“雙碳”目標(biāo)下鄂爾多斯盆地資源開發(fā)生態(tài)空間管控路徑研究

付 樂，遲妍妍，王晶晶，張麗蘋，劉斯洋，張 信，公濱南

（生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100041）

自然資源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和承載要素，同時也是碳源和碳匯的空間載體，資源開發(fā)、利用和管理模式對實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要[1]。在當(dāng)前“雙碳”背景下，將碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，對未來應(yīng)對和減緩氣候變化的自然資源管理模式提出了新的要求[2]。將碳中和目標(biāo)納入空間規(guī)劃和治理中是新時代下自然資源管理領(lǐng)域的突破和創(chuàng)新，對于從基礎(chǔ)層面推動社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義[3]。

近年來，不少學(xué)者對礦產(chǎn)資源開發(fā)利用造成的生態(tài)環(huán)境破壞和區(qū)域碳平衡失調(diào)等問題，以及礦區(qū)空間管控路徑和生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)模式等方面開展了大量研究。吳文盛等[4]從開采規(guī)模、開采階段、開采方式以及油氣開發(fā)等方面具體分析了礦產(chǎn)資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響大小。楊博宇等[5]系統(tǒng)闡述了礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)碳源和碳匯的形成機理，同時提出了損毀土地生態(tài)系統(tǒng)碳排放、復(fù)墾土地生態(tài)系統(tǒng)碳固存及礦區(qū)減排增匯途徑。馬麗等[6]通過采用地理空間分析、多指標(biāo)綜合評價和脅迫耦合分析等方法，將黃河流域46 個礦區(qū)城市劃分為8 個不同類型區(qū)，提出黃河流域礦產(chǎn)資源開發(fā)地區(qū)的管控路徑。李云鵬等[7]研究總結(jié)了礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的演變類型、演變階段及演變過程，提出針對受損礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的3 種修復(fù)模式。生態(tài)空間是指用于自然保護(hù)地、山林保護(hù)、生態(tài)防護(hù)等功能的地域[8]。生態(tài)空間管控致力于實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)，最為通行的方式是對資源與環(huán)境進(jìn)行生態(tài)空間識別并劃分管控單元，提升重點區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的[9-10]。1987—2020 年，我國因煤礦開采產(chǎn)生損毀土地1 800 080 hm2，使區(qū)域碳平衡遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致礦區(qū)碳固存能力下降甚至喪失[5]。在“雙碳”目標(biāo)，以及黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等國家重大戰(zhàn)略背景下，持續(xù)推進(jìn)黃河流域礦山生態(tài)修復(fù)和綠色持續(xù)發(fā)展需要統(tǒng)籌兼顧自然資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，以生態(tài)空間作為載體促進(jìn)能源富集區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)碳增匯，提升生態(tài)系統(tǒng)對于自然資源高質(zhì)量發(fā)展的保障能力，實現(xiàn)自然資源配置對于碳減排、碳中和的核心載體功能，進(jìn)而保障黃河流域國土空間的低碳、可持續(xù)發(fā)展[11]。

鄂爾多斯盆地位于黃河流域中游地區(qū)，是國家“5+1”能源基地之一，對保障國家能源安全具有重要作用[12]。鄂爾多斯盆地自然資源豐富、能源開發(fā)早且生產(chǎn)規(guī)模大，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用在推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也會導(dǎo)致區(qū)域不同程度地出現(xiàn)資源衰竭、環(huán)境污染、生態(tài)破壞與區(qū)域發(fā)展衰退等問題[13-15]。在梳理鄂爾多斯盆地現(xiàn)階段能源生產(chǎn)與消費現(xiàn)狀，以及分析資源開發(fā)面臨的主要問題的基礎(chǔ)上，使用生態(tài)環(huán)境評價與分區(qū)方法，科學(xué)識別區(qū)域生態(tài)空間。以提升區(qū)域碳減排增匯能力為目標(biāo)，提出生態(tài)空間分類分級管控體系，提出差別化管控對策和建議，以期為黃河流域其他區(qū)域資源的低碳開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)流域高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯盆地位于黃河流域中游，北起陰山、大青山，南抵秦嶺，西至賀蘭山、六盤山，東達(dá)呂梁山、太行山，總面積約37×104km2，占黃河流域總面積的29%，是我國第二大沉積盆地[16]。鄂爾多斯盆地橫跨陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和山西省等五個?。▍^(qū)），包括22 個地市和93 個縣區(qū)（圖1）。鄂爾多斯盆地是我國五大綜合能源基地之一，石油、天然氣、煤、鈾礦等能源礦產(chǎn)同盆共存富集。其中，天然氣、煤層氣和煤炭資源探明儲量均居全國首位，儲量分別占全國總量的29%、16%和39%；石油探明儲量居全國第三位（占全國總量的15%），鈾礦資源探明地質(zhì)儲量居全國第一位[17]。鄂爾多斯盆地屬于干旱向半干旱區(qū)過渡地帶，氣候干旱少雨，地面植被稀少，生態(tài)環(huán)境較為脆弱；盆地內(nèi)有毛烏素沙漠、庫布齊沙漠和黃土高原，荒漠化和水土流失問題嚴(yán)重[18]。

