文過(guò)程剛性約束，生態(tài)要素彈性管控”的要素管控模式以及“縱向分層傳導(dǎo)，橫向制約管控”三層雙向的流域生態(tài)空間分區(qū)管控模式。通過(guò)在旬邑三水河流域進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，從“空間結(jié)構(gòu)布局-片區(qū)功能指引-單元指標(biāo)控制”的管控途徑入手，劃分3級(jí)生態(tài)空間分區(qū)，梳理出75條生態(tài)廊道，提出3種村莊類型；同時(shí)確定了三大功能片區(qū)及21個(gè)管控單元；最后以C-04管控單元為例，將土地利用、村莊發(fā)展、景觀格局及水文過(guò)程等控制指標(biāo)及指引策略進(jìn)行整合與落位，可為三水河流域生態(tài)空間修復(fù)與綜合治理提供決策依據(jù)。研究結(jié)果對(duì)黃土高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境改善提供了科學(xué)的方法指引，有利于提高中國(guó)流域尺度下的國(guó)土空間管控的操作性與實(shí)施性。

生態(tài)；流域；分區(qū)；要素；水文；管控模式；黃土高原

0 引 言

隨著國(guó)家工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，以犧牲自然生態(tài)資源為代價(jià)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式導(dǎo)致區(qū)域空間格局失衡、資源利用低效、生態(tài)功能退化，嚴(yán)重影響了國(guó)土空間的高質(zhì)量發(fā)展。因此，在新一輪空間規(guī)劃改革的背景下，科學(xué)的空間管控已成為實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間宏觀調(diào)控和微觀管理的重要手段。2019年5月，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見(jiàn)》（中發(fā)〔2019〕18號(hào)文件，以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）明確提出了“堅(jiān)持山水林田湖草生命共同體理念，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境分區(qū)管治，量水而行，保護(hù)生態(tài)屏障，構(gòu)建生態(tài)廊道和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)”的編制要求，制定了“分級(jí)分類”的總體框架和“約束指標(biāo)+分區(qū)準(zhǔn)入”的管制方式，標(biāo)志著中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)邁向了新階段[1]。

生態(tài)空間一詞始于18世紀(jì)60年代的歐洲，是伴隨著工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)諸多城市問(wèn)題而興起的，直到20世紀(jì)90年代中國(guó)開(kāi)始引入生態(tài)空間的概念，并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)空間關(guān)系進(jìn)行研究，主要包括尺度、空間格局和鑲嵌動(dòng)態(tài)等[2]。隨后生態(tài)安全格局[3]、生態(tài)分區(qū)[4]、生態(tài)廊道[5]和網(wǎng)絡(luò)[6]等概念相繼涌現(xiàn)，并且與空間規(guī)劃相結(jié)合，逐步形成了以空間格局、空間邊界、空間關(guān)系以及管控規(guī)則為主導(dǎo)的生態(tài)空間管控模式[7]。隨著對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃認(rèn)識(shí)的不斷深入，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)生態(tài)空間的研究可分為分區(qū)型[8-10]與要素型[11-12]，整體特點(diǎn)以區(qū)域生態(tài)本底條件為基礎(chǔ)，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)敏感性、災(zāi)害危險(xiǎn)性以及生態(tài)承載力等多個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而劃分生態(tài)空間等級(jí)，預(yù)測(cè)景觀格局和土地資源配置?？梢?jiàn)關(guān)于生態(tài)空間管控的認(rèn)識(shí)不斷深化，越來(lái)越注重綜合性、多元性、差異性和系統(tǒng)性，然而對(duì)于實(shí)施性與操作性的研究較為薄弱，未能構(gòu)建分區(qū)與要素統(tǒng)籌的生態(tài)空間管控體系，難以適應(yīng)復(fù)雜生態(tài)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)區(qū)域不同尺度管控內(nèi)容的空間落位。

