新型立体化国土空间功能区划“红线”研究框架

2020-05-12 11:27:59
乡村与城镇建设
乡村与城镇建设
文章摘要: 目前,我国城市化率达到58.52%,意味着中国的城乡空间布局、社会格局和生态格局都将产生深刻变革。国土空间上直接反映在景观空间格局的改变,即各类土地使用功能的转变;在实施上则有赖于各类区域空间边界的划定。

借鉴不同学科体系中对于各自相关边界的概念及研究方法,本文提出基于集成综合法的国土空间功能区划“红线”研究框架。即在城乡国土空间资源配置的基础上,针对不同边界特征,采用生态网络分析、土地评价与立地分析法、逐层细化法等不同方法对生态安全红线、农业安全红线、城镇空间增长边界、防灾安全红线、地下资源安全红线、基础设施安全红线“新六线”进行科学分析和划界,统筹研究、构建有利于城乡生态系统整体服务功能发挥的空间格局及边界“红线”;为国家空间规划研究及实践提供理论和方法。

引言

目前,我国城市化率达到58.52%,意味着中国的城乡空间布局、社会格局和生态格局都将产生深刻变革。国土空间上直接反映在景观空间格局的改变,即各类土地使用功能的转变;在实施上则有赖于各类区域空间边界的划定。

2015年,中央城市工作会议提出:“以主体功能区规划为基础统筹各类空间规划,加强城市规划的科学性和权威性,促进多种规划的融合。”构建一个集城镇与乡村、农业空间(农林牧副渔)与非农空间、陆地与海洋岛屿等于一体的立体化国土空间规划体系已迫在眉睫。2018年3月,国务院设立自然资源部,对自然资源开发利用和保护进行监管,并建立以国土规划为导向的空间规划体系,协调资源保护和经济社会发展的空间格局即将发生变化。

事实上,中国的各个部门有接近83个法定规划序列,各类规划、计划可以说是层出不穷,但恰恰缺少的是各类规划和计划之间的相互协调。究竟将一块空间用地划为城市功能区、生态保护区还是基本农田保护区?城市空间景观格局如何促进城市生态系统服务功能的发挥?城市发展过程中的“韧性”边界与“刚性”边界如何确定?

随着国家部委机构的调整,如何统筹各类国土资源空间配置,并科学划定相应边界以达到实施的目的,是城市生态系统功能效益得以发挥的重要保障,将成为近年来研究的重点和难点。

01相关研究进展

1.1城市空间增长边界(Urban Growth Boundary,UGB)

国外相关研究主要集中在科学精准界定城市规划区范围,界定大都市区发展空间及设定城市空间增长边界所采用的逐层细化法、增长法、排除法、综合法等技术方法等方面。城市空间增长边界的理念于1990年被引入国内,相关研究主要集中在国内外UGB的差异化问题、对城市空间增长边界的解读和划定方法等方面。

城市空间增长边界包含“固化”与“发展”、“永久性”与“暂时性”等双重含义。其中的“永久性”城市增长边界,也往往被称为“刚性”城市增长边界,主要指具有较高自然生态系统服务功能的保护性边界,体现了自然生态承载力,是维护城市生态安全格局的底线,限制了城市发展的终极规模;“暂时性”城市增长边界又被称为“韧性”城市增长边界,反映不同发展时期的城市建设用地增长状况,体现城市增长的阶段性特征。需要按照优化城市内部空间结构、限制城市无序蔓延的原则,结合城市发展的时空特征划定城市的刚性与韧性发展边界。

1.2生态红线

我国生态红线的发展大致分为两个阶段。以2011年《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》的正式出台为分界点,之前为生态红线的萌芽阶段,即区域生态规划中的红线控制区,多以实践研究为主。之后为生态红线的快速发展阶段,生态红线的理论和实践逐渐增多。生态红线的理论研究主要集中在其概念内涵、战略意义、类型划分、制度体系建设、管理控制以及生态红线划分的技术方法和理论等方面。