2 研究方法與數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究所需的柵格（矢量）數(shù)據(jù)均以陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和山西省等五個?。▍^(qū)）行政邊界下載，再通過鄂爾多斯盆地邊界進(jìn)行裁剪。土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn），是基于美國陸地衛(wèi)星Landsat TM 影像，通過人工目視解譯生成，分辨率為1 km×1 km。植被覆蓋度數(shù)據(jù)來源于美國國家航空航天局（NASA）的MODIS網(wǎng)站（https://modis.gsfc.nasa.gov/data/），通過像元二分法（FVC）模型將衛(wèi)星遙感反演數(shù)據(jù)為16 d 合成的全球歸一化植被指數(shù)（NDVI）產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為植被覆蓋度數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來源于中國地面氣候資料數(shù)據(jù)集（http://cdc.cma.gov.cn/），主要包括氣溫、降水、風(fēng)速等相關(guān)數(shù)據(jù)。土壤數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院南京土壤研究所的中國土壤數(shù)據(jù)庫（http://vdb3.soil.csdb.cn/）。高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站（http://www.gscloud.cn），空間分辨率為30 m×30 m。考慮到鄂爾多斯盆地邊界不是行政邊界，選擇鄂爾多斯市、榆林市、延安市、銅川市、平?jīng)鍪?、吳忠市和慶陽市代表鄂爾多斯盆地。能源數(shù)據(jù)來源于以上地市的統(tǒng)計年鑒（2006—2021 年），水資源數(shù)據(jù)來源于地市每年發(fā)布的水資源公報。

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評價

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值反映某個區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)風(fēng)險抵抗能力，目前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能采用的評價方法主要有模型評價法和NPP 定量指標(biāo)評價法[19]。鄂爾多斯盆地屬于干旱向半干旱區(qū)過渡地帶，依據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定位和自然資源開發(fā)利用過程中出現(xiàn)的生態(tài)問題，選取防風(fēng)固沙、水土保持、固碳釋氧、生物多樣性維護(hù)等四類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)進(jìn)行評價。

1）防風(fēng)固沙功能評價。防風(fēng)固沙是生態(tài)系統(tǒng)通過防風(fēng)、固沙、阻沙，以及對風(fēng)沙土的改良作用等途徑對地表土壤形成保護(hù)，減少風(fēng)蝕輸沙量，以潛在風(fēng)蝕量與實際風(fēng)蝕量的差值作為生態(tài)系統(tǒng)減少風(fēng)蝕的防風(fēng)固沙量，風(fēng)速、降雨、溫度、土壤、地形和植被等因素影響區(qū)域防風(fēng)固沙能力[20]。鄂爾多斯盆地主要是由于風(fēng)蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕，計算公式見式（1）～式（5）。

式中：Ws為防風(fēng)固沙能力指數(shù)，無量綱；NPPm為15 年間植被凈初級生產(chǎn)力平均值，g ×c/m2；B為土壤侵蝕影響因子，t×hm2×h/hm2/MJ/mm；QS為多年氣候侵蝕量平均值，t；C為地表粗糙度影響因子，無量綱；α1、α2為在 σ1、σ2不同高度處的風(fēng)速值，m/s；ATPi為潛在蒸發(fā)量，mm/M；Pi為降水量，mm/M；d為當(dāng)月天數(shù)，d；T為月平均溫度，℃；Si為月平均相對濕度，無量綱。

