白中科,周 偉,王金滿,趙中秋,曹銀貴,周 妍
(1.中國地質大學(北京)土地科學技術學院,北京 100083;2.自然資源部土地整治重點實驗室,北京 100035; 3.自然資源部國土整治中心,北京 100035)
長期以來,生態系統改變使得人類福祉和經濟發展得到了實質性進展,但其代價是生態系統諸多服務功能的退化、非線性變化風險的增加。2010—2015年,中國就有13.03萬km2生態系統面積發生了變化。隨著全球經濟快速發展,區域生態問題日益凸顯,亟需進行綜合整治[1-2]。據估計,如果沒有生態系統提供的17種服務功能,或者生態系統受到破壞,人類每年需要用折合人民幣33萬億元的資金來補償和修復它所帶來的損失,相當于全球各國GDP總和的1.8倍,這足以說明生態系統價值和重要性[3]。
早在20世紀80年代,任美鍔先生就國土整治與地理學關系進行了論述[4];馬世俊、吳傳鈞、陳傳康、黃秉維、侯學煜、熊毅、趙其國、周立三、石山、吳中倫、高萬里等先生就調整和加強國土整治機構、編制全國性的國土整治規劃、進行國土資源詳查、制定綜合性的國土法規等戰略性對策進行思考和呼吁[5-11],關君蔚先生提出了生態控制系統工程思想并運用到生態建設中[12];夏方舟等綜述了中國國土綜合整治近40年的階段演進與發展變化[13];鄖文聚等分析了過去40年中國土地利用類型變化及其在保障國家糧食安全、支持經濟增長、促進社會進步、造成生態環境影響等方面的累積效應[14]。農業、水利、國土、林業、采礦和交通等部門也先后實施過一系列與國土空間生態保護修復相關的工程,如20世紀60年代提出的“以中大流域為骨干、小流域為單元實施的山水田林路渠綜合治理”、1979年的“三北”防護林工程、1989年長江上游防護林體系建設與水土流失綜合治理、1997年開始的黃河上中游水土流失區重點防治工程、1999年實施的退耕還林還草工程、2002年開始的京津風沙源治理工程等,對維護國家生態安全發揮了重要作用,為全面推進新時期國土空間生態修復積累了經驗。但這些工程普遍存在對象單一、多頭獨立推進、相互間統籌規劃不夠、工程銜接不足等問題,未將國土空間作為完整的生態系統來考慮,沒有實現真正意義上的“整體保護、系統修復、綜合治理”。
辯證分析1949年新中國成立以來的經濟地理格局變化是進行國土空間“整體保護、系統修復、綜合治理”的基礎,其表現的特征有正負兩個方面:數量增長優于質量提升,眼前效果先于長遠效益,短期經濟收益顯著、長遠綜合效益常被忽略,局部事業比整體事業成效更顯著,部門行業管理比系統統籌管理更成熟。這些特征導致影響中國經濟地理格局演變的動力機制出現許多偏差[15]。這些問題如果得不到解決,將極大地削減人類后代從生態系統所獲取的惠益。要逆轉生態系統服務退化的趨勢,又要滿足人類不斷增長的對生態系統服務的需求,就必須在政策、機構和實踐方面進行一系列重大調整。
就建立新的土地系統觀而言,郭仁忠先生認為,土地系統至少有三個特點:要素的綜合性、空間的連續性、時間的持續性。而政府管理的現實是:管理事權的部門化、空間區域的政區化、行政管理的屆次化。政府管理的現實和土地系統的三個特點具有異構性,構成三對矛盾。所以土地問題要超越行政區劃的范圍去討論,才更科學、更符合發展的需要[16]。
鑒于此,筆者試從科學到政策層面論述國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”,為控制國土空間開發強度、優化空間結構、提升生態系統服務功能提供科學依據。
中國國土面積的65%是山地、丘陵或高原,33%是干旱地區或荒漠地區,70%每年受到季風氣候的影響,55%不適宜人類的生活和生產,35%受到土壤侵蝕和沙漠化的影響,30%的耕地屬于pH值小于5的酸性土壤,20%的耕地存在不同程度鹽漬化或次生鹽漬化,17%構成了全球的世界屋脊,世界大陸平均海拔高度830 m,中國陸地平均海拔1 495 m,是世界均值的1.8倍[17-18]。據《全國主體功能區規劃》,中度以上生態脆弱區域占全國陸地國土空間的55%,其中極度脆弱區域占9.7%,重度脆弱區域占19.8%,中度脆弱區域占25.5%,國土空間呈現先天脆弱性。
中國與國土面積大于750萬km2的俄羅斯、加拿大、美國、巴西、澳大利亞相比,年均化肥使用量(565.30 kg/hm2)比其他5國的平均值(94.42 kg/hm2)高4.98倍,谷物平均產量(5.90 t/hm2)比其他5國的平均值(4.08 t/hm2)僅高1.44倍,而平均每千克化肥的生產力(15.26 kg)僅為其他5國平均值(44.42 kg)的1/3[17-18]。究其原因,除與施肥、灌溉等農業活動操作技術相關外,國土空間的先天脆弱性是重要原因。
