新時代國土空間規劃背景下生態廊道建設規劃實踐探索
——以合肥市江淮運河生態廊道為例

申文浩 （合肥市規劃設計研究院，安徽 合肥 230001）

1 引言

當前，中國城市化來到下半場關鍵轉段期。由于經濟快速發展，許多城市的城市建設和人口高度集聚，水污染、城市熱島、城市內澇、空氣污染等生態環境問題越來越嚴重。隨著城市內建設用地的快速擴張，耕地保護得到重視，在耕地紅線和建設紅線的雙重擠壓下，城市內部和外部呈現越來越多的斑塊化生態綠地景觀，山水林田湖草破碎化生態格局日益嚴重。生態廊道是構建城市整體生態格局的重要因素，是城市生態流的重要通道。為了生態文明建設，亟需高質量的規劃建設生態廊道，優化區域的生態安全格局、改善區域的生態系統功能和保護生物多樣性。

江淮運河合肥段全長約195km，位于引江濟淮工程中段，主要包括引江濟巢、江淮溝通兩大工程段落，聚集江淮分水嶺深開挖、淠河特大型渡槽重建等關鍵節點，是引江濟淮主體工程的集中地、實施建設的主戰場。2021 年6 月，安徽省人民政府辦公廳印發《關于全面實施長江淮河江淮運河新安江生態廊道建設工程的意見》，明確要求加快建設江淮運河生態廊道，促進江淮地區生態改善，為落實推進江淮運河生態廊道建設提供了具體戰術指導。

2 生態廊道相關理論研究

目前生態廊道理論研究主要集中在如何科學地識別生態廊道，例如基于景觀生態學構建土地利用轉移矩陣，識別生態破碎度較高的區域，從而提出生態廊道的規劃策略；基于ARGIS 單一使用最小累積阻力模型識別提取潛在生態廊道；基于實地調研在風景園林學、生態學、美學的指導下，構建適宜植物群落模型，同時連接公共開放空間，充分發揮生態廊道對經濟、社會、文化等方面的積極影響。

本研究基于生態廊道相關理念研究，在充分認識合肥市江淮運河兩岸地域資源稟賦條件下，采用形態學空間分析方法(MSPA)基于現狀兩岸土地要素精準識別江淮運河兩岸重要生態源地，利用AHP 層次分析法計算影響生態廊道相關指標因子的權重構建MCR 最小累積模型，MCR 最小累積模型初步提取生態廊道通過CM 電路理論進行科學量化，從而精準識別出重要的潛在生態廊道。同時在新時代國土空間規劃背景下，科學理性地制定江淮運河生態廊道內部國土空間發展策略，注重“全要素規劃”，既統籌考慮“山水林田湖草濕”等要素規劃，也重視生態廊道內部經濟社會發展的“城鄉綠文服產”等各類空間要素規劃，合理配置國土空間資源要素，以期為生態廊道規劃建設提供參考[1]。

3 合肥市江淮運河生態廊道面臨的生態環境問題與挑戰

雖然生態廊道區域內部生態文化等資源豐富，但由于“人工運河-沿線國土空間”生態體系脆弱，生態保護與規模開發矛盾凸顯，生態空間依然存在以下幾類問題。

3.1 發展與保護存在空間沖突

2011-2018 年，江淮運河沿線地區年均建設用地增長774hm2，現狀12.2%的建設用地位于生態保護重要區域且缺乏必要的生態修復措施，部分建設用地分布在江淮運河工程征地紅線500m 范圍內，城區內生態空間占比不足，現狀城市建成區生態空間占比僅達13%，部分城市道路過于靠近工程征地紅線，甚至出現“齊堤”建設現象。岳小河、斑鳩堰等部分河流原有自然形態被“人工取直”，河流廊道寬度、河口空間嚴重不足，水生態功能受損，也阻礙了水安全、水環境水平的提升。

3.2 生態體系脆弱加劇，生態系統服務能力下降

江淮運河工程實施后，流域自然水網變為人工受控水網，長期穩定的自然生態系統被破壞，部分現狀水系被截斷，水流、水量受控，水質敏感，整體生態體系脆弱，派河水質（Ⅳ類）距離規劃目標（Ⅲ類）仍有較大差距，工程沿線二級支流水質較差，水環境問題突出；部分區域生態系統受損（斑塊破碎、土壤質量降低、生物多樣性減少等），不利于工程的穩定運行。