2）水土保持功能評價。水土保持是生態(tài)系統(tǒng)通過其結(jié)構(gòu)與過程減少由于水蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的作用。將潛在土壤侵蝕量與實際土壤侵蝕量的差值作為生態(tài)系統(tǒng)水土保持重要性的評價指標(biāo)，采用修正自通用水土流失方程（USLE）的水土保持服務(wù)模型[21]。合理安全有效地建造水土保持設(shè)施，保護(hù)植被和水土資源有利于改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，計算見式（6）。

式中：Sa為水土保持能力，t/hm2/a；A為降雨侵蝕因子，MJ×mm/hm2/h/a ；B為土壤侵蝕影響因子，t×hm2×h/hm2/MJ/mm；L為坡長，m；S為坡度，無量綱；Z為植被覆蓋度因子，無量綱。

3）固碳釋氧功能評價。固碳能力即大自然的碳封存能力，綠色植物將CO2轉(zhuǎn)換為O2的過程中，產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力（NPP），體現(xiàn)區(qū)域固碳釋氧的能力[22]。CASA 模型是典型的參數(shù)模型，充分考慮了環(huán)境條件以及植被本身的特征，借助遙感數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)區(qū)域尺度實時動態(tài)估測植被NPP[23]。使用CASA模型計算NPP 來代表植被的固碳釋氧服務(wù)能力。

4）生物多樣性維護(hù)功能評價。生物多樣性維護(hù)是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著維持基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)多樣性的功能，其為生態(tài)系統(tǒng)提供最主要的功能之一，通常采用基于物種的評價方法和基于生境多樣性的評價方法[24]。研究因部分物種分布數(shù)據(jù)不全，故采用生境多樣性評價方法計算生物多樣性維護(hù)能力指數(shù)來表征鄂爾多斯盆地的生物多樣性豐富程度，計算公式見式（7）。

式中：Sbio為生物多樣性維護(hù)能力指數(shù)，無量綱；NPPm為多年植被凈初級生產(chǎn)力平均值，g ×c/m2；Fpre為多年平均降水量，mm；Ftem為多年平均氣溫，℃；Falt為海拔因子，無量綱。

5）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要評價分級。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要評價分級標(biāo)準(zhǔn)采用《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》中的分級標(biāo)準(zhǔn)[25]。通過模型計算，得到不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值柵格圖。在ArcGIS軟件中，運用柵格計算器，輸入公式“Int（[某一要素評估的柵格數(shù)據(jù)]/[某一要素評估的柵格數(shù)據(jù)的最大值]×100）”，得到歸一化后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值柵格數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)屬性表中計算累加服務(wù)功能值。利用重分類工具，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性分為極重要、重要和一般重要（表1）。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估分級Table 1 Grading of ecosystem service function assessment

2.2.2 生態(tài)敏感性評價

鄂爾多斯盆地植被稀少，針對區(qū)域生態(tài)敏感性特征，選擇水土流失和土地沙化作為評價指標(biāo)開展區(qū)域生態(tài)敏感性評價，定量揭示鄂爾多斯盆地生態(tài)敏感性的空間分布特征，表征在人類活動干擾下區(qū)域發(fā)生生態(tài)環(huán)境破壞問題的可能性[25]。

1）水土流失敏感性評價。根據(jù)通用水土流失方程的基本原理，選取降水侵蝕力、土壤可蝕性、坡度坡長和地表植被覆蓋等作為評價指標(biāo)，將反映各因素對水土流失敏感性的單因子評價數(shù)據(jù)，運用ArcGIS 軟件進(jìn)行乘積運算，計算公式見式（8）[23]。

式中：SSi為i空間單元水土流失敏感性指數(shù)，無量綱；Ri為降雨侵蝕力，無量綱；Ki為土壤可蝕性，無量綱；LSi為坡長坡度，無量綱；Ci為地表植被覆蓋度，無量綱。