中國鐵路、公路、礦產、能源資源開發等生產建設項目對生態系統擾動劇烈。例如,1949—2017年期間,鐵路運營里程數由2.18萬km提升到12.70萬km;鐵路網密度由22.71 km/萬km2提升到132.29 km/萬km2;公路運營里程數由8.08萬km提升到477.35萬km;原煤年生產量由65.94百萬t提升到34.98億t;原煤年消費量由42.90百萬t提升到35.20億t;原油年生產量由0.44萬t激增到1.91億t;原油年消費由3.00百萬t激增到6.1億t;天然氣年生產量由24億m3激增到1 457.59億m3;天然氣年消費量由0.1億m3激增到2 386億m3[19-20]。
生產建設活動加劇了國土空間生態用地的占用和破壞。據《全國主體功能區規劃》,2010年,直接損毀地表面積在5 hm2以上的礦產開發點約5.26萬個,分布于全國1 774個縣(市、區),在25個國家重點生態功能區中24個有礦產開采,占全國礦區總面積的15.5%。2015年,采礦場面積0.88萬km2,較2010年增長44%。加之鐵路、公路、磚瓦窯、大型水利水電等生產建設以及自然災毀等原因,至2015年累計損毀土地約1 000萬hm2;預計至2020年、2030年累積損毀土地分別約1 200萬hm2、1 733萬hm2[21-22]。
中國城市和區域發展跨越了發達國家百年以上的歷程,城鎮化水平由1978年的17.92%(貧困國家的水準)達到2017年的58.52%(中等發達國家的行列)。就其增長、發展格局變化幅度而言,如果按照半個世紀作為時間尺度,再加上500—1 000萬km2的地域范圍,很難舉出比中國過去40年經濟地理格局發生的變化還要顯著的先例[15]。
生態承載能力的維系與提升直接關系整個生態域的可持續發展,過快的經濟社會發展常導致資源環境子系統的巨大破壞,從而影響生態與經濟的協調與可持續發展[1]。據《全國主體功能區規劃》,2010—2015年間,城鎮生態系統面積由25.42萬km2增至29.47萬km2,增加15.9%。方創琳等[23]研究表明,2006—2030年的25年間中國城市化水平每提高1%所消耗的水量、所占用的建設用地、所耗費的能源分別是1980—2005年的1.88倍、3.45倍和2.89倍[22]。中國城鎮化水平戰略目標2030年要達到70%,未來城市化進程將面臨日益嚴重的資源與能源環境壓力。
鄉村是具有自然、社會、經濟特征的地域綜合體,兼具生產、生活、生態、文化等多重功能,與城鎮互促互進、共生共存,共同構成人類活動的主要空間。鄉村生態空間是具有自然屬性、以提供生態產品或生態服務為主體功能的國土空間。中國仍處于并將長期處于社會主義初級階段的特征很大程度上體現于鄉村。因此,鄉村振興和新型城鎮化雙輪驅動,統籌城鄉國土空間開發格局,優化鄉村生產生活生態空間,分類推進鄉村振興,延續人和自然有機融合的鄉村空間關系,是解決新時代中國社會主要矛盾、實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興中國夢的必然要求[24]。
長期以來,國家在履行部門指導、協調、監督工作職責時,生態要素分設在不同管理機構,存在管理體制不健全、全社會共同監督機制不完善、生態監測監控網絡不統一、生態大數據集成應用未建立等突出問題,以致難以準確監測中國重要生態區域生態環境狀況,也不便及時發現和控制重大生態破壞和環境污染行為,直接影響生態系統的復合功能與可持續利用。相悖案例反思如下:
世界上僅有的三塊黑土平原是美洲的密西西比平原(約120萬km2)、歐洲的烏克蘭平原(約190萬km2)、亞洲的東北平原(約103萬km2)。國外兩大黑土區相繼發生過破壞性極強的“黑風暴”。1928年“黑風暴”幾乎席卷了烏克蘭整個地區,一些地方的土層被毀壞了5~12 cm,最嚴重的達20 cm以上。1934年的一場“黑風暴”卷走美洲的密西西比平原3億m3黑土,當年小麥減產51億kg。中國“北大荒”變成“北大倉”,是國家重要商品糧基地。然而,“北大倉”面臨的尷尬就是其所能驕傲與自豪的黑土地越來越少,黑土層厚度已由1950年的50~70 cm降到2010年的20~40 cm。
