大清河流域生態(tài)適度恢復的安全格局構(gòu)建

諸葛亦斯 ，梁曉旭 ，2，李國強 ，陳一迪 ，3，石浩洋 ，3，聶 睿 ，3，李雙雙

（1.中國水利水電科學研究院水生態(tài)環(huán)境研究所，100038，北京；2.河北大學雄安生態(tài)環(huán)境研究院，071002，保定；3.三峽大學水利與環(huán)境學院，443002，宜昌）

大清河流域地表水資源匱乏，地下水資源長期處于超采狀態(tài)。以2018年為例， 大清河流域總供水量達61.96 億 m3，其中地表水占 14%，地下水占53%，外調(diào)水占24%，其他水源占9%。 大清河流域河流水量不足，導致河道干涸、濕地萎縮，河道水動力過程減弱，自凈能力弱化，水環(huán)境問題突出，加之濫采濫挖等人類活動，河流結(jié)構(gòu)破壞，水土流失嚴重，生境斑塊破碎化，生態(tài)功能無法有效發(fā)揮。

大清河流域生態(tài)、社會背景十分特殊，政治地位極其重要，水資源極度短缺。 大清河流域生態(tài)廊道構(gòu)建，既要打破生態(tài)環(huán)境限制社會發(fā)展的窘迫現(xiàn)狀，也不再一味盲目地犧牲生態(tài)空間謀求經(jīng)濟發(fā)展。 這一背景下，生態(tài)廊道構(gòu)建不能盲目追求全流域生態(tài)完全恢復，而需要探尋水資源與生態(tài)功能相平衡的一種狀態(tài)，實現(xiàn)流域生態(tài)的適度恢復。 因此，探索適度恢復目標下的大清河流域生態(tài)廊道構(gòu)建指標體系，具有重要意義。

一、生態(tài)安全格局構(gòu)建研究方法

生態(tài)安全格局構(gòu)建研究方法包括三部分：生態(tài)區(qū)劃分、生態(tài)源地識別以及廊道構(gòu)建。 技術(shù)路線如圖1 所示。

1. 基于不同指標因子主導性原則的生態(tài)分區(qū)

明確生態(tài)功能退化空間分布及其驅(qū)動力因素， 是生態(tài)修復的前提。只有從區(qū)域角度出發(fā)，采用生態(tài)修復工程與經(jīng)濟社會調(diào)控相結(jié)合的生態(tài)修復調(diào)控手段，才能從根本上解決生態(tài)問題。 分區(qū)指標篩選的合理性是開展科學合理分區(qū)的基礎(chǔ)。 分區(qū)指標選取，應(yīng)盡可能體現(xiàn)區(qū)域特征及其內(nèi)部規(guī)律， 既體現(xiàn)相同性又體現(xiàn)差異性。結(jié)合大清河流域特點， 確定地貌類型、干燥度（蒸發(fā)量/降水量）、人口空間分布以及縣級市行政區(qū)劃圖為生態(tài)分區(qū)具體指標因子，由此確定大清河流域分區(qū)指標體系。

2.借鑒“傘護種”“旗艦種”理論的生態(tài)源斑塊識別

傘護種、 旗艦種是生物學概念，指通過對選取物種的保護，并利用該物種對社會公眾的吸引，達到對其他物種的保護。 比如，李敏等在多物種廊道構(gòu)建上，選擇大熊貓作為旗艦種和傘護種，由此主導建設(shè)廊道，吸引大量保護資源。 結(jié)合前人研究結(jié)論，生態(tài)源選取主要考慮自然濕地、生態(tài)紅線、自然保護區(qū)、森林公園、風景名勝區(qū)等區(qū)域，篩選生態(tài)源斑塊，期望通過對選取生態(tài)源斑塊的生態(tài)保護與修復，實現(xiàn)對全流域生態(tài)修復的輻射。

3.基于MCR 模型的生態(tài)廊道連接

最小累積阻力模型最早于1992年由Knaapen 等提出，指物種從生態(tài)源地出發(fā)到目標源地的運動過程中所需克服的最小累積阻力值。 通常，把生態(tài)服務(wù)功能最高的物種生境區(qū)的阻力值設(shè)為1， 而物種最難或無法穿過的景觀區(qū)域設(shè)為100， 其他景觀類型賦值介于兩者之間。 大多阻力值的設(shè)定是相對主觀的。 考慮河流廊道構(gòu)建，水體阻力不計，將水體阻力值設(shè)為0。 在調(diào)查研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀基礎(chǔ)上， 經(jīng)多位專家打分，確定土地利用類型、人口密度和地形坡度3 個阻力因子權(quán)重，分別為0.8、0.1和0.1，其阻力值如表1 所示。 最后將不同阻力因子的阻力面加權(quán)疊加成綜合景觀阻力面。

表1 各阻力因子阻力值

二、大清河流域生態(tài)安全格局構(gòu)建

1.戰(zhàn)略地位指導生態(tài)定位

結(jié)合太行山特殊地理位置，考慮京津冀協(xié)同發(fā)展的生態(tài)需求，提出大清河流域的戰(zhàn)略地位：一是疏解北京非首都功能的主要承載區(qū)；二是華北地區(qū)連山接海的重要生態(tài)屏障。