关于生态红线的具体实践已有10多年的历史,从内容上来说主要有划定的原理、技术方法和指标体系3个方面的研究;从划定对象上主要有城市、海洋、湖泊、岛屿和草原生态红线的划定。主要研究集中在城市生态红线的划定,以自然生态系统为主的生态红线的划定,生态红线与土地利用的研究及生态红线与生态安全格局的研究等方面。

从国外的研究来看,保护区规划、绿色廊道的建设、生态网络的建设等理论和实践方面发展已经相对成熟,主要聚焦在3个方面:(1)如何划定生态保护区域,(2)如何更加有效地评价生态保护地的保护效果,(3)如何构建保护地网络。这些保护方式在保护重点、操作方式等方面不尽相同,但是普遍来说保护对象都是具有重要生态功能或生态敏感的区域。总的来说,国外生态保护研究主要关注生态系统健康和生态敏感性高的各级各类保护地的建立及其保护实践等方面,在一定程度上体现了生态红线的理念。

目前的生态红线划分存在方法过于简单粗放,缺乏科学性,且在空间上多有重叠等问题。量化的模型结构过于简单,主要是基于评价单元本身的各种自然社会经济属性,而很少考虑周边景观要素对其各种生态适宜性的影响,较难反映生态红线区划和单元生态属性评价之间的复杂关系。

如何进行生态功能分级、生态敏感性/脆弱性分级以确定生态功能最重要的区域和生态敏感性最高的区域,是确保生态红线维持该地区生态系统稳定的基础。另外,生态红线所划定的面积和所占全区总面积的比例下限为多少,才能保证区域的生态安全和经济社会可持续发展?生态红线划定的结果也许会与当地发展规划相冲突,如何解决这种矛盾以确保生态保护红线最后的落地?这些都是值得深入思考的问题。

1.3基本农田保护界线

20世纪90年代以来,我国实施了严格的管制制度及措施以加强对优质农田的保护及管理。目前,我国已经形成了包括基本农田保护责任制、基本农田占用审批制、基本农田占补制度等在内的一套完整的基本农田保护制度,保障了国家的粮食安全。

综合国内外的研究文献资料,众多学者从不同的研究视角对农田的保护进行研究,成果丰硕。一是研究的内容不断丰富,最初主要集中在对资源的保护思想上,逐渐扩展到对农田保护政策、农田保护质量以及农田保护空间技术方法的研究上,内容不断地细化和充实;二是不断将不同领域的知识运用于农田保护研究,包括生态景观、计算机图形分析以及经济统计学等;三是研究的空间范围不断扩大,由最初的局部区域试点研究到多地区大范围的研究;四是研究方法不断改进,除了统计学、地理学等传统经典研究方法外,还加入专家系统法、景观指数法以及层次分析法等数学方法,提高研究结果的可行性与可信度。

我国的农田保护研究与划定经历了试点划定、全面规划和高标准农田示范基地建设等阶段,农田的保护取得了显著成效,但是也存在诸多的弊端与问题,主要表现在:对基本农田划定的区域差异以及基本农田入选标准等基本农田划分原理与技术方法的研究比较欠缺,数据库建设方面的许多研究都停留在步骤与概念层面,未能明确具体的划定技术方法;质量等级判定需要结合农用地分等定级成果,在基本农田与农用地质量等级空间数据集成方面的技术方法还比较欠缺。

我国对城市增长边界、生态红线与基本农田保护界线已经有了一定的研究基础,均有理论和方法的参考作用。在借鉴国外的相关方法时,需与中国国情结合,而国内的相关方法则更多地需要考虑具有一定高度和厚度的立体化空间体系,包括城乡、国土、陆海、地上地下、设施、环境、生态、农业农村等综合的国土空间资源。

所以,本文拟采用定性加定量的集成综合法,即综合了逐层细化法、生态网络分析法、“土地评估与立地分析法”等相关研究方法,并采用EPM等基于多目标分析的空间情景模拟,在UGB的基础上深化研究包括UGB在内的功能区划“红线”。