究其退化原因,一是缺乏對黑土的科學認知。從土壤發生學原理考慮黑土的形成過程就不難發現:黑土是溫帶半濕潤(或濕潤)季風氣候森林草甸或草原化草甸植被下形成的自然土壤。二是主管部門因“糧食安全”壓力,長期輸出大于投入、種植制度單一、高強度翻耕、水蝕風蝕嚴重等現代集約化農作制度用養脫節所造成,大自然無情地向人們開出了巨額“罰單”——“林草休養而生”的黑土可能“因糧而退”,甚至喪失產糧功能。改善的思路還是要從黑土形成的原理上找答案:強化腐殖化、抑制礦質化。國外兩大黑土區曾投入大量人力、物力和財力,圍繞合理規劃土地和建立科學耕作制度等開展研究,營造農田防護林,采取保土輪作、套種、少耕、免耕等方法,已見成效。中國《全國農業可持續發展規劃(2015—2030年)》已對東北典型黑土地提出“實施保護性耕作、推行糧豆輪作”的對策,但應長期跟蹤監測其演變的效應[21]。
中國鹽堿地廣布西北、東北、華北及濱海地區在內的17個省區。長期以來,鹽堿地作為重要的耕地后備資源,開發成效顯著,但也不乏失敗案例:一是改良了流域內某一片區鹽堿地卻引發了另一片區土地鹽漬化;二是改良片區重返鹽堿。近年來東北地區又出現通過開采地下水種植水稻來改良利用鹽堿地、西北地區用咸水灌溉改良鹽堿地甚至發展“海水稻”的熱潮。國內專家李保國給相關部門建議:(1)鹽堿地和咸水在干旱區和沿海地區的分布有其自然規律,與山地、沙漠、戈壁一樣,是一種自然現象或生態系統,咸水的形成也是一種水文地質過程,是不可更新的資源;(2)任何農作物的生長需要吸收消耗很多的淡水量,絕大部分植物只吸水不吸鹽,即使鹽生植物,也只吸收極少量的鹽,鹽堿地進行農業開發利用,必須有充足的淡水資源或降水量;(3)中國內陸的東北、華北、西北,特別是西北地區,如果利用咸水資源開發鹽堿地,咸水資源被利用完后,土壤會更加鹽漬化甚至變成鹽漠,這會在短時間內造成極大的生態災難。內陸地區嚴禁開發地下水進行水稻種植改良鹽堿地,尤其是西北地區水資源已過度開發利用,應優先保護這個地區脆弱的自然生態系統,以免發生短期的小規模改良利用而帶來永久的大規模生態災難。
以上這種現象的出現,一是科學認知問題,尚未認知到某一片區自然形成的鹽堿地正是為了維護另一片區土壤不發生鹽漬化的生態功能;二是注重化學改良的短期效應,忽視了地球化學的決定作用,堵塞了鹽分的天然運行通道;三是單方面重視了耕地建設、忽視了地下水的生態功能,顧此失彼。這種具有長期生態影響的鹽堿地開發利用問題,首先應從流域角度進行鹽堿地可開發的片區與須保留的片區的空間布局,其次才是改良問題[21]。
河漫灘是位于河床主槽一側或兩側的灘地。多年來,一些山區、丘陵區農民自發地在河漫灘上進行小規模土地開發,利用較高的地下水位和河流進行灌溉,就地解決缺糧少菜問題。因地塊面積小,尚未影響河道正常行洪與居住安全,洪水時被淹沒,水退后又出露地面,適當修整后繼續使用。而國家近20年來投資的土地開發整理項目,不乏有選在河漫灘上的,少則幾十公頃、多則上千公頃。
大面積的地形改造,雖增加了耕地面積,但尚未系統考慮所在流域的匯水面積,有的也無匹配的河流改道工程,不僅影響了汛期河岸兩側居民的生存安全,而且已開發的耕地在雨季極易受損,若恰逢五十年一遇甚至百年一遇的暴雨,整體工程受損[21]。這種在前期河漫灘開發耕地選址缺乏充分的科學論證,盲目在河漫灘上大造農田的現象,造成后期水利部門與國土部門因尚未處理好“耕地增補”與“行洪安全”的矛盾發生爭執,又不得不拆除新造農田地面配套設施的典型案例,是以往部門行業分頭管理的弊端所致。
工礦用地直接損毀好似有界,但生態環境影響卻難以確界。據《全國土壤污染狀況調查公報》,工礦業等人為活動是造成土壤污染或超標的主要原因。在調查的690家重污染企業用地及周邊的5 846個土壤點位中,超標點位占36.3%;在調查的81塊工業廢棄地的775個土壤點位中,超標點位占34.9%;在調查的146家工業園區的2 523個土壤點位中,超標點位占29.4%;在調查的188處固體廢物處理處置場地的1 351個土壤點位中,超標點位占21.3%;在調查的13個采油區的494個土壤點位中,超標點位占23.6%;在調查的70個礦區的1 672個土壤點位中,超標點位占33.4%;在調查的267條干線公路兩側的1 578個土壤點位中,超標點位占20.3%。
目前中國有10萬多個礦山,納入全國綠色礦山名錄進行公告的礦山僅607家。固體廢棄物堆放場有幾十萬處,礦山損毀土地點—線—面—網擴展達數千萬畝。這些損毀的土地若得不到及時復墾,將會對周邊環境造成巨大威脅,尤其是金屬礦山。因高質量的農田大都分布在低洼平地,其周邊常又分布著若干個礦山,暴雨期污染物會隨著地面徑流或地下水遷移轉化,嚴重污染農田。農田一旦污染,修復成本極高,有的只能被動改變土地利用用途、降低土地功能。這種一邊劃定基本農田保護區或一邊投資巨額造地,卻因礦山廢棄土地得不到及時復墾又造成劃定的基本農田或新造地受到污染的典型案例,也是以往環保、國土、水利等部門行業分頭管理的弊端所致[21-22]。