3.3 城市建設擠占工程沿線生態空間，生態系統品質不高

江淮運河沿線濱河空間不完整，城區段缺乏必要的慢行系統和公共活動空間，部分用地封閉式布局，局部建筑高度無序，肥西老城區段濱河地區的空間感受壓抑，失去原有的空間尺度，缺乏主力形象，關鍵景觀節點缺乏塑造，識別性差，缺乏標志性建筑。這些問題與沿線地區規模化開發傾向一同構成當前主要的生態矛盾，實現工程沿線地區人與自然和諧相處發展仍然任重道遠。

圖1 江淮運河兩岸MSPA分析（資料來源：自繪）

圖2 江淮運河兩岸阻力面（資料來源：自繪）

4 基于MSPA與MCR最小累積模型的生態廊道構建方法研究

4.1 研究方法

4.1.1 形態學空間分析方法(MSPA)

MSPA 是一種基于開運算、閉運算、膨脹等數學形態學相關原理，測量、識別和分割光柵圖像空間的一種對生態格局進行分析的圖像處理方法。利用Arc-GIS 軟件對2021 年江淮運河兩岸15km范圍內土地利用數據進行分析，使用Guidos Toolbox 軟件分類賦值，轉化成以重要林地、草地、濕地等生態元素為前景，其他用地成背景的柵格二值圖，使用MSPA 中的使用八鄰域分析方法得到核心區斑塊，通過骨架抽取、擴張重建等數學方法運算后，提取得出核心區、孤島、環境、橋接區、孔隙、邊緣區、支線7 類景觀（表1），使生態點結構元素和目標像元集之間具有相對確定的空間拓撲關系[2]。

表1 景觀類型及其生態學意義

根據江淮運河兩岸現狀實際情況，結合MSPA 分析提取的核心區斑塊，選擇生態服務價值較高、生態系統功能完好、生態環境質量優的斑塊作為優選對象，同時篩選大于3km2的核心區，具體選取10 個生態景觀優越、自然資源豐富的集中密集型斑塊作為江淮運河兩岸生態源地，其中不乏有巢湖風景名勝區、濱湖生態濕地公園、紫蓬山森林保護區、自然保護地等重要生態敏感區域，識別后的江淮運河兩岸生態源地的總面積共計912.67km2。

4.1.2 最小累積模型法（MCR）

國內外對污水處理廠相關技術進行了深入研究［3］，國外的研究側重于污水處理工藝生命周期的評價，如M.Ortiz等［4］將生命周期評價運用到污水廠的“可持續性”評價中。國內，李方文［5］從保障出水達標、防止污水處理廠對環境產生污染、減少污水處理過程中人員傷亡等方面探討如何保證污水處理廠安全運行。這些研究均側重于污水廠運行工藝過程，對于施工過程涉及較少。

MCR 主要是利用生物到達目標源地的成本，通過不同的土地類型來克服生態阻力，是一種體現生態可達性的模式，其公式如下：

式中：MCR表示從江淮運河兩岸生態源地斑塊j擴散到空間任意一點的最小累積阻力值；f為MCR與變量間乘積（Dij×Ri）的函數；Dij表示江淮運河兩岸目標生態源地斑塊j至其他源地斑塊i的空間距離；Ri表示生態源地斑塊i 在空間中擴散阻力系數；min表示最低的不同的評價單元對于生態源地的累積阻力值[3]。

阻力因子的選擇和的確定是構建最小累積模型的重要環節。本文主要基于江淮運河生態廊道內部重要的生態阻力因素，統籌考慮社會發展因素，結合最新的國土空間規劃，按照可獲取性和易量化性的相關原則，綜合選擇6 大阻力評價因子構建生態最小累積模型，同時根據AHP層次分析法科學確定6大阻力評價因子對生態阻力值的權重，構成生態廊道指標體系（如表2 所示）。阻力系數構建4 大層級，阻力系數分別用1、2、3、4 表示，數值越大，表示生態阻力越大，生物通過的成本也就越高。利用Arc-GIS 建立江淮運河兩岸MCR 阻力模型（如圖3），利用ArcGIS 中價值-距離模塊分析計算生態源累積消耗阻力面，基于MCR 成本路徑工具計算生態源之間的最小累積成本路徑[6]。