黃土高原是“兩屏三帶”國(guó)家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中“黃土高原-川滇生態(tài)屏障”和“北方防沙帶”的重要組成部分[13]，具有獨(dú)特的水文、氣候、地貌特征[14]，是中國(guó)乃至世界上水土流失最嚴(yán)重、面積最大的地區(qū)之一，也是中國(guó)生態(tài)問(wèn)題集中體現(xiàn)的地區(qū)，影響著黃河的生態(tài)安全，長(zhǎng)期制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[15]。這些問(wèn)題“表象在黃河，根源在流域”，需要“堅(jiān)持山水田林湖草的綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理”，以水為脈厘清流域生態(tài)空間格局與過(guò)程的作用機(jī)制。這使得黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控成為保障黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。2019年9月黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)構(gòu)建中國(guó)生態(tài)安全屏障體系具有重要意義[16-17]，為生態(tài)空間管控模式的深入研究帶來(lái)了新契機(jī)，即以自然單元為邊界[18]，以水為介質(zhì)，統(tǒng)籌考慮流域生態(tài)空間格局-過(guò)程的外在表現(xiàn)與內(nèi)在機(jī)制，通過(guò)探尋流域不同時(shí)空尺度上生態(tài)水文過(guò)程及其功能的作用機(jī)制，建立流域尺度下的生態(tài)空間管控模式。當(dāng)前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)流域生態(tài)空間的研究一方面仍是延續(xù)生態(tài)安全格局的相關(guān)理論與方法，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)敏感性相結(jié)合進(jìn)行生態(tài)空間區(qū)劃，從“點(diǎn)、線、面”入手建立生態(tài)安全格局，以保障生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[8-9,18]；另一方面則結(jié)合流域生態(tài)水文特征進(jìn)一步深化了對(duì)流域生態(tài)空間的認(rèn)識(shí)，例如李晶等[19]建立了地形-水文響應(yīng)單元綜合景觀指數(shù)，充分驗(yàn)證了水文過(guò)程在景觀格局中的適用性；張城等[20]構(gòu)建了水供給服務(wù)流動(dòng)模型，模擬渭河流域水安全格局并探尋其主要驅(qū)動(dòng)力。綜上所述，流域生態(tài)空間被賦予了新的內(nèi)涵，不再是通過(guò)傳統(tǒng)的疊加模式優(yōu)化生態(tài)空間結(jié)構(gòu)，而是需要深化對(duì)流域生態(tài)本底的認(rèn)識(shí)，落實(shí)“生態(tài)優(yōu)先”和“底線思維”，基于生態(tài)系統(tǒng)格局與過(guò)程的耦合機(jī)制，建立分區(qū)與要素統(tǒng)籌的空間管控模式。因此，本研究旨在流域生態(tài)水文過(guò)程的基礎(chǔ)上，提出黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控的一般性模式，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性與生態(tài)敏感性相結(jié)合的方法，嘗試建立以保障流域水土保持功能為目標(biāo)的生態(tài)空間分區(qū)管控模式，遵循生態(tài)水文過(guò)程與景觀格局互饋機(jī)制建立生態(tài)空間要素管控模式，促進(jìn)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的穩(wěn)定恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)流域生態(tài)空間管控的多維度、立體式推進(jìn)，以期為流域生態(tài)空間管控方案與管理辦法的制定提供理論與技術(shù)支撐。

1 黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控內(nèi)涵及外延

1.1 國(guó)土空間規(guī)劃背景下流域生態(tài)空間管控

中國(guó)黃河流域的保護(hù)和治理大致經(jīng)歷了洪澇災(zāi)害治理、點(diǎn)源污染和水土流失治理、流域生態(tài)文明建設(shè)三個(gè)階段[21]。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的提出，標(biāo)志著黃河流域的治理已進(jìn)入注重源頭治理、源頭管控的新階段。尤其是在黃土高原地區(qū)，流域生態(tài)空間治理的工作重心已從污染防治的末端治理，逐步轉(zhuǎn)向優(yōu)化空間布局的前端管控[22]，研究重點(diǎn)也從流域?yàn)?zāi)害治理轉(zhuǎn)向了流域生態(tài)環(huán)境空間綜合管控，流域作為基本管控單元進(jìn)行區(qū)域綜合治理已成為黃土高原地區(qū)特色的空間管控方式[23-24]。因此，建立流域生態(tài)空間管控模式是解決黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重要手段。在國(guó)土空間規(guī)劃的推動(dòng)下，面向高質(zhì)量發(fā)展的流域生態(tài)空間管控，是流域?qū)ｍ?xiàng)規(guī)劃的工作基礎(chǔ)，需要對(duì)源自各個(gè)學(xué)科之間不具有通約性的各類知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并綜合考慮[25]，進(jìn)而作為流域生態(tài)空間管控的理論指導(dǎo)。同時(shí)，借鑒主體功能區(qū)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃中的管控經(jīng)驗(yàn)，建立多指標(biāo)要素管控與多層級(jí)分區(qū)管控的模式，支撐流域生態(tài)空間精細(xì)化、差異化的治理需求，從而建立具有前瞻性、科學(xué)性和可實(shí)施性的黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控方法體系（圖1）。