2）土地沙化敏感性評價。土地沙化主要受氣候干燥程度影響表現(xiàn)為氣候干燥、植物生長困難、地表植被覆蓋度低。干燥氣候減緩了地表土壤形成過程，使地表結(jié)構(gòu)分散，土壤的抗風(fēng)蝕沙漠化能力與土壤水分含量成正比[26]。研究選取干燥指數(shù)、起沙風(fēng)天數(shù)、土壤質(zhì)地、植被覆蓋度等作為土地沙化敏感性評價指標(biāo)，計算公式見式（9）。

式中：Ti為評估范圍內(nèi)的土地沙化能力指數(shù)，無量綱；Li為評估區(qū)域干燥程度，無量綱；Ci為評估區(qū)域的沙風(fēng)天數(shù)，d；Wi為評估區(qū)域的土壤質(zhì)地，無量綱，通過土壤數(shù)據(jù)庫獲??；Pi為評估區(qū)域的植被覆蓋度，無量綱。

3）生態(tài)敏感性評價分級。生態(tài)敏感性評價分級標(biāo)準(zhǔn)采用《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》中的分級標(biāo)準(zhǔn)[25]。利用ArcGIS 軟件得到生態(tài)敏感性評價柵格圖，使用軟件自帶的重分類工具，將生態(tài)敏感性評估結(jié)果分為一般敏感、敏感和極敏感（表2）。

表2 生態(tài)敏感性評估分級Table 2 Grading of ecological sensitivity assessment

2.2.3 綜合評價

1）生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評價。根據(jù)防風(fēng)固沙、水土保持、固碳釋氧、生物多樣性維護(hù)等功能的評價分級結(jié)果，采用析取運算進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評價，計算公式見式（10）。

式中：ES I為生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性評價結(jié)果；ES If為防風(fēng)固沙功能重要性評價結(jié)果；ES Is為水土保持功能重要性評價結(jié)果；ES Ig為固碳釋氧功能重要性評價結(jié)果；ES Iw為生物多樣性維護(hù)功能重要性評價結(jié)果。

2）生態(tài)綜合敏感性評價。根據(jù)水土流失和土地沙化敏感性的評價分級結(jié)果，可以采用析取運算進(jìn)行生態(tài)綜合敏感性評價，計算公式見式（11）。

式中：ES為生態(tài)環(huán)境綜合敏感性評價結(jié)果；ES s為水土流失敏感性評價結(jié)果；ESt為土地沙化敏感性評價結(jié)果。

3 結(jié)果與分析

3.1 資源開發(fā)面臨的主要問題

3.1.1 煤炭生產(chǎn)和消費占比高，低碳減排任務(wù)重

鄂爾多斯盆地能源開發(fā)早、規(guī)模大，為地區(qū)及全國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了源源不斷的動力[27]。圖2 展示了2005—2020 年鄂爾多斯盆地能源生產(chǎn)和消費變化情況。由圖2 可知，2005—2020 年，鄂爾多斯盆地能源生產(chǎn)總量始終呈上升趨勢，增長了約148%，能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)一直以煤炭為主，占比始終保持在70%以上。2020 年，鄂爾多斯盆地能源消費總量約1.43×104t 標(biāo)準(zhǔn)煤，占黃河流域的12%。能源消費結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主，煤炭消費總量占比約80%，高于黃河流域（61%）和全國（56.8%）。盡管近年來風(fēng)、光等新能源的規(guī)模有所擴大，但是高比例的煤炭能源生產(chǎn)、消費體系并未發(fā)生根本性變化。因此，鄂爾多斯盆地要降低化石能源生產(chǎn)、消費比例以實現(xiàn)減排，任務(wù)異常艱巨。

圖2 2005—2020 年鄂爾多斯盆地能源生產(chǎn)和消費變化情況Fig.2 Changes in energy production and consumption in Ordos Basin from 2005 to 2020