表2 運河生態廊道生態安全因子等級劃分

圖3 阻力圖（資料來源：自繪）

圖4 生態廊道分級圖（資料來源：自繪）

4.1.3 電路模型法（Circuit Model）

McRae 首先提出了IBR 模型來預測復雜景觀中物種的遺傳，并逐漸發展成為預測生物種群遷移和擴散過程的電路理論。

基于McRae 的電路模型利用電子的根據壓力和電導性流動的特性，將電路理論與運動生態學進行緊密聯系，可以更好的凸顯運動生態定量化的優勢，利用江淮運河兩岸生態源地之間的當前聯系的電流強度來反映生態廊道的重要性，在整個景觀中計算出的有效電阻、電流和電壓與生態過程相關聯，質量越高的生態環境電導率越大、越有利于生態物種的遷移運動。從而可以對MCR 模型提取的江淮運河兩岸生態源地之間潛在生態廊道的重要性進行量化，更為科學地識別出重要的潛在江淮運河多級生態廊道。

4.2 生態廊道構建

本文基于MSPA 形態學空間分析方法識別的江淮運河生態廊道內部重要的生態源地，結合國土空間規劃、社會經濟因素等構建基礎阻力面，基于AHP 層次分析法確定阻力權重修正阻力面。最后利用CM 電路模型和MCR 最小累積模型，定量計算生態源地與各個生態斑塊之間的相互作用力，科學識別江淮運河兩岸的多級生態廊道[4]。

圖5 基于MCR最小累積模型和CM電路模型生態廊道分級圖（資料來源：自繪）

本文共生成30 條潛在生態廊道，總長度約479.24km。通過CM 電路模型相互作用力對生態廊道進行分級，具體如圖5 所示，通過研究發現其中10 級以上重要性值較高的廊道主要分布在合肥市中心城區和肥西縣區域，是核心區域與中心生態源斑塊之間的重要的生態廊道，由此可以看出江淮運河主干河道兩側是為江淮運河重要的防護綠廊，本次規劃為一級生態廊道，廊道長度為195.00km，是生態景觀網絡結構的關鍵部分，是生態物種間物質交換可達性較高的通道。江淮運河二級生態廊道和三級生態廊道的廊道總長度分別為54.26km和229.94km，二級和三級生態廊道主要特點是距離長，大多為江淮運河主干河流的支廊[7]。

MCR 最小累積模型和CM 電路模型識別提取的江淮運河三級生態廊道，只是一種經過數學潛力分析，得出可量化的概念上的網絡生態路徑。本次規劃結合江淮運河兩岸已系統識別重要的大型生態源斑塊、重要潛在三級生態廊道的空間分布現狀實際情況，一方面結合自然河流、線性交通廊道，在無山無水的區域進行生態廊道人工的聯通，另一方面生態廊道的空間布局需要結合合肥市國土空間規劃，統籌“山水林田湖草”全要素保護，堅持以人民為中心，規劃構建江淮運河兩岸“一帶雙環、多廊多點”生態安全格局。“一帶”主要是指藍綠交織的運河生態文明帶，“雙環”主要是指城市郊野森林環與環湖濕地環，“多廊”主要是指依托生態源地間識別的多條重要價值的生態廊道，“多點”是指重要生態價值的濕地、湖泊等。通過運河兩岸生態文明帶的建設破解江淮運河發展與保護存在空間沖突，“一帶雙環”保障生態系統完整性，解決江淮運河兩岸和環巢湖水環境問題和區域生態系統受損問題，“多廊多點”打造城區必要的慢行系統和公共活動空間，提高沿線的生態系統品質[8]，實現工程沿線地區人與自然和諧相處發展，保障生態廊道建設成為人民所需要的、高品質、高質量的城市生態廊道[5]。

5 國土空間體系下生態廊道具體建設路徑——以合肥市中心城區為例

圖7 中心城區生態廊道三類空間劃定圖（資料來源：自繪）

5.1 以守牢底線為“基”，保障生態廊道生態系統質量安全

充分尊重生態廊道內部多樣性現狀地類分布，根據江淮運河主干生態廊道和二級生態廊道兩側的現狀和城市功能，按照“宜林則林，宜景則景，宜農則農”的總體要求，形成生態廊道綠色基底，并科學劃定“生態、生活、生產”三類岸線引導人為活動。