1.2 基于生態(tài)水文過(guò)程的流域生態(tài)空間管控

黃土高原位于黃河中游，處于半濕潤(rùn)-半干旱地區(qū)，降水和植被類型存在明顯的地帶性分布特點(diǎn)，景觀格局與生態(tài)水文過(guò)程具有緊密的聯(lián)系，二者的關(guān)系是研究流域生態(tài)空間綜合治理與管控的紐帶。景觀格局與生態(tài)水文過(guò)程在不同尺度的下的作用結(jié)果存在一定的差異，因此尺度的作用尤為關(guān)鍵。目前，相關(guān)研究的時(shí)間尺度一般在10～30 a，空間尺度一般在坡面和流域上[26]。在流域尺度，景觀格局的變化與水分運(yùn)動(dòng)具有密切的關(guān)系，格局的變化可以調(diào)節(jié)水分在空間上的分配，而水分變化同樣對(duì)景觀格局在宏觀上產(chǎn)生一定的影響[27]。在相互作用關(guān)系中，景觀格局可以理解為土地利用與植被的空間鑲嵌及其時(shí)空變化的表征形式，通過(guò)對(duì)一系列水文要素的影響，進(jìn)而影響產(chǎn)匯流過(guò)程[28]；流域生態(tài)水文過(guò)程是在水文要素時(shí)空格局的基礎(chǔ)上，分析區(qū)域景觀生態(tài)系統(tǒng)和空間異質(zhì)性的演變特征和驅(qū)動(dòng)機(jī)制[29]。生態(tài)水文過(guò)程與景觀格局耦合機(jī)制能夠更加科學(xué)、系統(tǒng)地解釋黃土高原地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)變化過(guò)程，是解決黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控的關(guān)鍵所在。

1.3 黃土高原地區(qū)水文過(guò)程與生態(tài)空間管控耦合框架

綜合上述研究，基于水文過(guò)程的流域生態(tài)空間管控耦合機(jī)制是建立黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控模式的重要基礎(chǔ)。研究將從時(shí)間與空間的維度揭示流域生態(tài)空間格局與過(guò)程的演化機(jī)理，遵循“歷史演變規(guī)律-流域生態(tài)本底特征-多情景模擬預(yù)測(cè)-分區(qū)施策與空間落位”的思路，建立流域水文過(guò)程與生態(tài)空間管控耦合機(jī)制框架，如圖2所示。以流域生態(tài)空間多要素、多過(guò)程、長(zhǎng)時(shí)序演化機(jī)理為主線，首先建立以徑流、降雨、產(chǎn)沙等水文過(guò)程與景觀格局、土地利用、空間結(jié)構(gòu)等生態(tài)空間要素的量化關(guān)系；同時(shí)，從流域水文調(diào)節(jié)、水土保持、水資源承載力等生態(tài)功能與空間格局兩個(gè)方面探尋流域生態(tài)本底特征，構(gòu)建生態(tài)安全格局；以流域生態(tài)系統(tǒng)功能優(yōu)化為目標(biāo)，從“結(jié)構(gòu)-功能-指標(biāo)”三個(gè)層面構(gòu)建多層級(jí)管控路徑，并以圖則的形式實(shí)現(xiàn)流域生態(tài)空間的分區(qū)管控與生態(tài)要素指標(biāo)的空間落位。

2 黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控方法

本研究將立足黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間特征，系統(tǒng)性構(gòu)建國(guó)土空間規(guī)劃體系下的流域生態(tài)空間綜合管控方法體系，從要素與分區(qū)兩個(gè)層面建立長(zhǎng)時(shí)序、多層級(jí)、多尺度的流域生態(tài)空間管控模式，綜合利用生態(tài)保護(hù)紅線、土地利用配置上限、生態(tài)水文保護(hù)底線對(duì)流域生態(tài)空間進(jìn)行精細(xì)化管控。

2.1 “景觀格局-生態(tài)水文-土地利用”協(xié)同的要素管控

深入分析黃土高原地區(qū)流域景觀動(dòng)態(tài)變化和水文過(guò)程之間的聯(lián)系，是解決其生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重要手段。因此，流域尺度下的生態(tài)空間要素管控機(jī)制是從“格局-過(guò)程-功能-尺度”的角度出發(fā)，以土地利用配置為表征形式，分析景觀格局與功能的空間分布特征及其與水文過(guò)程的響應(yīng)關(guān)系（圖3）。具體包括：1）分析流域近10～30a來(lái)景觀格局與水文過(guò)程的量化關(guān)系；2）揭示長(zhǎng)時(shí)間序列下土地利用變化與水文過(guò)程的響應(yīng)機(jī)制；3）通過(guò)比較分析不同情境下的流域土地利用預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合景觀格局與水文過(guò)程的量化關(guān)系，優(yōu)化流域生態(tài)空間資源配置。

2.2 “生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-生態(tài)敏感性”疊加的分區(qū)管控