水是影響陸生植被或生態系統平衡與演化的控制性因子。水最多的時候表現為濕地的格局,濕地的水分減少了則退化為森林生態系統,森林生態系統的水分再減少則退化為草原生態系統,草原生態系統的水再減少則退化為荒漠生態系統,反之亦然。荒漠生態系統隨著水分的逐漸增多可不斷演化[3]。
防沙治沙是中國重要的生態建設任務之一。50多年來,沙漠治理研究成果豐碩,有效支撐了中國防沙治沙工程建設,相關案例有成功的也有失敗的。成功案例之一是楊文斌團隊近十年創新的“營造植樹占地15%~25%、空留75%~85%的土地為植被自然修復帶的固沙林”的低覆蓋度治沙體系,從理論上充分考慮了植被防沙治沙的生態用水和自然修復,具有調節濕潤年與干旱年水分補給不均衡作用,緩解了“卡脖子”干旱導致的衰敗死亡的現象[25-26]。這一重大科技進步對持續控制固定沙丘退化為半固定沙丘、半固定沙丘再次退化為流動沙丘具有重要的實踐指導意義。失敗的案例是尚未充分考慮生物氣候帶特征,造成后期固沙不可持續,例如由于當時認知水平有限,“三北防護林楊樹”大面積死亡;還有不少利用人工灌溉營造大片森林甚至園藝性景觀的工程,尚未從水土耦合角度考慮人工固沙林應該是一種“長壽命生物沙障”,造成人力、物力和財力的浪費。
農業面源污染已成為河流和湖泊氮、磷污染的重要污染源。水體中過量的氮、磷等營養物質會導致水體的水質下降,產生富營養化問題,危害水生態系統健康[27]。農業面源污染是美國河流和湖泊污染的第一大污染源,導致約40%的河流和湖泊水質不達標,歐洲國家由于農業面源污染而排放的磷占地表水污染總負荷的24%~71%,中國的農業面源污染造成的水體氮、磷富營養化也顯著超過來自城市的生活點源污染和工業點源污染[28]。據《第一次全國污染源普查公報》顯示,農業污染源(包括種植業、畜禽和水產養殖)是總氮、總磷的主要來源,其排放量分別為2.7×106t和2.84×105t,占排放總量的57.2%和67.4%,COD排放量為1.32×107t,占總量的43.7%。近30年來,中國25個被調查典型湖泊中有80%湖泊水體富營養化水平有所上升,農業面源污染已成為江蘇、云南和東北3個地區湖泊營養物的最主要來源[29]。這與中國水土流失面廣、農田化肥施用量大、人畜糞便入河多有關。
王浩先生認為,人類過去面臨的水問題主要是供水不足、洪災澇災以及水土流失、河道淤積等,解決方案單純依靠自然水循環過程進行調控。而現在的水問題,一是規模過大、資源有限、用水效率不高;二是水污染嚴重、河流黑臭;三是生態水被擠占及棲息地破壞。空間和時間上的末端治理問題突出。例如當前的洪澇防控,集中在位于產匯流末端的河道和平原低洼地區開展,且重點采用的是工程防控形式,未能從流域產匯流全過程的角度進行層層調控。再如當前的水污染防治,集中在位于社會水循環末端的排水環節,未能從用耗水過程這一真正源頭進行減排,亦未在用耗水工藝過程中進行層層攔截。這種空間上的末端治理模式加重了處理單元的壓力,風險難以得到有效控制或疏解,并加大了系統的外部不經濟性[3]。
健康的流域應具有格局完整性、過程連續性和功能匹配性。流域生態格局的完整性表現在特定時空尺度下,內部生態功能體類型的齊全和相互之間的有機配置,流域格局完整性越高,其穩定性越好。流域生態過程連續性,表現在水流動時發生的泥沙和營養物的遷移、積累,以及陸地坡面與水域之間的物質與能量交換等生態過程連續通暢,上游供體為下游受體提供生態功能,沒有阻礙。流域生態功能是指生態供體在特定的生態格局和生態過程條件下提供生態服務的能力。對流域來說,除了關注為人類提供直接利用的水資源外,更要注重維持流域生態健康和安全所需要的多種功能,如保持土壤、涵養水源、調蓄洪水等,否則流域內生態過程與生態安全格局將受到威脅,上中下游區域之間的協調會被打破。如長江中上游由于過度放牧、陡坡地開墾、森林植被砍伐和湖泊濕地圍墾等不合理的人類活動,流域內生態格局合理性被破壞,進而影響整個流域生態過程,并最終成為導致1998年特大洪水災害的重要原因之一[3,30-31]。
