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中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 生態(tài)修復(fù)是指對已退化、損害或徹底破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的過程,其修復(fù)對象不僅包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,也包括提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。國土空間是承載人類活動(dòng)的物質(zhì)載體,由生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)相互作用形成。由于我國過去的生態(tài)修復(fù)研究大多聚焦于水、土等單一生態(tài)要素,或水土流失等單一自然過程,導(dǎo)致治標(biāo)不治本的問題較為突出,因此,強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、整體性、綜合性的國土空間生態(tài)修復(fù)理念應(yīng)運(yùn)而生。在“統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”“深入實(shí)施山水林田湖草一體化生態(tài)保護(hù)和修復(fù)”“綠水青山就是金山銀山”等生態(tài)文明建設(shè)思想的引領(lǐng)下,國土空間生態(tài)修復(fù)的理論和方法體系正在不斷完善,具體表現(xiàn)在:生態(tài)保護(hù)和修復(fù)對象從自然要素轉(zhuǎn)向社會(huì)-生態(tài)要素,尺度從局地生態(tài)系統(tǒng)健康改善轉(zhuǎn)向多尺度生態(tài)安全格局塑造,目標(biāo)從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化轉(zhuǎn)向人類生態(tài)福祉提升等。
國土空間是人地系統(tǒng)的典型空間載體,涵蓋上述國土空間生態(tài)修復(fù)理論的人地耦合系統(tǒng)思想被認(rèn)為是國土空間生態(tài)修復(fù)的重要理論基礎(chǔ)。然而,已有論述往往側(cè)重通過已有人地耦合系統(tǒng)思想闡釋國土空間生態(tài)修復(fù)的理論內(nèi)涵。一方面未能明確如何有效應(yīng)用人地耦合系統(tǒng)原理指引國土空間生態(tài)修復(fù)實(shí)踐,另一方面未能指出如何根據(jù)國土空間生態(tài)修復(fù)行業(yè)需求深化人地耦合系統(tǒng)研究。為此,本研究應(yīng)用人地耦合系統(tǒng)理論闡釋國土空間生態(tài)修復(fù)要點(diǎn),并提出面向國土空間生態(tài)修復(fù)的人地耦合系統(tǒng)研究內(nèi)容。
系統(tǒng)認(rèn)知國土空間生態(tài)修復(fù)的演進(jìn)階段
國土空間是“山、水、林、田、湖、草、沙、海”等自然資源要素和“城、村、路、礦”等人類社會(huì)要素在空間上的集成體現(xiàn),發(fā)揮著生產(chǎn)、生活、生態(tài)復(fù)合功能。在“促進(jìn)生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”的國土空間優(yōu)化總體要求下,對“三生”空間的正確認(rèn)識(shí)成為國土空間開發(fā)與保護(hù)實(shí)踐的理論基礎(chǔ)。尤其是在國土空間生態(tài)修復(fù)過程中,如何定位生態(tài)空間與生產(chǎn)空間、生活空間的關(guān)系,擺正國土空間生態(tài)修復(fù)的戰(zhàn)略位置,是開展相關(guān)規(guī)劃和管理工作的先導(dǎo)條件。
本研究從地域系統(tǒng)的空間要素關(guān)系角度出發(fā),認(rèn)為國土空間治理中生態(tài)空間與生產(chǎn)空間、生活空間的關(guān)系呈現(xiàn)3個(gè)階段的演進(jìn)狀態(tài)(圖?1)。第一階段核心治理目標(biāo)是協(xié)調(diào)布局:關(guān)注高強(qiáng)度人類活動(dòng)下的生態(tài)空間擠壓與環(huán)境質(zhì)量惡化背景下的資源環(huán)境承載能力?。通過劃定生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間開發(fā)管制界限,減少人類對生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù)的消耗。表現(xiàn)為國土空間過度開發(fā)下的一系列生態(tài)保護(hù)和污染治理政策。第二階段核心治理目標(biāo)是系統(tǒng)治理:在深入理解自然資源要素和人類社會(huì)要素在空間上影響和反饋路徑的基礎(chǔ)上,以地域綜合體為對象形成國土空間系統(tǒng)認(rèn)知,以人工輔助引導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)自然修復(fù),開展國土空間生態(tài)修復(fù)統(tǒng)籌“山水林田湖草”系統(tǒng)治理。第三階段核心治理目標(biāo)是人地和諧:以天藍(lán)地綠、山清水秀、強(qiáng)大富裕的美麗中國為目標(biāo),在人類社會(huì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)交互作用、相互滲透下推動(dòng)人地系統(tǒng)的正向演替和協(xié)調(diào)發(fā)展;將生產(chǎn)、生活空間有機(jī)融入生態(tài)空間之中,鑄就國土生態(tài)安全格局推進(jìn)綠色發(fā)展,促成人與自然和諧共生。
