縣級國土空間生態修復規劃探索
——以莒縣為例

孫一惠，張宣峰，張增奇，李慧燕，于善初，馬紅衛，邵運賢，張鵬飛，王茂松

(1.山東建筑大學設計集團有限公司，山東 濟南 250013；2.山東省地質科學研究院，山東 濟南 250013；3.山東省魯域區域地理研究中心，山東 濟南 250000)

0 引言

隨著我國城鎮化的快速進程，長期高強度的國土空間開發引發了生態環境破壞、生態系統功能退化、物種多樣性減少、自然災害頻發等一系列問題。截至2019年，我國共有水土流失面積271.08萬km2，強烈以上侵蝕面積占比19.98%[1]。2020年，全國337個地級及以上城市監測數據中，環境空氣質量超標率達40.10%；1937個地表水水質監測斷面中，Ⅳ類及以下水質占比16.60%，112個重要湖泊(水庫)監測數據中，Ⅳ類及以下水質占比23.20%，10171個地下水水質監測點中，Ⅳ類及以下水質占比86.40%；列入國家重點保護野生動物名錄的珍稀瀕危陸生野生動物406種；列入國家重點保護野生植物名錄的珍貴瀕危植物246種[2]。開展國土空間生態保護修復是錨固生態空間，改善生態環境，提高生態功能，構建人類福祉的重要手段[3-5]。

1 研究區概況

莒縣位于山東省東南部，隸屬于日照市，境內南北長75km，東西寬37km，總面積約1818.32km2。地勢北高南低，四周環山，中間丘陵、平原、洼地交接。沭河縱貫縣境南北，為該地區主要水系，其支流成“非”字形排列，形成以縣城為中心的盆地。從全國生態功能區劃上，莒縣緊鄰魯中區土壤保持重要區，水土流失敏感，是土壤保持的重要區域。從山東省主體功能區劃上，莒縣處于國家級農產品主產區，農業綜合實力較強，糧食、蔬菜、林果等產業優勢較為突出。

2 數據來源

本文所采用的土地利用現狀數據來源于莒縣第二次全國土地調查、第三次全國國土調查成果。DEM數字高程模型數據來源于地理空間數據云平臺http://www.gscloud.cn/；土壤數據來源于世界土壤數據庫(HWSD)，包含土壤質地、土壤類型等；其他基礎地理數據包括地理國情監測數據、河流水系數據、自然保護區數據等，均源于莒縣自然資源和規劃局。

3 技術方法

生境質量采用InVEST模型中生境質量模塊進行評估[6]；水源涵養重要性采用水量平衡方程進行評估[7]；水土流失敏感性依據水土流失方程的基本原理，選取水力侵蝕力、土壤可蝕性、坡度坡長、植被覆蓋度等因子進行評估[7]；生態廊道采用最小累計阻力模型進行識別[8-9]；陸地生態單元的氮輸出量和磷輸出量采用InVEST模型中營養物輸移比模塊進行評估[6]。

4 規劃策略

4.1 科學評估現狀

4.1.1 空間結構特征

莒縣生態空間約占全域總面積的比例為16.30%～17.53%，其中林地面積占比最大，主要分布在縣域北部丘陵區和南部低山區。基于2009—2018年各類用地面積變化特征分析，生態空間總量從2009年的318.66km2減少到2018年的296.45km2，年均減少2.22km2；建設用地總量從2009年的264.34km2增加到2018年的284.06km2，年均增加2.83km2；其他地類變動幅度較小。基于2009—2018年各類用地多年平均增長率變化特征分析，高低排序為建設用地(1.14%)>其他土地(0.16%)>濕地(-0.01%)>水域(-0.03%)>耕地(-0.09%)>園地(-0.48%)>林地(-0.72%)>草地(-2.04%)，由此看出各類用地中建設用地增幅最大，林地、草地減幅最大。總體來看，近年來隨著莒縣社會經濟的快速發展、建設空間不斷向周邊地區蔓延，造成生態空間面積的減少、生態空間結構的破碎化等問題[10-11]。