02研究方法及技术路线

2.1研究方法

本文采用集成综合法对国土功能区划红线进行研究。这里的集成综合法是泛指将生态红线、城市增长边界、基本农田保护界线划定的定性、定量方法进行综合考虑,紧密结合城乡各生态系统的服务功能,进行生态安全关键节点(区域)、空间发展关键节点(区域)和生产安全关键节点(区域)判别;以揭示城乡生态系统服务的供给与人类的需求在空间上的耦合关系与匹配关系;相互协调、相互融合,从而科学界定国土空间功能区划界线。

(1)生态安全关键节点(区域)判别,可采用网络分析方法,通过斑块间的距离、斑块的异质性及其景观阻力,判别具备景观多样性、生态系统多样性、物种多样性和基因多样性的生物多样性关键节点(区域);并通过生态承载力和环境容量的量化计算,以判别生态安全关键节点(区域)。

(2)空间发展关键节点(区域)判别,是依据指标表征的社会经济地理现象特征,结合宏观相对效益、效用和协调性评价目标的要求,根据区域特征灵活选择:常规多指标数学合成方法(即数学方法)、DEA模型法、费用效益评价法、相邻性或联系性评价法、结构依存度评价法等方法和模型,通过对世界竞争力、区域带动意义、特色地域开发意义、人口容量、土地投放量、建设总量等多个因素进行分析研究,以判别空间发展关键节点(区域)。

(3)生产安全关键节点(区域)判别,是采用TOPSIS法对基本农田的质量进行排序划分从而确定出优先划入基本农田保护区的耕地,再通过人均基本农田面积测算和粮食生产能力量化判别区域生产安全面积数量,并通过地形坡度、坡向、高程、连片率等能够表征耕地生态质量的指标,构建耕地入选基本农田评价的指标体系,对农业用地进行等级划分,以判别生产安全关键节点(区域)。

2.2技术路线

在城乡国土空间资源配置的基础上,针对不同边界特征,采用生态网络分析、土地评价与立地分析法、逐层细化法等不同方法对生态安全红线、农业安全红线、城镇空间增长边界、防灾安全红线、地下资源安全红线、基础设施安全红线“新六线”进行科学分析和划界,统筹研究和构建有利于城乡生态系统整体服务功能发挥的空间格局及边界“红线”;契合目前“国土空间规划”和“多规合一”的整体战略,将国土空间规划落实到实施和管理层面。

技术路线图

03研究框架

本文所指的国土空间功能区划“红线”是在城乡空间区域范围内,为了协同城乡生态系统服务功能所划定的功能区划并采用相应“红线”界定,以保证生态效益最大化、空间不重叠交叉,从而创建区域生态安全和经济社会协调发展的空间格局,为区域规划、政策制定、管理及实施提供科学技术方法。对应于自然生态系统和人工、半人工生态系统能够提供的可以满足和维持人类生存所需要的条件等城乡生态系统服务功能,具体概括为生态保护、城乡人工设施功能体系发挥和基本食品供应等。

借助我国自然资源部的组建,将原来分属各部门管控的道路红线、城市绿线、蓝线、紫线、黄线、橙线、生态红线、耕地红线等整合起来,从生态自然体系到人居环境体系,从地下资源到上部空间,统筹整个区域的国土空间生态安全格局,可将其划分为生态安全红线、农业安全红线、城镇空间增长边界、防灾安全红线、基础设施安全红线、地下资源安全红线“新六线”。

新型国土空间功能区划“红线”一览表

打破常规的条块划分,在城乡生态系统服务功能整体发挥的理论和框架下,探索“多规融合”的科学、理性方法。其中主要的“三线”研究策略如下。

3.1生态红线研究策略

以生态系统服务功能研究为基础。空间上,从生态功能重要性、生态环境敏感性、生态风险程度等3个方面构建生态保护网络,以确定生态廊道、生态安全关键节点(区域)、自然生态保护地等生态安全格局组分的空间分布;数量上,从生态承载力研究的角度确定一定空间区域范围内生态红线最小面积。从空间和数量上确保重点生态功能区、生物多样性区、生态环境敏感区和脆弱区等区域的严格管控,以维护生态安全格局、保障生态系统功能的有效发挥。