黃土高原地區(qū)的流域生態(tài)空間分區(qū)管控是在流域生態(tài)水文及地理特征的基礎(chǔ)上，綜合疊加分析生態(tài)服務(wù)功能重要性與生態(tài)敏感性空間格局，從而劃定生態(tài)空間紅線范圍。因此，分區(qū)管控包含兩個(gè)層面，一是以流域生態(tài)空間現(xiàn)狀條件評(píng)估為基礎(chǔ)，針對(duì)黃土高原地區(qū)水土流失、石漠化和土地沙化的生態(tài)問(wèn)題，選取敏感性評(píng)估因子，計(jì)算流域生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果；二是以流域生態(tài)水文功能為主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估，選取符合流域水文特征的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，強(qiáng)調(diào)水源涵養(yǎng)、洪水調(diào)蓄、水質(zhì)凈化、水土保持和生物多樣性保護(hù)等功能，通過(guò)疊加分析得到流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量；最后將生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行疊加分析，將生態(tài)空間分為高-中-低三個(gè)等級(jí)，得出流域生態(tài)空間區(qū)劃結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，識(shí)別重要生態(tài)源地，構(gòu)建流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步穩(wěn)固生態(tài)系統(tǒng)。此外，村莊作為黃土高原地區(qū)重要的人類聚居單元，與流域生態(tài)空間聯(lián)系緊密，通過(guò)生態(tài)空間分區(qū)結(jié)果進(jìn)行村莊分類管控，合理規(guī)劃村莊用地發(fā)展模式，既能協(xié)調(diào)村莊發(fā)展與生態(tài)空間之間的矛盾，同時(shí)也可保障流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。概括來(lái)說(shuō)，流域生態(tài)空間的分區(qū)管控應(yīng)包含“區(qū)劃-網(wǎng)絡(luò)-布點(diǎn)”三個(gè)方面。

2.3 分區(qū)-要素統(tǒng)籌的流域生態(tài)空間管控方法體系

本研究從要素管控與分區(qū)管控兩部分綜合建構(gòu)流域生態(tài)空間管控方法體系。首先是要素管控，分析流域生態(tài)空間的本底條件，將流域地形地貌和水文特征的分析結(jié)果作為管控基礎(chǔ)；分析景觀格局與水文過(guò)程的量化關(guān)系，作為生態(tài)水文過(guò)程保護(hù)的指引依據(jù)；進(jìn)行不同情景下的土地利用預(yù)測(cè)，通過(guò)對(duì)比分析得出適用于流域生態(tài)保護(hù)導(dǎo)向的未來(lái)土地利用配置結(jié)果，作為用地指標(biāo)控制的依據(jù)。其次是分區(qū)管控，從生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)兩個(gè)方面評(píng)估，疊加分析得到流域空間分級(jí)分區(qū)結(jié)果，進(jìn)而構(gòu)建生態(tài)安全格局。最后根據(jù)不同尺度的管控單元，從空間結(jié)構(gòu)、功能指引、指標(biāo)控制提出對(duì)應(yīng)流域生態(tài)空間管控建議及策略，實(shí)現(xiàn)生態(tài)空間管控“落地”機(jī)制（圖4）。

3 黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控模式

3.1 流域生態(tài)空間管控模式

3.1.1 流域生態(tài)空間要素管控

本研究對(duì)于流域生態(tài)空間管控的研究側(cè)重于地表生態(tài)本底保護(hù)，主要以地表徑流為剛性約束條件，以“景觀指數(shù)-地表徑流-土地利用”的協(xié)同關(guān)系為基礎(chǔ)，提出“水文過(guò)程剛性約束，生態(tài)要素彈性管控”協(xié)同的要素管控模式。生態(tài)空間管控的難點(diǎn)在于“量”的空間落位，尤其是目前國(guó)土空間規(guī)劃的多目標(biāo)性和功能的多變性、復(fù)雜性，難以指導(dǎo)流域生態(tài)空間管控。因此，要實(shí)現(xiàn)生態(tài)要素的“落地”管控，前提是厘清生態(tài)空間要素“量”的作用及其關(guān)系（圖5）。主要包含兩個(gè)部分：一是建立地表徑流與景觀指數(shù)的關(guān)系模型，明確能夠有效控制地表徑流的景觀指數(shù)類型；二是進(jìn)行生態(tài)水文保護(hù)導(dǎo)向下的土地利用預(yù)測(cè)，其結(jié)果將作為流域片區(qū)與單元內(nèi)用地指標(biāo)管控的參考依據(jù)。