3.1.2 水資源開發(fā)利用率高，供需矛盾突出

2020 年，鄂爾多斯盆地水資源總量約2.6×1010m3，占黃河流域水資源總量的32%。地表水開發(fā)利用率達(dá)到37%左右，接近40%的生態(tài)警戒線。煤炭開采耗水量巨大，根據(jù)有關(guān)研究推算[14]，每開采1 t 煤炭將破壞2.54 m3的地下水資源。以鄂爾多斯盆地2020年煤炭開采量（3.4 ×108t）進(jìn)行估算，將破壞8.64× 108m3的地下水資源，占鄂爾多斯盆地地下水資源總量（117 ×108m3）的7%左右。目前，鄂爾多斯盆地仍然存在不少高耗水的煤化工項目，雖然大型企業(yè)循環(huán)用水已初顯成效，但小而散的企業(yè)用水方式仍然較為粗放[28]。

3.1.3 生態(tài)本底敏感脆弱，資源開發(fā)破壞植被

2020 年，鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)類型結(jié)構(gòu)以草地和農(nóng)田為主，面積分別為1.26×105m2和0.57×105m2，占比分別為52.4%和23.8%，其他生態(tài)系統(tǒng)類型面積占比相對較小。從空間上看，草地生態(tài)系統(tǒng)主要分布在鄂爾多斯盆地北部，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)分布在鄂爾多斯盆地中部（圖3）。鄂爾多斯盆地整體植被覆蓋度較低，2020 年平均植被覆蓋度為47.8%，且空間分布差異明顯，整體上南部高于北部（圖4）。盆地中部的黃土高原生態(tài)本底敏感脆弱，水土保持功能極其重要，直接關(guān)系到中下游地區(qū)的防洪安全與生態(tài)安全。近年來，在資源開發(fā)和人類活動的影響下，黃土高原水土流失問題依然嚴(yán)重[29]。鄂爾多斯盆地煤炭儲存富集區(qū)氣候干旱、降雨量少，區(qū)域抗擾動能力差。煤炭規(guī)模開采引起地表沉陷、地面塌陷和裂縫，導(dǎo)致礦區(qū)地下水位大范圍、大幅度疏降。大面積的喬、灌、草等荒漠植被衰敗減少，草場退化，又加速荒漠化進(jìn)程，形成資源與生態(tài)環(huán)境之間的惡性循環(huán)。

圖3 2020 年鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)空間分布Fig.3 Space distribution of ecosystems in Ordos Basin in 2020

圖4 2020 年鄂爾多斯盆地植被覆蓋情況Fig.4 Vegetation cover in Ordos Basin in 2020

3.2 生態(tài)空間識別

3.2.1 生態(tài)空間重要性和敏感性評價

1）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價。鄂爾多斯盆地生態(tài)空間重要性評價的目的在于定量揭示各種類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要程度，明確其不同等級重要性的空間分布。鄂爾多斯盆地四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價如圖5 所示。由圖5 可知，鄂爾多斯盆地的主導(dǎo)生態(tài)功能為防風(fēng)固沙。防風(fēng)固沙生態(tài)功能極重要區(qū)域面積占比30.1%，主要位于盆地北部寧夏回族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)等區(qū)域，主要是由于北部以沙區(qū)為主，毛烏素沙漠和庫布齊沙漠分布其中。生物多樣性保護(hù)功能極重要區(qū)域面積占比19.4%，主要位于盆地西北部的自然保護(hù)區(qū)，重點保護(hù)野生動植物。固碳釋氧能力由植被凈初級生產(chǎn)力（NPP）體現(xiàn)，極重要區(qū)域面積占比11.7%，主要分布在黃河干流兩岸陜西省和山西省境內(nèi)，該區(qū)域植被豐富多樣。水土保持能力極重要區(qū)域面積占比12.8%，主要分布在盆地南部黃土高原，需要重點防治水土流失，保護(hù)、改良與合理利用山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)的水土資源。

圖5 四種生態(tài)功能重要性評價結(jié)果Fig.5 Importance evaluation results of four ecological functions