王浩先生認為,完整的水循環過程包括大氣—地表—土壤—地下等垂向過程、坡面—河道等水平過程和“取水—輸水—用水—耗水—排水—再生處理與利用—回歸”等社會水循環過程。以往的垂向水循環過程分屬在氣象、水利、農業和國土等不同部門管理,針對坡面調節和河道調蓄的相關技術導則,未能進行有機銜接;社會水循環更是分散在多個部門,且存在重復管理。在流域層面,上下游、左右岸往往進行分離式的水問題治理,步調不一,未能充分遵循流域水循環的完整性。與此同時,將水循環過程、水生態過程、水化學過程和水沙過程進行分離式管理,未能充分融合多過程間的多向反饋作用機制,忽略了水循環是主循環和主驅動的客觀事實,最終導致相關應對措施缺乏長效性[3,30-31]。
國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”思想內涵框架如圖1所示。其中,要素層面:山水林田湖草“皮—骨—肉—血”不可分割的生命共同體;認識層面:人為活動、土地損毀、環境污染、棲息地受損、景觀破碎、生態退化等人類經濟活動對自然的擾動;原理層面:系統性、完整性、科學性、綜合性、協調性、戰略性等;修復層面:整體保護、系統修復、綜合治理的連通耦合、科學設計、互補協調等;管理層面:自然資源部、生態環境部、農業農村部、水利部、財政部等的部門協調、標準研制、監測監管、系統管理。其思想內涵如下:
(1)尊重規律科學認知。“山水林田湖草”生命共同體的理念,是按照生態系統的整體性、系統性及其內在規律,統籌考慮自然生態各要素、山上山下、地上地下、陸地海洋以及流域上下游,進行“整體保護、系統修復與綜合治理”;增強生態系統循環能力維護生態平衡的關鍵是結構優化與功能提升。這涉及跨部門、跨流域的尺度認知。尺度的選擇取決定于生態介質的擴展范圍,例如,沙塵暴的影響,將渾善達克沙地與北京甚至東南沿海聯系了起來,影響區域從局地擴展到了中觀甚至宏觀尺度。考慮時間尺度時,由于長期的生態過程常常隱含于“不可見的存在”中,生態過程和生態現象的時間延遲效應十分明顯,許多生態過程、生態現象與生態過程的因果關系需要長期觀測才能發現,通過足夠的時間尺度才能理解生態環境問題的本質[1]。

圖1 國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”思想內涵Fig.1 The connotations of overall protection, systematic restoration and comprehensive management on land space
(2)部門協同形成合力。“山水林田湖草”生命共同體中的各要素(子系統)在生態過程中是相互影響、相互制約的關系,各要素在“生命共同體”中所處的層級、位置和作用不盡相同,但其生態服務功能與價值是各要素共同作用的表現。生態保護修復必須實行自然資源統一監管、生態環境綜合整治,“生產、生活、生態”三生空間統籌規劃。應形成“宏觀上可指導、中觀上可控制、微觀上易操作”的部門聯動合力,破解國土空間生態要素的綜合性與管理事權的部門化、生態空間的連續性與空間區域的政區化、生態工程的持續性與行政管理的屆次化三大矛盾。應首先摒棄部門利益,以國家利益為最高原則完成國土空間規劃;各部門應遵循國土空間規劃再進行相應的部門規劃,部門規劃技術可操作性強。目前,僅強調國土空間規劃而忽視部門規劃,可能達不到國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”預想的效果。
(3)研發推廣系統管理。集“理論方法—工程技術—試驗示范—標準規范—監測監管”為一體互檢平臺,是國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”制度創新的重要支撐。也就是說,理論方法指導工程技術,工程技術需要野外試驗示范,試驗示范是為了推進標準(規范)建設,有了標準(規范)才可便于監測(監管),監測(監管)是為了更好地在國土空間更大范圍內推廣應用。若逆向考慮,國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”的推廣應用要靠監測(監管),監測(監管)需要依據標準(規范),標準(規范)來自于成功的工程技術試驗示范,工程技術需要理論方法的指導[21-22]。