3.2农业安全红线研究策略

以生态系统服务价值、地形坡度、坡向、海拔高度、土壤类型、土壤侵蚀模数、地质灾害率、水质检测、连片度等能够表征耕地生态质量的指标,构建耕地入选基本农田评价的指标体系,提出基本农田划定综合评价方法。结合生态物质流的研究,综合空间形态与生态安全、生态承载力等因素,借助GIS平台的空间数据处理,结合农、果园、畜牧、水产等产业,进行各指标定量化分析与耕地质量综合指数测算。在此基础上确定时空配置方案,从而划定农业安全红线。

3.3城镇空间增长边界研究策略

综合考虑增长压力、增长外溢的可能性、基础设施容量和未来供应能力,到不同等级服务中心的距离,到高速公路、铁路、主要城市道路的距离等城镇增长的驱动因子,开展包括自然资源承载力、水资源承载力、生态承载力、基础设施承载力、公共服务设施承载力等各类承载力的综合评价。运用CA模型等模拟和预测城乡发展趋势,模拟不同发展状态下的城市扩张情景及环境影响结果,为城镇增长边界的划定提供科学依据。然后结合生态红线和基本农田保护界线的划定结果、自然和历史界限,最终确定城镇增长边界。

以上6条功能区划“红线”的划定并非各自划界,而是综合考虑城镇功能区、生态功能区和农业功能区增长与约束、需求与供给、动力与阻力之间的相互平衡,依据增长边界的时效性划分类型。划定“刚性”边界,即永久性的警戒性城镇增长边界(永不开发的城镇生态安全底线);“韧性”边界,即随城镇增长进行调整的为满足城镇未来扩展需求而预留的空间增长边界。

04结论与讨论

4.1结论

本文借鉴了不同学科体系中对于各自相关边界的研究,整合其研究方法,采用集成综合法对国土空间功能区划“红线”进行研究,统筹研究和构建有利于城乡生态系统整体服务功能的边界“红线”;契合目前国家“多规合一”的整体策略。

4.1.1基于立体化全域思想的理性空间规划体系创新

本次框架研究试图打破以往各自为政而庞杂的空间规划体系,站在区域整体保护与发展的角度,综合考虑自然、人文、经济和战略的限制因素,通过生态安全、空间发展和生产安全关键节点(区域)的判别,进行城乡全域国土空间资源立体化地配置。在现行的国家功能区划“红线”(生态红线、城市增长边界、基本农田保护界线)的基础上,提出“生态安全红线、农业安全红线、防灾安全红线、城镇增长边界”等新“红线”,优于以往各部门各自为政、仅从本学科角度甚至感性认识而划定的功能分区,为区域生态系统管理、生态保护和空间规划体系构建提供崭新的思路。

4.1.2科学空间规划方法创新

针对我国各类空间规划缺乏科学性、权威性和连续性等问题,本文的研究框架借鉴了新兴边缘学科的最新成果并加以发展,通过城乡生态系统服务功能的整体、有效发挥,将生态系统服务功能落实到具体三维空间上,将景观生态学的相关研究方法运用于较为复杂的城镇生态系统研究中,旨在从一个全新的角度,全面审视城乡生态系统可持续发展面临的生态系统服务问题,以推动学科的发展。

4.2讨论

我国以自然资源部统筹的国土空间规划,未来将势必打破长期以来由各部门划定空间规划的条块划分格局,形成综合考虑各功能布局的新型国土空间规划,引领未来空间规划的方向,也会出现更多新情况、新态势。本文仅仅提出了新形势下的新的研究框架,在此框架下的各类功能区划“红线”的划定,需要更进一步研究。

信息化软件服务网 - 助力数字中国建设 | 责编:莎莉
文明上网,理性发言!请遵守新闻评论服务协议
评论