2）生態(tài)敏感性評價。鄂爾多斯盆地兩種生態(tài)敏感性評價如圖6 所示。由圖6 可知，鄂爾多斯盆地的生態(tài)敏感性評價以水土流失敏感性為主。水土流失極敏感區(qū)域面積占比9.4%，主要位于陜西省和山西省境內(nèi)的黃土高原地帶，與我國水土流失重點治理區(qū)空間上基本一致。土地沙化極敏感區(qū)域面積占比8.0%，集中分布在盆地北部的毛烏素沙漠和庫布齊沙漠，土地荒漠化嚴(yán)重，每年黃河攜帶著大量的泥沙由黃土高原進(jìn)入中原地區(qū)，致使黃河干流在河南開封一帶成為地上“懸河”。

圖6 水土流失和土地沙化敏感性評價結(jié)果Fig.6 Sensitivity evaluation results of soil erosion and land sanding

3）重要性和敏感性綜合評價結(jié)果。鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能極重要區(qū)域面積占比44.4%，主要分布在盆地西北部；重要區(qū)域占比45.4%，主要分布在盆地南部。鄂爾多斯盆地生態(tài)綜合極敏感區(qū)域占比22.6%，集中分布于盆地中部；敏感區(qū)域面積占比為50.6%，分布在盆地西北大部分區(qū)域。圖7展示了鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)域。由圖7 可知，按照生態(tài)系統(tǒng)完整性和連續(xù)性保護(hù)的原則，利用ArcGIS 軟件將鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能極重要區(qū)和生態(tài)綜合極敏感區(qū)進(jìn)行空間疊加分析，得到盆地生態(tài)空間的重要組成部分，即生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)域，面積約1.1 ×105m2，占盆地面積的48.4%。

圖7 鄂爾多斯盆地生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)域Fig.7 Extremely important（sensitive）areas of Ordos Basin ecosystem

3.2.2 重點生態(tài)功能區(qū)和自然保護(hù)區(qū)

根據(jù)《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》，鄂爾多斯盆地有一處國家級重點生態(tài)功能區(qū)，即黃土高原丘陵溝壑水土保持生態(tài)功能區(qū)（圖8），面積約7 ×104m2，占盆地面積的30.4%。該生態(tài)功能區(qū)是黃河流域水土流失重點保護(hù)和治理區(qū)，具有重要的土壤保持能力，對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和黃河下游地區(qū)生態(tài)安全具有重要意義，全部納入生態(tài)空間。鄂爾多斯盆地共有四處國家級自然保護(hù)區(qū)，分別是內(nèi)蒙古西鄂爾多斯國家級自然保護(hù)區(qū)、寧夏靈武白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)、寧夏羅山國家級自然保護(hù)區(qū)和寧夏六盤山國家級自然保護(hù)區(qū)，位于盆地內(nèi)面積分別為1 031 km2、707 km2、191 km2和14 km2，主要保護(hù)對象是珍稀野生動植物及森林生態(tài)系統(tǒng)，全部納入生態(tài)空間。

圖8 重點生態(tài)功能區(qū)和自然保護(hù)區(qū)分布情況Fig.8 Distribution of key ecological function areas and nature reserves

3.2.3 生態(tài)空間劃分

生態(tài)空間是提高資源開發(fā)區(qū)域空間治理水平的重要抓手，落實生態(tài)空間用途分區(qū)和管控要求，提升生態(tài)系統(tǒng)對于自然資源高質(zhì)量發(fā)展的保障能力。鄂爾多斯盆地生態(tài)空間面積約16×104km2，占盆地總面積的69.7%。生態(tài)空間主要包括生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)、國家重點生態(tài)功能區(qū)和國家級自然保護(hù)區(qū)，不同生態(tài)空間類型面積見表3。

表3 生態(tài)空間組成情況Table 3 Composition of ecological space

統(tǒng)籌考慮資源開發(fā)利用空間、資源產(chǎn)能規(guī)模、資源綠色開發(fā)、礦區(qū)土地復(fù)墾和污染物排放管控等因素，充分發(fā)揮配置資源開發(fā)布局對盆地降碳增匯的核心載體功能，因地制宜劃定生態(tài)空間的不同管控單元。圖9 為生態(tài)空間管控單元分布圖。由圖9可知，優(yōu)先保護(hù)單元以國家級自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)保護(hù)極重要區(qū)與國家重點生態(tài)功能區(qū)重疊區(qū)域為主，面積約2.5×104km2，占生態(tài)空間面積的15.6%，主要位于盆地中西部。重點管控單元以國家重點生態(tài)功能區(qū)為主，面積約4.8×104km2，占生態(tài)空間面積的30.0%，主要位于盆地中東部。一般管控單元以生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)為主，面積約8.7×104km2，占生態(tài)空間面積的54.4%，主要位于盆地北部。