在加強耕地保護的基礎上，兼顧生態網絡體系的完整性，避免生態廊道內生態斑塊和棲息地的碎片化，為各種生物保留自然棲息地，建設開放連續的藍綠生態廊道。

加強江淮運河主干生態廊道沿線防護林建設。加強生態廊道二級支廊防護林帶、支流入流河口凈化滯蓄濕地等重要生態屏障建設。積極協調與穩定耕地存在空間重疊的生態屏障區域，從長遠來看，在遠期生態廊道內部防護林建設將按照“窄帶加寬、斷帶完備、次帶升級、殘帶重構”的方式建設生態防護林帶，形成結構穩定、連續完整的濱河林木生態系統。

5.2 以生態廊道為“徑”，構建區域生態景觀藍綠網絡

明確江淮運河主干生態廊道作為城市生態骨干的戰略定位，明確中心城區“一主十二支，三區十園”的生態網絡。“一主”為藍綠交織的運河百里綠廊綠色脊梁；“十二支”為通過識別提取的重要潛在生態廊道和二級支流水系形成多條生態廊道；“三區”為三大水利風景區，建設國家水利科技文化高地；“十園”為重要生態價值與休閑價值的濕地、公園等高品質節點。

生態廊道加強“一主十二支，三區十園”景觀格局的塑造，通過運河沿線生態廊道強化城市腹地與山水相連，加強中心城區藍綠生態框架建設，打造沿線城市開放空間，形成連續的藍綠網絡系統。

5.3 以理水營城為“要”，推動廊道功能品質提升

發掘利用江淮運河主干生態廊道內部和沿線城鄉文化、生態與科創景觀，凸顯多維活力的城市魅力廊道，塑造文化+科創+生態三大發展模式，推動生態廊道功能復興，塑造城河功能深度融合的岸線畫廊。

圖8 中心城區運河生態廊道生態網絡圖（資料來源：自繪）

圖9 中心城區生態廊道三類空間劃定圖（資料來源：自繪）

結合江淮運河主干生態廊道沿線縱向的城市功能空間，提升陸域腹地公共功能占比，塑造四大運河縱向區域中心功能軸線，在運河項目岸線開放段，建設城市慢生活濱水區，同時在近郊段建設多個休閑生態農業園區，打造“多元共享公共空間”的活力廊道。

在江淮運河主干生態廊道和次干生態廊道打造“水上通道、運河景道、慢行綠道、休閑環道”四道聯通體系，精心建設120km 休閑慢行綠道，串聯運河兩岸15類20處城市公共休閑場所，打造運河“慢游”交通體系，循環連接，形成“內外暢通”的高效復合交通走廊。

6 總結

當前生態廊道的規劃研究多集中在中小城市通過MCR 最小累積模型識別潛在的生態廊道，生態廊道的生態連接度缺乏精確的定量分析，同時在新時代國土空間規劃背景下，生態廊道的科學判定和布局相關研究較少，且缺乏對國內運河沿線城市生態廊道的規劃建設的關注。與眾多學者研究的不同，本文利用CM 電路理論來疊加量化MCR 模型提取生態源之間潛在生態廊道的重要性，從而識別出重要的潛在生態廊道，其結果科學性和實踐指導性相比過去MCR 最小累積模型的結果有大幅提升。同時本文是從宏觀層面上分級識別生態廊道，在中觀尺度上結合國土空間規劃開發保護格局，從人類高品質生活的需求出發，基于生態廊道的生態格局科學評估，在空間上提出運河生態廊道規劃建設的三大實施路徑，樹立生態廊道建設全生命周期理念，按照以點帶面、示范引領、全面推廣的思路，逐步推動生態廊道規劃、建設、管理緊密結合，促進生態廊道內部的建筑群落和生態環境有機融合，構建了一套適合運河沿線城市規劃、建設、管理生態廊道的重要方法，一定程度上充實了對生態廊道規劃建設的研究。

習近平總書記一直強調，綠水青山就是金山銀山，要像保護自己的眼睛一樣保護生態環境，像對待生命一樣對待生態環境，實現經濟社會可持續發展。生態廊道建設規劃是優化城市國土空間布局、協調城市內部整體關系的重要組成部分，唯有以守牢底線為“基”，保障生態廊道生態系統質量安全；以生態廊道為“徑”，構建區域生態景觀藍綠網絡；以理水營城為“要”，推動廊道功能品質提升，最終實現集約高效的生產空間，品質宜居的生活空間，美麗安全的生態空間，實現“兩山”科學轉化。