大清河流域的戰(zhàn)略地位，對流域生態(tài)定位提出了更高要求。 流域西北部建有太行山綠化工程，水源涵養(yǎng)與水土保持的生態(tài)定位十分重要。 作為北京非首都功能主要承載區(qū)，其開發(fā)利用的生態(tài)定位是大勢所趨。 作為三大洼淀的東淀、 文安洼和賈口洼，大清河流域的防洪責任至關(guān)重大，洪水調(diào)蓄的生態(tài)定位，更是不可置疑。 大清河流域作為連通上游太行山區(qū)與下游濱海濕地、渤海灣之間的承上啟下連接者，生態(tài)屏障這一戰(zhàn)略地位意味著，下游生物多樣性保護的生態(tài)要求。 由此確定大清河流域宏觀尺度上5 個生態(tài)定位：一是水源涵養(yǎng)；二是水土保持； 三是開發(fā)利用； 四是洪水調(diào)蓄；五是生物多樣性保護。

2.基于空間要素分析的景觀格局識別與生態(tài)分區(qū)

大清河流域主要地貌類型為山地和平原，海拔范圍為8～2 741 m，山地和平原之間的過渡帶很短，幾乎直接相交，界線分明，地勢總趨勢西高東低， 平原區(qū)內(nèi)部存在著洼淀地形。流域干燥度南北分異、東西分異都很顯著，干燥度范圍為 0.306～1.992。 相對而言，山區(qū)比較濕潤，平原比較干燥。 大清河流域人口空間分布范圍為63～27 857 人/km2， 從流域人口分布看，中部平原是整個流域人口密度最大的區(qū)域；山區(qū)為流域人口分布最少的區(qū)域。 考慮生態(tài)定位與景觀格局，將流域生態(tài)劃分為5 個區(qū)域，分別為太行山水源涵養(yǎng)生態(tài)區(qū)、山前過渡帶城市生態(tài)區(qū)、 白洋淀國家濕地公園區(qū)、文安洼森林濕地生態(tài)區(qū)與濱海交錯帶濕地生態(tài)區(qū)。

表2 大清河流域適度恢復目標下的空間布局定位

3.生態(tài)源地與生態(tài)廊道

在大清河流域生態(tài)水量完全有保障的情況下識別出10 個生態(tài)源地及14 個生態(tài)廊道。 生態(tài)源地包括太行山敏感區(qū)、王快水庫、西大洋水庫、安格莊水庫、橫山嶺水庫、口頭水庫、龍門水庫、白洋淀、文安洼、渤海灣。生態(tài)廊道類型為河流廊道。

4.大清河流域生態(tài)安全格局構(gòu)建

生態(tài)區(qū)、生態(tài)源地及生態(tài)廊道共同構(gòu)建出大清河流域生態(tài)安全格局。整個流域具有山、水、林、田、淀、海各種生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布特征。 其中“山”指流域西北部太行山區(qū)，“水”指流域內(nèi)復雜的水網(wǎng)系統(tǒng)，“林”指我國六大林業(yè)工程中的重要組成部分太行山綠化工程，“田” 指大量農(nóng)田，“淀”指白洋淀，“海”指渤海灣。

三、格局構(gòu)建探討

構(gòu)建生態(tài)安全格局的目的在于通過合理規(guī)劃生態(tài)用地與建設(shè)用地的布局，緩解經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)保護之間的激烈沖突，從而實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)兩方面的持續(xù)發(fā)展。 近年，流域內(nèi)城鎮(zhèn)化進程加快， 人口密度升高，大清河流域水土資源時空分布極度不均衡， 降水在空間上呈山區(qū)多、山前平原少、 濱海平原多的特征。1956—2016 年， 多年平均降水量較1956—2000 年減少了 9 mm。 極端缺水背景下，大清河流域即使有一系列外流域調(diào)水工程，自然資源稟賦與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾將一直存在。

大清河流域生態(tài)安全格局構(gòu)建應(yīng)該是適度的。 大清河流域生態(tài)水量完全有保障的情況下， 識別出的10個生態(tài)源地、14 條生態(tài)廊道。 嚴重缺水的大清河流域，由于現(xiàn)階段水土資源無法支撐，須恢復廊道而不是恢復整個區(qū)域，只能先把廊道連起來。在生態(tài)廊道構(gòu)建中，須先識別主軸，恢復有條件有潛力的廊道。 因此，大清河流域生態(tài)適度恢復的目標下，共識別出7 個生態(tài)源地、3 條生態(tài)廊道主軸。 結(jié)合現(xiàn)實水土資源情況，生態(tài)定位、生態(tài)區(qū)、生態(tài)源地以及生態(tài)廊道共同構(gòu)建大清河流域適度恢復的生態(tài)安全格局。

生態(tài)廊道系統(tǒng)是流域生態(tài)格局中貫通生態(tài)分區(qū)，具有縱向連續(xù)、橫向拓展和干支交錯的空間特征，實現(xiàn)流域內(nèi)物質(zhì)輸送、能量傳遞、信息傳導和生物遷移的大通道。 流域內(nèi)的水系網(wǎng)絡(luò)貫穿整個格局， 是流域生態(tài)安全的生命線， 既保障平原地區(qū)耕地開發(fā)建設(shè)， 也連接下游環(huán)渤海經(jīng)濟圈，保證經(jīng)濟持續(xù)增長。 通過生態(tài)廊道建設(shè)支撐流域生態(tài)新格局，是破解流域內(nèi)資源環(huán)境稟賦差、經(jīng)濟開發(fā)需求強烈、 保護形勢緊迫嚴峻等復合矛盾的有效手段。 適度恢復目標下， 構(gòu)建大清河三主軸布局及水域、 河岸帶和生態(tài)緩沖帶組成的廊道系統(tǒng)，貫通五大生態(tài)分區(qū)，串聯(lián)十大生態(tài)源，對加快推進“六河五湖”生態(tài)治理與修復，形成上下貫穿、河湖相連、水岸一體的生態(tài)空間具有重要意義。