4.1.2 生態功能評價

基于生態功能重要性和生態敏感性評價，識別區域生態服務功能重要區域和生態脆弱區域，本文根據莒縣特有的生態系統結構、構成及其上位規劃功能定位，按照生態保護等級、優先序選擇生物多樣性維護功能重要性、水源涵養保護重要性作為生態功能重要性評價的指標，水土流失作為生態敏感性評價的指標。運用InVEST模型中的生境質量模塊對莒縣生物多樣性進行評估，該模塊結合景觀類型敏感性和外界威脅強度，分析不同景觀格局下生態環境對威脅源的響應程度及其分布與退化情況，得到生境質量分布，并根據生境質量的優劣評估區域生物多樣性狀況[12]。莒縣生物多樣空間格局差異較為顯著，生物多樣性重要區主要集中在山體、水庫、沭河等區域(圖1)。水源涵養重要性采用水量平衡方程來計算水源涵養量，評價區域內的水源涵養功能[7]。莒縣水源涵養重要區主要集中分布在青風嶺水庫、嶠山水庫、仕陽水庫、沭河等區域(圖2)。水土流失敏感性評估依據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指標，進行以水動力為主的水土流失敏感性評估[7]。莒縣水土流失敏感區主要分布在東部、南部低山區及北部丘陵區(圖3)。

圖1 生境質量評估

圖2 水源涵養重要性評估

圖3 水土流失敏感性評估

4.1.3 環境質量分析

結合莒縣生態環境典型問題，從水環境質量、土壤環境質量、大氣環境質量、礦山地質環境4個層面進行分析。縣域45處常規水質監測斷面中，全年水質達標率為74.54%，水質超標河段主要分布于城區下游，超標物質主要為氨氮、化學需氧量、總磷；6處國家級、省級水功能區水質監測數據中，現狀水質多為Ⅲ類，超標物質主要為總氮(圖4)。從污染物的排放情況看，各類超標污染物污染源主要以生活廢水排放為主，約占廢水總排放量的64.14%；工業源排放次之，約占廢水總排放量的35.63%。縣域7處地下水水質監測井中，現狀水質多為Ⅲ類，超標項目為總硬度、亞硝酸鹽氮。運用InVEST模型的營養物輸移比模塊估算植被和土壤對徑流中的總氮、總磷污染物質的濾除量及柵格的最終總氮、總磷輸出量，總氮、總磷輸出量越大，水質凈化服務功能越差。總體來看，縣域東部存在大量農田和居民點的分布，加之常年的翻耕和施肥，水土流失敏感性高，總氮、總磷輸出較高，污染風險相對較大。根據莒縣土壤污染治理與修復成效報告，全縣耕地均為優先保護類耕地，無污染耕地，建設用地也均未受到污染。根據莒縣大氣環境質量監測數據，環境空氣中主要污染物為PM2.5，PM10，多年平均值分別為60.25μg/m3，98.75μg/m3，遠高于《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)中的二級標準值。縣域內共有歷史遺留廢棄礦山93處，開采類型多為露天開采，開采規模大，原生植被破壞嚴重，大量基巖裸露，易引發崩塌、滑坡等次生災害，同時開采抽排地下水及采空區上部塌陷開裂使地下水、地表水滲漏，對水資源造成破壞。目前礦山地質環境總體治理率處于較低水平，加之礦山分布分散、采坑規模大、開采邊坡陡、治理資金不足等問題，礦山恢復治理難度較大。

圖4 水環境質量評估

4.2 構建指標體系

在系統研究生態空間評價與修復空間辨識的基礎上，基于政策目標、專家知識、民眾需求多途徑篩選，同時參考國土空間規劃、十四五規劃、生態修復規劃等相關規劃中的目標定位和生態指標[13]，最終構建“總體+階段+量化”的目標指標體系。總體目標是國土空間生態修復成效的直接體現和最終建設目標，規劃以優化國土空間結構，提高國土利用效率，改善生態環境質量，提升生態系統功能為目的，不斷推進莒縣生態文明建設，最終實現生態綠色可持續發展。從實施階段上看，分為2025年(近期)和2035年(遠期)兩個階段，任務各有側重，分階段引導生態修復目標實現，近期補齊生態短板，重點完成破損山體、水體、廢棄地、綠地的生態修復工程，打好莒縣生態修復攻堅戰；遠期建立健全“山-水-田-園-城”生態環境協調發展機制，打造生態宜居、環境宜人、綠色發展的示范縣，實現莒縣的可持續發展。指標體系將規劃目標具體化和數量化，增加規劃可操作性，同時為目標分解、相關政策制定和規劃實施效果評估的重要依據，最終構建了16項指標(表1)。