3.1.2 流域生態(tài)空間分區(qū)管控

通過(guò)建立三層雙向管控機(jī)制，即“縱向分層傳導(dǎo)，橫向制約管控”，將“結(jié)構(gòu)-功能-指標(biāo)”對(duì)應(yīng)落位在流域的三個(gè)尺度中，并且均是以地理單元為范圍界限（圖6）。一是以生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)疊加為基礎(chǔ)，進(jìn)行流域?qū)用娴暮暧^生態(tài)空間結(jié)構(gòu)管控；二是以地形地貌及人類活動(dòng)特征對(duì)流域進(jìn)行功能片區(qū)劃分作為中觀層面的管控；三是以水文分析中的子流域地理單元為最小管控單元進(jìn)行微觀層面的指標(biāo)量化管控。此外，分層傳導(dǎo)同時(shí)包含兩個(gè)方面，一是橫向上延展性，即在流域?qū)用孢M(jìn)行“區(qū)劃（面）-網(wǎng)絡(luò)（線）-布點(diǎn)（點(diǎn)）”的管控模式；二是豎向上的縱深性，即“流域管控-片區(qū)指引-單元控制”的管控模式，實(shí)現(xiàn)立體化的管控操作和差異化的管控策略。橫向制約管控是以不同的空間尺度為約束邊界，采用相對(duì)應(yīng)的管控方法，指導(dǎo)對(duì)應(yīng)尺度的管控內(nèi)容，從而約束不同尺度的管控途徑。

3.2 流域生態(tài)空間管控案例分析

旬邑三水河流域位于東經(jīng)108°13′～108°52′，北緯34°55′～35°32′，屬于黃河流域的三級(jí)支流，地處黃土高原中黃土塬區(qū)與黃土丘陵區(qū)的交錯(cuò)帶，由于水土流失和由此引發(fā)的各類生態(tài)問(wèn)題，致使其原有的生態(tài)本底條件十分脆弱，加之長(zhǎng)期以來(lái)低效的生態(tài)空間管控，嚴(yán)重阻礙了三水河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展。因此，本研究以旬邑三水河流域?yàn)榘咐齾^(qū)，從“流域-片區(qū)-單元”三個(gè)尺度探討流域生態(tài)空間要素與分區(qū)統(tǒng)籌的生態(tài)空間管控模式。

3.2.1 空間結(jié)構(gòu)布局

從“區(qū)劃（面）-網(wǎng)絡(luò)（線）-布點(diǎn)（點(diǎn)）”三個(gè)維度對(duì)整體流域生態(tài)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行管控（圖7）。其中，“區(qū)劃”管控是根據(jù)生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)疊加分析結(jié)果，將整個(gè)三水河流域生態(tài)空間劃分為三個(gè)等級(jí)，其中生態(tài)嚴(yán)格保護(hù)區(qū)面積約為317.34 km2，占總流域面積的23.95%，主要分布在上游山地區(qū)；生態(tài)控制緩沖區(qū)面積約為538.86 km2，占總流域面積的40.74%，主要分布在流域東北及中部地區(qū)；適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)面積為467.35 km2，占比35.31%，主要分布在三水河中下游地區(qū)。

“網(wǎng)絡(luò)”管控是在分區(qū)結(jié)果的基礎(chǔ)上，識(shí)別出核心生態(tài)源地共35個(gè)，梳理出流域潛在生態(tài)廊道75條，包括山體型35條、河流型29條和道路型11條。由于其實(shí)際生態(tài)源地的面積大小和形態(tài)等因素，使得原有的生態(tài)廊道難以形成穩(wěn)定的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)布局，因此通過(guò)增加踏腳石，增設(shè)生態(tài)廊道，建立小環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的環(huán)度和連接度，促進(jìn)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能的多樣化，以更好地發(fā)揮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的水土保持、水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù)功能等。

“布點(diǎn)”管控是通過(guò)分析聚落發(fā)展與生態(tài)空間的協(xié)同與矛盾關(guān)系，豐富生態(tài)空間管控的維度。相對(duì)城鎮(zhèn)而言，村莊基底與生態(tài)空間的關(guān)系較為密切，因此研究主要針對(duì)村莊聚落進(jìn)行分類管控。首先依據(jù)分區(qū)結(jié)果將三水河流域的638個(gè)村莊居民點(diǎn)進(jìn)行分類，其中387個(gè)村莊均勻分布在三水河流域適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，定義為發(fā)展型；169個(gè)村莊在生態(tài)控制緩沖區(qū)內(nèi)，定義為穩(wěn)定型；82個(gè)村莊在生態(tài)嚴(yán)格保護(hù)區(qū)內(nèi)，定義為衰退型。此外，流域生態(tài)廊道與部分村莊建設(shè)用地存在矛盾，主要分布在流域中游及下游地區(qū)，可通過(guò)整合沖突用地，規(guī)劃村莊綠地或是將廢棄耕地轉(zhuǎn)換為林地等方式，與流域生態(tài)廊道相融合，既協(xié)調(diào)了村莊發(fā)展與生態(tài)廊道之間的矛盾，也保障了研究區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3.2.2 片區(qū)功能指引