3.3 生態(tài)空間管控路徑

3.3.1 優(yōu)先保護(hù)單元穩(wěn)定提升生態(tài)空間質(zhì)量

鄂爾多斯盆地約6.8% 的區(qū)域為生態(tài)空間優(yōu)先保護(hù)單元，主要為國家級自然保護(hù)區(qū)、國家重點生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)域重疊部分，集中分布在黃河干流兩岸和盆地中部區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要和生態(tài)敏感性脆弱，需要嚴(yán)格保護(hù)和監(jiān)管。優(yōu)先保護(hù)單元要落實國土空間管控要求，執(zhí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，嚴(yán)禁新建、擴建高能耗、高污染項目，國家重要規(guī)劃礦區(qū)和能源資源基地需統(tǒng)籌處理好資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系。嚴(yán)格制定用地管理指標(biāo)，將優(yōu)先保護(hù)單元生態(tài)空間作為剛性指標(biāo)并嚴(yán)控此類生態(tài)空間轉(zhuǎn)出，確保生態(tài)系統(tǒng)不被破壞。大力推進(jìn)國土綠化行動，鞏固退耕還林還草成果，擴大林草資源總量。實施森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工程，提升森林生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性以及對氣候變化的抗性和恢復(fù)力。積極應(yīng)對草原退化和荒漠化趨勢，加強草原生態(tài)保護(hù)修復(fù)，提高草原綜合植被蓋度[30]。開展耕地質(zhì)量提升行動，提升土壤有機碳儲量。盆地范圍內(nèi)各地市、區(qū)縣要加大資金投入，爭取黃河流域重點生態(tài)保護(hù)修復(fù)治理資金，全面開展礦區(qū)生態(tài)修復(fù)，統(tǒng)籌制定全生命周期礦山生態(tài)修復(fù)方案，按照“宜林則林、宜草則草”的原則，選擇適應(yīng)性強、生長良好的樹種和草種進(jìn)行造林綠化，改善土壤理化性質(zhì)，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)效益，提高土壤碳截獲能力，增加植物碳儲量。

3.3.2 重點管控單元合理調(diào)控資源開發(fā)強度

重點管控單元占鄂爾多斯盆地總面積的13%，作為鄂爾多斯盆地的資源開發(fā)強度管控區(qū)，主要位于黃土高原丘陵溝壑水土保持生態(tài)功能區(qū)，重點保護(hù)和治理該區(qū)域水土流失和土地沙化。加強限制礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)準(zhǔn)入管理，合理調(diào)控資源開發(fā)強度。強化源頭管理，提高礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的規(guī)劃準(zhǔn)入條件，嚴(yán)格控制采礦權(quán)設(shè)置總量和開采規(guī)模，嚴(yán)守資源利用上線。優(yōu)化礦山開發(fā)規(guī)模與結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格限制開發(fā)總量較小、生態(tài)環(huán)境影響較大、生態(tài)環(huán)境治理能力不足的開發(fā)項目。有效整合礦山企業(yè)，提高大中型礦山比例，集中規(guī)?；_采資源，將綠色發(fā)展理念貫穿礦產(chǎn)資源開發(fā)全過程，開展綠色礦山建設(shè)行動，配套實施生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)工程。在煤炭、石油、天然氣等資源富集地區(qū)集中開發(fā)，建立枯竭礦山和落后企業(yè)淘汰機制，逐步分類整合重組產(chǎn)能不符的資源礦產(chǎn)[31]。推行低碳土地利用理念，使用先進(jìn)技術(shù)手段和管理措施，減少土地占用和損毀，提高土壤質(zhì)地和礦山復(fù)墾，實現(xiàn)礦區(qū)土地利用“低效排放、高額碳匯、最大收益”的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。建立礦山開采全生命周期管理制度，提升創(chuàng)新能力促進(jìn)節(jié)能減排，實現(xiàn)資源的高效開發(fā)與利用，提高礦產(chǎn)資源的綜合利用度。