(4)保護修復層次有序。在實施自然資源“整體保護、系統修復和綜合治理”過程中,一部分自然生態系統仍處在比較原始的狀態,由于人類生產和生活的需要,這部分原始生態系統(如原始森林、原始草原等)仍將成為人類開發利用的對象,需要實施封禁式的保護,設立各種自然保護區或其他類型的保護地。而大部分生態保護修復類型,需要通過人工干預,如處于輕度退化狀態下已殘缺稀疏的森林,要在優先保護的前提下,加以適當的培育措施進行生態保育;對過伐、過牧、過墾導致生態系統結構和功能嚴重退化的自然生態系統,迫切需要人工干預、科學設計、科學實施,達到生態系統的再植復原和恢復重建等目的[32]。而對城市、農田、工礦交通建設用地等人工生態系統,尤其是工礦及交通活動受損國土空間的生態修復,亟待做好污染源頭管控,抑制污染態勢“點—線—面—網”的進一步蔓延。
(5)知識體系對接融合。國土空間“整體保護、系統修復、綜合治理”基本的思維方式即方法(論),就是利用多個相關學科方法和技術,進行優化組合,加上必要的創新,這一方法(論)要求從事這項重大工程的專家應具有寬廣的知識面,并力求多學科專家攜手攻關,如需要地質地貌學、地球化學、土壤學、水土保持學、水文地質學、植物生態學、植物生理學、植物營養學、環境微生物學、作物栽培學、林木培育學、土地利用規劃學、資源環境經濟學、土地利用工程學、恢復生態學、景觀生態學、環境美學等學科的交叉與融合。而自然資源領域的天、空、地、網立體化感知技術,多源數據融合與認知技術,在線協調和管控技術,國土大數據分析與決策支撐技術等的應用,可望解決傳統手段無法解決的管理難題[22]。
4.2.1 國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”亟待在科學技術領域有所突破
(1)國土空間格局結構優化與功能提升。以往國土空間分區多樣化起到了重要的指導作用,但部門行業特征明顯,各類國土整治工程的實施從單項需求出發多、科學布局少,致使出現偏差。因此,國土空間格局優化與功能提升應處理好政策頂層設計和分層對接、政策統一性和差異性的關系,亟待從科學角度給出不同區域國土空間生態安全系統最優的土地利用結構閾值。
國土空間格局優化與功能提升應在研究方法上有所突破。可通過綜合分析法歸納、分析、鑒別長期以來國土空間相關研究水平、動態、需要解決的問題以及未來發展方向;可通過現代空間信息技術,進行國土空間信息的快速獲取、精確的定位、觀察和取證,尤其是客觀分析國土空間人為擾動對未來可能產生的重大影響與結果;可通過系統回顧法與政策環評相結合方法,對國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”相關法律性制度、規范性制度、制度性規定及先進典型案例進行系統篩選,根據國土生態安全的價值觀念,對國土整治這一行為的結果,以及產生這一結果的制度或政策進行評判;可通過定性分析與定量分析相結合的方法,判別分析者的直覺、經驗,對國土空間的特點、性質、發展變化規律做出判斷;可通過實證分析法與情景模擬法相結合的方法,選擇典型案例分析國土綜合整治實踐等事例和經驗,編制情境相似的多種方案,測評國家和區域尺度下的國土綜合整治的效果;可通過類比分析法和趨勢外推法相結合的方法,選擇生物氣候條件相似的已開發建設項目的整體保護、系統修復和綜合治理效果,分析正在建設開發和將要建設開發流域或區域的發展趨態,等等。
(2)國土空間生態保護修復的標準研制。國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”需要標準跟進和監管到位。就土地整治、耕地保護領域而言,已發布實施了5項國家標準、27項行業標準、150多項地方標準,初步形成了以“項目管理”為需求,以“過程控制”為重點的土地整治標準體系[33-34]。與國外相比,雖然中國在土地整治與生態修復的某些領域研究處于領跑水平,但標準制定與監測監管處于跟跑水平,土地整治標準體系研究亟待完善。自然資源部已批準命名和建設的野外科學觀測研究基地,包括土地調查監測、土地評價規劃、土地開發利用與保護整治等方面,但從技術角度準確反映生態系統的整體性、安全性、穩定性,以及支撐生態修復標準的制定等方面還不足。
國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”標準的研發制定,首先,應在傳統“引進—組裝—配套—應用”的模式中,融入“評價、篩選、分離、剔除”環節,形成“引進—評價—篩選—分離—剔除—組裝—配套—應用”模式,客觀評價國內外保障生態安全的先進技術,建立適合中國不同類型區的生態安全的技術體系。其次,國土空間“整體保護、系統修復、綜合治理”效果需要接受大自然的檢驗,檢驗在極端氣候狀況下保護修復工程的形態與功能變化等。再次,國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”效果檢驗需要后評價。后評價用以驗證土地利用原環境影響預測評價的結論是否正確、工程環境保護措施是否有效、提出保護與修復措施是否到位,從而為正在開展的保護修復工程提出補救措施、為同類地區將要開展的保護與修復工程的環境影響預測、控制和治理提供更科學合理的方法[21-22]。