首先依據(jù)研究區(qū)域相關(guān)規(guī)劃成果和三生空間特征，對(duì)流域生態(tài)空間進(jìn)行片區(qū)劃分，確定主導(dǎo)功能；再根據(jù)水文分析中的子流域劃分結(jié)果，將三水河流域分為21個(gè)子流域單元，即大小不一致但相對(duì)閉合的集水區(qū)，將其作為流域生態(tài)空間最小管控單元。具體內(nèi)容包括：明確管控單元編碼、功能定位、用地規(guī)模等剛性控制要求；對(duì)片區(qū)內(nèi)生態(tài)保護(hù)及開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)提出引導(dǎo)策略；對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出管控要求，引導(dǎo)宜居生活環(huán)境建設(shè)制定彈性引導(dǎo)控制要求（圖8）。

其中生態(tài)保護(hù)保留區(qū)（編碼為A），按照點(diǎn)上開(kāi)發(fā)、面上保護(hù)的原則，嚴(yán)格遵循各級(jí)生態(tài)空間分區(qū)管制要求，確保生態(tài)基底不受破壞，通過(guò)景觀格局優(yōu)化提升水源地生態(tài)空間的穩(wěn)定性；在保護(hù)生態(tài)資源的同時(shí)開(kāi)發(fā)生態(tài)產(chǎn)品，包括合理利用森林公園、紅色革命根據(jù)地等旅游資源以及綠色農(nóng)產(chǎn)品；加強(qiáng)環(huán)保、水利等部門的執(zhí)法力度，鞏固已有生態(tài)保護(hù)成果，嚴(yán)禁開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)。高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)（編碼為B），遵循因地因時(shí)制宜、優(yōu)化用地配置的理念，合理發(fā)展三水河流域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，包括提高人工林地面積，科學(xué)種植經(jīng)濟(jì)林地，改良坡面荒地，增加生態(tài)產(chǎn)品供給；發(fā)展農(nóng)業(yè)旅游的同時(shí)，保障景觀功能的穩(wěn)定性。塬地宜居生活區(qū)（編碼為C），以生態(tài)宜居為主要目標(biāo)，重點(diǎn)解決人居環(huán)境的品質(zhì)問(wèn)題，主要包括以下三個(gè)策略：一是將人口遷出生態(tài)敏感區(qū)，提高防災(zāi)能力；二是集中安置分散人口，配置公共服務(wù)設(shè)施，以減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力；三是改善引水設(shè)施，針對(duì)片區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)功能較低的特征，合理建設(shè)引水工程，解決村民用水與農(nóng)業(yè)灌溉的問(wèn)題。

3.2.3 單元指標(biāo)控制

單元管控是對(duì)不同功能片區(qū)內(nèi)子流域單元的生態(tài)保護(hù)與開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)進(jìn)行細(xì)化指引，將要素管控內(nèi)容落位在21個(gè)管控單元中。主要包括兩個(gè)方面，一是根據(jù)生態(tài)保護(hù)導(dǎo)向下的土地利用預(yù)測(cè)模擬結(jié)果，對(duì)單元內(nèi)的土地利用指標(biāo)進(jìn)行彈性管控；二是依據(jù)景觀格局與水文過(guò)程的協(xié)同關(guān)系約束單元內(nèi)開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)。研究以C-04單元為例進(jìn)行管控實(shí)踐，如圖9所示。

C-04單元位于三水河流域下游塬地宜居生活區(qū)，其中適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)面積為3 348.38 hm2，占比68.36%，生態(tài)控制緩沖區(qū)面積為1 344.51 hm2，占比26.65%，生態(tài)嚴(yán)格保護(hù)區(qū)面積為251.89 hm2，占比4.99%；根據(jù)土地利用預(yù)測(cè)結(jié)果，村莊以發(fā)展型為主，其中建設(shè)用地應(yīng)控制在200.52 hm2，占比3.79%，耕地面積應(yīng)控制在2 714.16 hm2，占比53.80%。單元內(nèi)生態(tài)敏感性較低，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能一般，長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度較深，是年徑流量最大的區(qū)域，其徑流深度約為412.57 mm。因此需要遵循內(nèi)部挖潛，增容不增量的原則，在適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)適度進(jìn)行用地?cái)U(kuò)張，嚴(yán)格控制耕地斑塊面積，適當(dāng)增加林地及草地斑塊聚集度，以穩(wěn)定水源涵養(yǎng)功能，保持土壤肥力，減輕河道污染。