從上述國土空間生態(tài)修復(fù)的演進(jìn)階段可知,目前所開展的山水林田湖草系統(tǒng)治理工作處于第二階段,即通過適當(dāng)?shù)娜斯ぶС旨訌?qiáng)自然資源要素的系統(tǒng)性布局和優(yōu)化。作為承前啟后的階段,國土空間生態(tài)修復(fù)既需要夯實(shí)第一階段的生態(tài)保護(hù)基礎(chǔ)、強(qiáng)化生態(tài)空間地域認(rèn)知,又需要鋪陳第三階段的綠色發(fā)展方向、促進(jìn)社會(huì)-生態(tài)要素耦合。
科學(xué)開展國土空間生態(tài)修復(fù)
(1)以協(xié)調(diào)布局為目標(biāo),從自然地域單元的整體性出發(fā),明確國土空間生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域,守住自然生態(tài)安全邊界。自然生態(tài)安全邊界往往與行政邊界并不重合,尤其是發(fā)揮重要生態(tài)安全屏障功能的大型自然地域單元往往是跨省域的,這就需要國土空間生態(tài)修復(fù)對國家尺度生態(tài)安全戰(zhàn)略格局有明確的把握。2011?年?6?月?8?日頒布的《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》提出了我國以“兩屏三帶”為主體的生態(tài)安全戰(zhàn)略格局,即青藏高原生態(tài)屏障、黃土高原—川滇生態(tài)屏障和東北森林帶、北方防沙帶、南方丘陵山地帶,形成了一個(gè)整體生態(tài)安全的基本輪廓。作為自然地域單元,“屏障”和“帶”的區(qū)別不僅體現(xiàn)在空間形態(tài)上,更體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上。生態(tài)屏障的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和景觀格局相對復(fù)雜,提供的生態(tài)功能和服務(wù)復(fù)合多樣;生態(tài)帶往往由某一種生態(tài)系統(tǒng)類型主導(dǎo),提供單一或主體的生態(tài)功能和服務(wù)。“十四五”期間,我國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局也應(yīng)當(dāng)從“大寫意”向“工筆畫”邁進(jìn);在堅(jiān)持實(shí)施主體功能區(qū)戰(zhàn)略的過程中進(jìn)一步細(xì)化國土生態(tài)安全格局,形成我國自然生態(tài)安全格局的基本構(gòu)架,為國土空間生態(tài)修復(fù)提供總體布局指引。例如,黃土高原—川滇生態(tài)屏障在自然地理和生態(tài)區(qū)劃上不是一個(gè)整體,橫亙中央的秦嶺是我國南北分界線,秦巴山地具有維持生物多樣性、水源涵養(yǎng)、調(diào)節(jié)氣候等一系列突出生態(tài)功能,值得作為國家生態(tài)安全屏障進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)。又如,面向“共抓大保護(hù)”的長江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展戰(zhàn)略,亟待從流域水系統(tǒng)的角度,探討長江中下游湖泊、濕地等水體生態(tài)保護(hù)和修復(fù)。再如,作為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展生命線的海岸帶近年來出現(xiàn)自然岸線銳減、生態(tài)環(huán)境退化的趨勢,未來將海岸帶保護(hù)納入國土生態(tài)安全格局,將從陸海統(tǒng)籌的角度為海岸帶的整體生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供更有力支撐。在此基礎(chǔ)上,隨著北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶-南方喀斯特地區(qū)進(jìn)一步的生態(tài)修復(fù)和保護(hù),建議實(shí)施燕山—太行山生態(tài)保護(hù)與修復(fù),以及京杭大運(yùn)河綠色生態(tài)廊道建設(shè);建設(shè)幾條連接生態(tài)屏障和生態(tài)帶的南北廊道,形成“屏障-帶-廊道”網(wǎng)絡(luò)化的國家生態(tài)安全格局。
(2)以系統(tǒng)治理為目標(biāo),深入研究山水林田湖草沙多類自然資源要素和生態(tài)系統(tǒng)的相互作用關(guān)系及效應(yīng),因地制宜確定生態(tài)保護(hù)修復(fù)途徑,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。生態(tài)保護(hù)修復(fù)途徑可以分為保育特定物種或棲息地、保護(hù)區(qū)域生態(tài)、修復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)、重建喪失自我恢復(fù)能力的生態(tài)系統(tǒng)等方式。在濕潤和半濕潤地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受損程度較低的情況下,通過保護(hù)區(qū)域生態(tài)空間阻止人為擾動(dòng),可以較快地達(dá)成自然恢復(fù)效果。但在干旱與半干旱地區(qū),由于自然生態(tài)系統(tǒng)演替速度相對慢,往往需要采用人工輔助修復(fù)或生態(tài)重建的方式進(jìn)行灌木、喬木或草本的種植。