4.2.2 國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”亟待在部門管理行業間形成合力
(1)部門協同管理。國土空間是人、水、土、氣、生(動植物)的綜合體,并以土地為載體而呈現的空間概念,“整體保護、系統修復與綜合治理”不可能由一個部門來完成。如礦區是一類因為礦產資源開發利用而受損的國土空間,將地質環境問題類型、修復措施和利用方向一致的單元作為一個生態修復單元,統籌考慮開發利用、環評、水保、地災、復墾等問題,在地質環境問題與隱患的消除的基礎上,分地貌重塑、土壤重構、植被重建、景觀重現、生物多樣性重組5個環節,從地下到地上進行整體保護、系統修復。另外,加強國土空間損毀狀況調查評價是當務之急。應結合第三次全國國土調查和年度土地變更調查,據實調查國土空間損毀狀況和修復責任人,科學評估國土空間受損程度,并對受損國土空間修復利用為城鎮空間、農業空間、生態空間的適宜性進行評價[35]。
(2)多元資金統籌。與世界平均水平比較,由于地理結構的先天脆弱性,中國的土壤侵蝕速率1.40∶1,自然災害頻率1.28∶1,自然保護成本1.27∶1,生態恢復成本1.36∶1[16-17]。鑒于中國國土空間生態保護修復的復雜性、艱巨性、系統性、長期性,以及生態保護修復資金投入總體不足且來源渠道較單一的現實,全面推進生態保護修復的關鍵在于打通綠水青山向金山銀山轉化的通道,明確生態產品價值實現的途徑,調動各類主體和社會資本參與生態保護修復。例如,生態保護修復可與土地開發、產業發展、城市建設、鄉村振興有機結合;生態保護修復可與殘礦開發利用、接續產業發展統一規劃、統籌部署,讓生態修復的投入主體優先獲得資源開發利用權和修復后土地使用權;生態保護修復可通過完善耕地占補平衡、城鄉建設用地增減掛鉤、歷史遺留工礦廢棄地復墾利用等政策,探索建立生態占補平衡制度,搭建集中統一指標交易平臺,完善指標市場交易機制;生態保護修復在合理劃分中央和地方生態修復事權的基礎上,建立分級分類投入機制,完善生態補償標準、補償方式,探索建立受益地區和保護地區之間的生態補償機制,構建生態補償籌資渠道;明確生態保護修復責任主體、完善監管手段、加強對企業責任履行情況的監管;出臺相關政策鼓勵企業盤活存量土地資源資產,對生態修復后的國土空間進行綜合開發利用,或進行相關權益的置換交易,創造生態修復后獲得收益的途徑[35]。
4.2.3 國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”亟待在專業學科內涵上得以拓展
(1)多學科交叉融合。國土空間“整體保護、系統修復、綜合治理”生態要素多,涉及調查、規劃、評價、建設、利用和管護等技術環節,需要進行學科交叉融合。就土地學科而言,中國面臨著日益嚴峻的土地問題,大力推進土地科技創新和學科發展,全面落實土地科技創新戰略,加快補齊土地科技創新短板的國家需求日益迫切。郭仁忠先生在中國工程重點咨詢研究項目《新型城鎮化進程的土地資源管理工程科技支撐體系研究》中指出:社會經濟改革發展對土地工程科技的需求非常強烈,但目前土地學科的實際定位和歸類依然在社會科學類,課程設置出現文科化的傾向,工程科技類欠缺,導致土地工程科技人才資源匱乏。明確提出要加強土地工程科技人才的培養[16,33]。
(2)多專業改造提升。如生態研究正在轉向嚴重依賴大型、復雜數據集成專業技術的領域。這些新技術、數據來源和分析技術為生態學家進一步發展他們的科學提供了途徑,并指出生態學專業學生可以追求的領域,為更好地為成為下一代生態學家做好準備。解決社會挑戰不僅僅是科學本身的問題,當新的挑戰出現時,突破性的研究可以為這些問題提供解決方案。資助機構應該鼓勵和促進生態研究,考慮生態系統的復雜性和多維度,必須通過對自然資源的知情管理來實現教育、研究和資助[36]。再如土地資源管理專業與新設的土地整治工程專業,應面向國家重大需求進行雙向改造,應充分利用學會平臺,有效地組織服務于國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”的專業人才培養和專業隊伍培訓。需要強調的是,面向自然資源綜合管理需求,通過學科交叉融合、專業改造提升倒逼技術創新,技術創新再倒逼管理創新,這是土地領域的自我需要,也是對國家發展的主動擔當[15]。