4 討 論

黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控是實(shí)現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。在國(guó)土空間規(guī)劃的語(yǔ)境下，如何統(tǒng)籌要素與分區(qū)成為實(shí)現(xiàn)多要素、多尺度、多維度流域生態(tài)空間管控的重要途徑。基于生態(tài)水文過(guò)程的流域生態(tài)空間管控具有以下六個(gè)特點(diǎn)：一是以流域尺度作為切入點(diǎn)，依據(jù)其層級(jí)性與差異性的自然特征，明確不同尺度的管控目標(biāo)。流域?qū)用媸且陨鷳B(tài)空間分區(qū)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化為主導(dǎo)，片區(qū)層面則以功能指引為主導(dǎo)，單元層面則以指標(biāo)控制為主導(dǎo)。二是以水文過(guò)程為主線，探尋山水林田湖草的時(shí)空演化規(guī)律，揭示流域生態(tài)空間的本底特征，從時(shí)空兩個(gè)維度建立水文過(guò)程與生態(tài)空間管控的耦合框架。三是統(tǒng)籌分區(qū)類與要素類生態(tài)空間管控內(nèi)容，從空間邊界、空間結(jié)構(gòu)、空間功能和要素指標(biāo)等多個(gè)維度建立系統(tǒng)性的管控模式。四是以土地利用配置為紐帶，實(shí)現(xiàn)生態(tài)要素量化分析的空間落位。五是建立縱橫交叉的立體分區(qū)管控模式，強(qiáng)調(diào)生態(tài)空間管控的縱深性與延展性，能夠準(zhǔn)確的定位與調(diào)整生態(tài)空間的管控內(nèi)容。六是制定生態(tài)空間管控導(dǎo)引圖則，將管控內(nèi)容落實(shí)在空間傳導(dǎo)的路徑中，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)的操作性與實(shí)踐性，對(duì)流域生態(tài)空間管控要素的指標(biāo)提出了精細(xì)化控制及建設(shè)引導(dǎo)。

隨著新模式、新技術(shù)、新方法的產(chǎn)生，國(guó)土空間規(guī)劃的深入研究需要多學(xué)科交叉、多源數(shù)據(jù)融合以及多種技術(shù)綜合，才能有效實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域已有成果的實(shí)踐應(yīng)用。本研究建立了適用于黃土高原地區(qū)氣候條件與生態(tài)環(huán)境特征的流域生態(tài)空間管控模式，與傳統(tǒng)的生態(tài)空間管控相比，以流域?yàn)閱卧纳鷳B(tài)空間管控更符合該地域特征及生態(tài)規(guī)律，破除行政邊界壁壘更有利用跨區(qū)域分析生態(tài)要素的變化機(jī)理，圍繞生態(tài)水文過(guò)程建立的流域生態(tài)空間管控模式更符合以水為脈的發(fā)展理念，充分體現(xiàn)了“山水林田湖草”的共生關(guān)系；以自然單元為邊界有利于打破不同學(xué)科之間不可通約性，集成不同領(lǐng)域的相關(guān)理論與技術(shù)方法并與實(shí)際空間規(guī)劃相結(jié)合，可更加科學(xué)地指導(dǎo)黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間的保護(hù)措施，構(gòu)建安全穩(wěn)定的生態(tài)格局。面向流域空間高質(zhì)量發(fā)展的國(guó)土空間規(guī)劃，應(yīng)立足于流域生態(tài)環(huán)境本底的保護(hù)與治理，從操作性與實(shí)施性出發(fā)，建立科學(xué)有效的管控模式，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)邁上新臺(tái)階。

5 結(jié) 論

研究通過(guò)梳理國(guó)土空間規(guī)劃背景下黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控的內(nèi)涵特征，圍繞流域生態(tài)水文過(guò)程建立了要素與分區(qū)統(tǒng)籌的生態(tài)空間管控模式，并以旬邑三水河流域?yàn)槔M(jìn)行了實(shí)踐探索，具體結(jié)論如下：

1）遵循“歷史演變規(guī)律-流域現(xiàn)狀特征-多情景模擬預(yù)測(cè)-分區(qū)施策與空間落位”的思路，構(gòu)建了基于水文過(guò)程的流域生態(tài)空間管控耦合框架；

2）運(yùn)用“景觀格局-水文過(guò)程-土地利用”的協(xié)同關(guān)系制約生態(tài)空間要素，定性分析了其結(jié)果之間的影響關(guān)系，量化控制指標(biāo)，提出了“水文過(guò)程剛性約束，生態(tài)要素彈性管控”的要素管控模式；