3.3.3 一般管控單元轉(zhuǎn)型升級能源發(fā)展模式

鄂爾多斯盆地約23.5%的區(qū)域為一般管控單元，主要由生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)組成，集中分布在盆地北部大片區(qū)域。該區(qū)域重點提高礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用水平，以“減煤、穩(wěn)油、增氣、大力發(fā)展可再生能源”為基本思路，探索建設(shè)碳中和示范礦區(qū)引領(lǐng)工程。推廣煤炭清潔化利用、先進(jìn)燃煤發(fā)電、非化石能源開發(fā)利用等技術(shù)，推動重點行業(yè)開展余熱、余壓、節(jié)水、節(jié)材等綜合利用節(jié)能項目，提高煤炭等資源開發(fā)利用效率。健全資源循環(huán)利用體系，優(yōu)化廢棄物資回收模式，推動再生資源規(guī)范化、規(guī)?；?、清潔化利用。積極推進(jìn)鄂爾多斯市地?zé)豳Y源開發(fā)，擴大地?zé)豳Y源利用規(guī)模，科學(xué)開發(fā)高效利用地?zé)豳Y源，發(fā)展以康養(yǎng)、洗浴、度假旅游和供熱為主要服務(wù)方向地?zé)崮荛_發(fā)。充分發(fā)揮鄂爾多斯盆地煤礦區(qū)優(yōu)勢，以煤電為核心，與太陽能發(fā)電、風(fēng)電協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建多能互補的清潔能源系統(tǒng)，將煤礦區(qū)建設(shè)成為地面-井下一體化的風(fēng)、光、電、熱、氣多元協(xié)同的綜合能源基地。

4 結(jié)論

鄂爾多斯盆地是黃河流域以及我國重要的能源基地，是保障國家能源安全的戰(zhàn)略支點。在“雙碳”目標(biāo)、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等國家重大戰(zhàn)略背景下，探討鄂爾多斯盆地資源開發(fā)生態(tài)空間管控路徑具有重要意義。本文分析了鄂爾多斯盆地資源開發(fā)利用現(xiàn)狀以及存在的問題，通過科學(xué)識別生態(tài)空間和劃定管控單元，對不同生態(tài)空間單元提出了差別化的管控策略和要求，主要結(jié)論如下所述。

1）鄂爾多斯盆地現(xiàn)有能源體系中化石能源占比高，2020 年煤炭生產(chǎn)和消費總量占比分別在70%和80%以上，碳減排任務(wù)艱巨。能源生產(chǎn)利用與水資源保護(hù)矛盾突出，2020 年鄂爾多斯盆地地表水開發(fā)利用率接近40%的生態(tài)警戒線。植被覆蓋整體上較低，資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響巨大。

2）鄂爾多斯盆地約69.7% 的區(qū)域為生態(tài)空間，由生態(tài)系統(tǒng)極重要（敏感）區(qū)、國家級自然保護(hù)區(qū)和國家重點生態(tài)功能區(qū)組成。為了促進(jìn)資源開發(fā)區(qū)域生態(tài)保護(hù)精細(xì)化治理和高質(zhì)量發(fā)展，將生態(tài)空間劃分為優(yōu)先保護(hù)單元、重點管控單元和一般管控單元，占生態(tài)空間面積的比例分別為15.6%、30.0%和54.4%。

3）建立了鄂爾多斯盆地生態(tài)空間分級分類管控體系，提出制定差別化管控策略和要求。優(yōu)先保護(hù)單元嚴(yán)禁開采礦產(chǎn)資源和大規(guī)模高強度工業(yè)化開發(fā)活動，實施生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程，提升生態(tài)系統(tǒng)固碳能力。重點管控單元加強限制礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)準(zhǔn)入管理，合理調(diào)控資源開發(fā)強度。一般管控單元以綠色低碳轉(zhuǎn)型升級驅(qū)動生態(tài)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，探索建設(shè)碳中和示范礦區(qū)。