但值得警惕的是,山水林田湖草沙要素之間在景觀尺度上是高度關(guān)聯(lián)的:干旱區(qū)林草植被的增加往往改變水循環(huán),而旱區(qū)土壤水、地下水對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的約束閾值尚具有不確定性。因此,需要意識(shí)到陸地生態(tài)系統(tǒng)并不是越“綠”越優(yōu)。對國土空間的人工生態(tài)修復(fù)和重建應(yīng)從自然地理規(guī)律出發(fā),貫徹質(zhì)量優(yōu)先、穩(wěn)定優(yōu)先的原則,科學(xué)評判區(qū)域地帶性植被的種植適宜性,在厘清自然資源要素相互作用關(guān)系及其資源環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)上,確定適于本地自然地域條件的恢復(fù)方式和山水林田湖草沙空間配置模式。
(3)以人地和諧為目標(biāo),進(jìn)一步將生態(tài)修復(fù)融入經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化建設(shè)中,助力國土空間格局優(yōu)化與民生福祉提升,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。國土空間生態(tài)修復(fù)的對象并不局限于自然生態(tài)系統(tǒng)本身,而是同時(shí)貫穿著城鎮(zhèn)、農(nóng)田、工礦等各種國土空間社會(huì)要素。生態(tài)安全的主體是人,目標(biāo)是在保持生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上維持和提升人類福祉,因而民生福祉從需求側(cè)的角度進(jìn)一步明確了國土空間生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)和效益。提供優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品、提升區(qū)域民生福祉,是“綠水青山就是金山銀山”理念下國土空間生態(tài)修復(fù)的重要使命。目前,我國國土空間生態(tài)修復(fù)通過山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的布設(shè),為部分區(qū)域綠色發(fā)展夯實(shí)了良好的生態(tài)本底。未來,在繼續(xù)推進(jìn)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的基礎(chǔ)上,有待強(qiáng)化鄉(xiāng)村生態(tài)振興中的農(nóng)田生產(chǎn)和生態(tài)功能的提升、新型城鎮(zhèn)化目標(biāo)下的城市生態(tài)品質(zhì)提高、推進(jìn)能源革命趨勢下的綠色礦山建設(shè)等生產(chǎn)、生活過程中的國土空間生態(tài)修復(fù)核心地位。從優(yōu)化國土空間格局的角度出發(fā),全面落實(shí)將生態(tài)文明建設(shè)融入政治、文化、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)建設(shè)中。
加強(qiáng)人地耦合系統(tǒng)研究,支撐國土空間生態(tài)修復(fù)
國土空間生態(tài)修復(fù)通過對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、修復(fù)和重建,為提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性、守住自然生態(tài)安全邊界提供了具體行動(dòng)指南,也是對“綠水青山就是金山銀山”理念的直接詮釋。考慮到我國國土面積遼闊、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣和社會(huì)發(fā)展水平差異較大,深入理解不同區(qū)域人地關(guān)系是支撐國土空間生態(tài)修復(fù)、促進(jìn)人與自然和諧共生的科學(xué)前提。面向高質(zhì)量發(fā)展總體要求,有待從以下?4?個(gè)方面深入理解地理環(huán)境和人類活動(dòng)兩個(gè)子系統(tǒng)的耦合機(jī)制,為國土空間生態(tài)修復(fù)的全面開展夯實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)。
(1)需要從生態(tài)與社會(huì)耦合指標(biāo)的角度,分類識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)退化驅(qū)動(dòng)機(jī)制,統(tǒng)籌明確生態(tài)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系。一方面,生態(tài)系統(tǒng)退化往往是氣候變化和人類活動(dòng)共同作用下導(dǎo)致的,且在不同地域中二者的貢獻(xiàn)程度有很大差異。如果只聚焦生態(tài)系統(tǒng)退化過程及其空間格局,而忽視退化過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,則將重走“末端問題治理”的老路,不能達(dá)成“源頭預(yù)防”的效果?。所謂生態(tài)修復(fù)中的“源頭預(yù)防”,就是要通過解耦方法,分類優(yōu)化人地系統(tǒng)中對生態(tài)系統(tǒng)退化格局形成起主導(dǎo)作用的?1?個(gè)或多個(gè)自然、社會(huì)指標(biāo)。另一方面,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性的眾多指標(biāo)對區(qū)域生態(tài)安全的貢獻(xiàn)是不一而足的。在生態(tài)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立中,需要對特定地域生物多樣性保護(hù)、生態(tài)產(chǎn)品供給等多重目標(biāo)統(tǒng)籌考慮,找到整體上對生態(tài)安全影響最大的幾個(gè)指標(biāo)作為重點(diǎn)考評對象。