中國國土空間的先天脆弱性、人類經濟活動的劇烈性以及新型城鎮化與鄉村振興的戰略目標,倒逼中國必須實施國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”,而且比世界任何一個國家都緊迫。從科學到政策的“多學科交叉融合、多專家聯手攻關、多部門協同管理”已成為中國國土資源安全的重要保障。
國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”,應按照山水林田湖草生命共同體的理念,創新自然資源管理體制機制,實施自然資源統一設置、分級管理、分區管控,改進規劃審批,健全用途管制,監督規劃實施,強化國土空間規劃對各專項規劃的指導約束作用,科學布局國土生產空間、生活空間、生態空間。
國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”,應以維護和提升生態系統服務功能為核心,統籌管理資源利用、污染防治和生態修復,保護生態系統完整性和多重服務價值,平衡保護與發展的關系。生態系統管理是山水林田湖草生態保護修復的核心理論基礎,是運用生態學理論、整體性思維解決發展與保護之間問題的重要方法論。
國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”,應通過生態系統完整性、脆弱性、敏感性、承載力等多角度表達發現相悖之處,應以“生態系統最優、子系統次優”為參照系,應聯合運用系統回顧法、生態制圖法、類比法、情景模擬法、趨勢外推法、景觀功能監測與評價等方法,進行生態系統結構與功能評價。
隨著中國生態文明建設的戰略部署,自然資源部、生態環境部、農業農村部等部委全面依法落實“整體保護、系統修復與綜合治理”的責任與義務的形勢更加嚴峻,迫切要求加強理論方法研究、工程技術創新、試驗示范驗證、標準(規范)制定與監測監管,亟待從科學技術有所突破、管理機制形成合力、專業學科內涵得以拓展。
值得一提的是:(1)“綠水青山就是金山銀山”已作為執政理念寫入黨的十九大報告、《中國共產黨章程(修正案)》,黨的“十九”大對國土空間開發保護格局提出了更高要求,《建立空間規劃體系并監督實施的若干意見》對國土空間規劃編制要求更加明確,將有助于推動國土空間集約、高效、綠色發展[37-39]。(2)中國國土品質有了實質性提升,主體功能區格局逐步形成,為自然生態保護奠定了空間基礎;重點生態重要功能區從436個增加到676個,面積占比從41%提高到53%。(3)為解決自然資源所有者不到位、空間性規劃重疊、部門職責交叉重復等問題,已設立專項在全國推進山水林田湖草生態保護修復工程試點工作,保護修復的重點是影響國家生態安全格局的核心區、關系中華民族永續發展的重點區、生態系統受損的嚴重區、開展保護修復最迫切的關鍵區。(4)中國環境科學研究院目前正在集成原國土資源部“多目標區域地球化學調查”獲取的38萬個點位數據、原環境保護部與國土資源部“首次全國土壤污染狀況調查”獲取的4萬個點位數據、原農業部“農產品產地土壤重金屬污染調查”獲取的132萬個數據,以及近期生態環境部聯合自然資源部、農業農村部聯合開展“全國農用地土壤污染狀況詳查”將獲得的60萬的點位數據,進行國土空間區域土壤污染狀況摸底。(5)2019年1月,國土空間規劃體系總體方案已得到中央全面深化改革委員會審議通過;將主體功能區規劃、土地利用規劃、城鄉規劃等空間規劃融合為統一的國土空間規劃,實現“多規合一”,是黨中央做出的重大決策部署。國土空間規劃劃定的“城市開發邊界、永久基本農田紅線和生態保護紅線”形成合理的城鎮、農業、生態空間布局,正在扭轉以往“三線”各自劃定造成空間重疊、自然資源難以統一管控的窘態。
最后需要強調的是:從國家利益至上而言,國土空間“整體保護、系統修復與綜合治理”科學認知、決策體制、工程模式、監測體系和實施機制等任重道遠。
致謝:本文得到中國科學院地理科學與資源研究所陳百明研究員、自然資源部國土整治中心鄖文聚研究員、自然資源部科技發展司單衛東研究員、水利部水利水電規劃設計總院王治國教授、國家林業和草原局森林資源管理司崔武社教授級高工、北京林業大學趙廷寧教授、中國科學院沈陽應用生態研究所郝占慶研究員、中國環境科學研究院土壤與固廢環境研究所師華定研究員的指正。