3）通過(guò)流域生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的綜合疊加分析，劃定流域生態(tài)空間分區(qū)分級(jí)方案，提出了“縱向分層傳導(dǎo)，橫向制約管控”的分區(qū)管控模式；

4）基于“空間結(jié)構(gòu)布局-片區(qū)功能指引-單元指標(biāo)控制”的管控途徑，并制定了片區(qū)和單元管控導(dǎo)引圖則，主要是以不同的空間尺度為基礎(chǔ)，明確具體的指引策略及控制內(nèi)容；

5）通過(guò)在旬邑三水河流域進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，劃分出了生態(tài)嚴(yán)格保護(hù)區(qū)、生態(tài)控制緩沖區(qū)和適宜建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)三個(gè)等級(jí)分區(qū)；梳理出了75條生態(tài)廊道，構(gòu)建了穩(wěn)定的流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；將流域內(nèi)村莊分為衰退型、穩(wěn)定型以及發(fā)展型三類，提出相應(yīng)的管控措施；制定了片區(qū)與單元兩個(gè)尺度的管控圖則，實(shí)現(xiàn)了流域生態(tài)空間管控內(nèi)容在不同尺度的空間落位。

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Governance pattern of basin ecological space in Loess Plateau of China

Zhang Lingda, Hou Quanhua※, Duan Yaqiong

(,,710061,)

The governance pattern of basin ecological space is an important spatial blueprint to implement high-quality development in the Loess Plateau in China. The rapid economic development at the expense of natural ecological resources has posed a serious threat to the high-quality development of land and space, such as imbalance of spatial pattern, inefficient utilization of resources, and degradation of ecological functions. The Loess Plateau is one of the areas with the most serious soil erosion. There is a long-term impact of soil conservation in the Loess Plateau with the unique hydrology, climate, and geomorphology on the ecological security of the Yellow River, and the sustainable development of regional communities. Therefore, the basin ecological space control model is one of the most important approaches to deal with the ecological and environmental challenges in the Loess Plateau. The concept of ecological space was first introduced into China in the 1990s. The spatial relationship began to draw much attention in the ecosystem, including scale, spatial pattern, and mosaic dynamics. Since then, various concepts have emerged continuously, such as ecological security patterns, ecological zoning, ecological corridors, and ecological networks. Most control models of ecological space were dominated by the spatial pattern, boundary, relationship, and control rules. The ecological space on spatial planning can be used for the regional ecological environment and comprehensive evaluation from multiple dimensions, such as ecological service, sensitivity, carrying capacity, and disaster risk. Two main types can be divided, such as the zoning and element type. The ecological space control has presented much more comprehensive, diversified, different and systematic features in recent years. However, a previous ecological space system failed to realize the zoning and factor coordination suitable for the complex ecological process and the spatial positioning of regional control contents at different scales. A basic paradigm was normally selected to explore the relationship between the ecohydrological process and landscape pattern, due mainly to the climatic and geographical conditions of the Loess Plateau. In this study, a new framework was proposed for the basin ecological space management during the ecohydrological process, considering the connotation and characteristics of basin ecological space control under territorial spatial planning. At the element level, an element control model was established with the coordination of landscape pattern, eco-hydrology, and land use. At the zoning level, a three-layer bidirectional zoning control model was constructed to combine vertically stratified conduction and horizontally restricted control. Taking Sanshui River Basin in Xunyi County as the research area, the zoning control was implemented from “surface, line and point” to construct the ecological security pattern at the basin scale and complete the index control of ecological elements from landscape index and land allocation. Finally, the spatial positioning of control content can be realized in the form of a guide map, particularly for the decision-making in ecological space restoration and comprehensive management. This finding can promote the scientific guidance of ecological space at the river basin scale for a better ecological environment in the Loess Plateau of China.

ecology; basin; zoning; element; eco-hydrology; governance pattern; Loess Plateau

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025

TU984.1

A

1002-6819(2021)-10-0206-08

張令達(dá)，侯全華，段亞瓊. 黃土高原地區(qū)流域生態(tài)空間管控模式[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(10)：206-213.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025 http://www.tcsae.org

Zhang Lingda, Hou Quanhua, Duan Yaqiong. Governance pattern of basin ecological space in Loess Plateau of China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(10): 206-213. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025 http://www.tcsae.org

2020-12-21

2021-04-26

陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2020SF-395）；陜西省社科界2020年度重大理論與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題研究項(xiàng)目（SX-432）；陜西省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重大理論與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題研究項(xiàng)目（2021ND0458）

張令達(dá)，博士生，研究方向?yàn)猷l(xiāng)村三生空間管控。Email：zhangld@chd.edu.cn

侯全華，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)猷l(xiāng)村三生空間管控。Email：houquanhua@chd.edu.cn