表1 莒縣生態修復指標

4.3 優化空間格局

以生態源地、綜合阻力面為基礎，通過knaapen等提出的最小累計阻力模型[8-9]識別生態廊道，基于景觀生態學中“斑塊-廊道-基質”的經典理論，構建縣域生態網絡格局。生態源地是指提供生態服務功能的重要斑塊[14]，一般由重點生態保護區和生態系統功能重要的斑塊構成[15]，本文將生態敏感性高或生態系統服務極重要區域，以及自然保護地、生態保護紅線、水源保護地等保護區域一并納入生態源地。阻力面表征區域中物質和能量的流動情況，具體包含植被覆蓋率、土地覆蓋類型、人為干擾強度3個阻力因子，對物種的遷移和生態環境的適宜性起決定性作用[16]。本文疊加植被覆蓋度、土地覆蓋、交通3個因子構建綜合阻力面。生態廊道將孤立斑塊相連接，具有過濾污染物、防止水土流失、調控洪水、提供棲息地等多項生態系統服務功能，是保持生態過程、功能、能量在核心斑塊間順利流動的關鍵載體[17-18]，借助ArcGIS中的Cost Distance功能，基于最小累計阻力模型識別出潛在生態廊道，疊加河流生態廊道，最終構建縣域生態網絡(圖5)。

圖5 生態網絡結構圖

4.4 明確修復策略

精準評價并辨識生態修復空間是進行生態系統恢復和重建的前提和基礎[13]，因地制宜、科學實用的修復途經是國土空間生態修復的實踐載體[19]。本文通過對空間結構、生態功能、環境質量的精準評價與分析，同時結合生態修復、環境治理等相關規劃，診斷出莒縣典型生態問題，識別重點生態修復區域(圖6)。依據《山東省市縣國土空間總體規劃編制導則(試行)》中水生態修復、礦山環境整治修復、生態環境綜合修復、土壤污染治理類型四大生態保護修復類型劃分，結合區域內水土流失嚴重、地表水、飲用水質超標、山體受損等典型問題，最終細化為水環境重點治理區、飲用水源地保護區、露天礦山治理區、生態環境綜合修復區四大分區，針對不同修復類型提出不同的生態修復治理模式，引導受損區域生態系統的保護與修復。

圖6 生態修復分區圖

4.5 明確建設任務

國土空間生態修復是多尺度、多層次的系統修復，前期規劃固然重要，后期的項目落實更加必不可少。因此，必須科學務實，針對不同區域、不同對象、不同類型的生態問題有的放矢，銜接重點任務，遠近期相結合，列出切實可行的工程項目，并落實到四至邊界及控制點坐標。本文基于前期現狀調研、問題診斷、部門座談等多個環節，統籌考慮生態系統完整性、項目可實施性、生態修復效果，篩選出一批重點生態修復項目，對于預期效果明顯、具有較強示范作用、易于打造亮點的項目，納入到近期項目庫中(表2、表3)。

表2 莒縣生態修復重點任務

表3 莒縣生態修復項目庫

5 結語

我國生態文明建設仍處于壓力疊加，負重前行的關鍵期，保護與發展長期矛盾和短期問題交織，生態環境保護結構性、根源性、趨勢性壓力總體上尚未根本緩解[20]。縣域國土空間生態修復作為縣級國土空間規劃編制和實施的重要環節和單元，是實現美麗生態國土的主要途徑之一。本文以莒縣為例，從本底分析、問題識別、目標定位、格局優化、修復分區等方面進行了有益的探索，完善了國土空間生態修復規劃的體系框架，以期為其他類似區域的國土生態修復提供參考。我國幅員遼闊，各地生態修復類型和方法差異巨大，理論體系和實踐方法尚處于起步階段，仍需不斷進行理論研究和實踐探索。