(2)需要從生態(tài)與社會(huì)要素耦合層次的角度,從生物地理和生態(tài)功能多個(gè)層次識(shí)別重點(diǎn)修復(fù)區(qū)域。國土空間中的生態(tài)與社會(huì)要素共存于同一個(gè)地域單元之中,該地域單元在空間尺度上可以是生態(tài)系統(tǒng)、景觀、流域或區(qū)域,在屬性層次上可以是要素、結(jié)構(gòu)、功能。在生態(tài)修復(fù)中,應(yīng)同時(shí)考慮尺度的空間嵌套和屬性的層次遞進(jìn),因此有必要采用地理區(qū)劃的方式達(dá)成對國土空間的綜合認(rèn)知。面向生態(tài)修復(fù)過程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉級聯(lián)關(guān)系的有效表征,可以采用生物地理區(qū)劃、生態(tài)功能區(qū)劃相嵌套的手段,納入氣候變化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為外部變量,構(gòu)建干擾導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化程度、基于生物地理屬性的生物多樣性保育、基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)功能提升多層次指標(biāo)體系提出區(qū)劃方案。從而使識(shí)別出的國土空間生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域,同時(shí)能夠反映生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持和生態(tài)產(chǎn)品供給等多重目標(biāo)。
(3)需要從生態(tài)與社會(huì)耦合效應(yīng)的角度,以時(shí)空流動(dòng)的視角認(rèn)識(shí)生態(tài)修復(fù)下國土空間生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的區(qū)域權(quán)衡或協(xié)同。國土空間生態(tài)修復(fù)的生態(tài)和社會(huì)效應(yīng)不僅是多元的、交互的,而且是時(shí)空流動(dòng)的,人地耦合系統(tǒng)理論中的遠(yuǎn)程耦合(telecoupling)框架即通過發(fā)送系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、溢出系統(tǒng)的拆分解釋了這種流動(dòng)性。目前,遠(yuǎn)程耦合框架已被改進(jìn)為全程耦合(metacoupling)框架,即在遠(yuǎn)程耦合的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加了鄰域耦合(pericoupling)和內(nèi)部耦合(intracoupling)。基于全程耦合框架下的國土空間生態(tài)修復(fù)有待在修復(fù)本地效應(yīng)評價(jià)的基礎(chǔ)上,定量識(shí)別修復(fù)過程中國土空間生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的鄰域響應(yīng)和遠(yuǎn)程響應(yīng),從而為生態(tài)修復(fù)績效評估提供全面依據(jù)。
(4)需要從生態(tài)與社會(huì)耦合模型的角度,發(fā)展人地系統(tǒng)耦合模型以預(yù)測生態(tài)修復(fù)對可持續(xù)發(fā)展的支撐。當(dāng)前,地球表層系統(tǒng)研究正在從“多元”走向“系統(tǒng)”,大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)步為可持續(xù)發(fā)展問題的系統(tǒng)分析提供了重要工具。未來的人地關(guān)系研究將要進(jìn)入對復(fù)雜人地系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)的模擬階段,而地理環(huán)境和人類活動(dòng)兩個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匹配和路徑識(shí)別依然是人地系統(tǒng)模擬的關(guān)鍵。因此,亟待重點(diǎn)研發(fā)面向可持續(xù)發(fā)展機(jī)理的人地系統(tǒng)耦合模型,以發(fā)揮其在國土空間生態(tài)修復(fù)空間選址、時(shí)序排布、工程遴選、效用評估、決策協(xié)同等方面的重要價(jià)值,從而使國土空間生態(tài)修復(fù)成果在未來較長時(shí)間內(nèi)有力支撐國家和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。
(作者:傅伯杰,中國科學(xué)院 發(fā)展中國家科學(xué)院 美國人文與科學(xué)院 英國愛丁堡皇家學(xué)會(huì) 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 北京師范大學(xué) 國際地理聯(lián)合會(huì)。《中國科學(xué)院院刊》供稿)