國土空間生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)初探
在當前加強生態(tài)文明建設的大背景下，國土空間生態(tài)修復正處在多目標協(xié)同治理、全要素全過(guò)程耦合的重要發(fā)展階段。如何快速推進(jìn)國土空間生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)生態(tài)系統質(zhì)量與穩定性提升，守住自然生態(tài)安全邊界，成為實(shí)現“人與自然和諧共生”核心愿景的關(guān)鍵問(wèn)題。
國土空間生態(tài)修復面臨的新形勢
工業(yè)文明以來(lái)，生境損失、環(huán)境污染等典型生態(tài)系統受損問(wèn)題逐漸顯現。全球氣候變化和城市化背景下，“社會(huì )—經(jīng)濟—自然”復合生態(tài)系統的復雜性愈發(fā)凸顯，與經(jīng)濟社會(huì )快速發(fā)展伴生的人地矛盾突出，供給、調節、文化等多項生態(tài)系統服務(wù)供需不均衡加劇。面對人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的多重挑戰，新時(shí)期生態(tài)文明建設理念引領(lǐng)了“山水林田湖草沙冰”一體化保護和修復的戰略訴求，“人與自然和諧共生”成為人類(lèi)發(fā)展的核心愿景。由此，國土空間生態(tài)修復概念應運而生，其更強調全域、全要素、全過(guò)程的系統性思維，更注重從保護自然中尋找發(fā)展機遇，探索符合自然生態(tài)、社會(huì )經(jīng)濟規律的發(fā)展路徑。
國土空間生態(tài)修復是實(shí)現氣候治理目標、增強人類(lèi)社會(huì )對于全球變化適應性的重要抓手。2020年9月，在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )上，中國政府莊重承諾2060年前實(shí)現碳中和目標。碳達峰、碳中和已是國土空間治理現代化的重要內容。因此，如何結合美麗中國建設目標，通過(guò)國土空間治理創(chuàng )新，發(fā)揮國土空間治理作用，構建低碳導向的土地利用格局與治理體系，踐行綠色復蘇的氣候治理新思路，是當前亟待回答的重大課題。
國土空間生態(tài)修復是落實(shí)“雙重”規劃、實(shí)現國土空間治理的重要形式。2020年，伴隨著(zhù)《全國重要生態(tài)系統保護和修復重大工程總體規劃（2021—2035年）》和《山水林田湖草生態(tài)保護修復工程指南（試行）》的印發(fā)，國土空間生態(tài)修復工作有了科學(xué)方法指引。在國土生態(tài)安全網(wǎng)絡(luò )格局構建背景和生態(tài)文明理念指引下，國土空間生態(tài)修復地位持續提升，不僅成為新時(shí)期生態(tài)文明思想統領(lǐng)下的國家重大戰略任務(wù)，且逐漸成為現階段國土空間治理的重要形式，也是落實(shí)“雙重”規劃的重要抓手。
生態(tài)修復技術(shù)體系是支撐一體化保護修復、促進(jìn)生態(tài)修復成效顯現的重要工具。國土空間生態(tài)修復是支撐復合生態(tài)系統健康穩定與和諧發(fā)展的重要途徑。全面統籌“山水林田湖草沙冰”全要素，構建新的技術(shù)體系，科學(xué)分區系統治理，合理量化評估技術(shù)效果等，不僅需要全流程管理思維下的科學(xué)實(shí)驗予以驗證，更需要完備的技術(shù)體系作支撐。
生態(tài)修復理念與技術(shù)的發(fā)展
國際上生態(tài)修復理念起源于19世紀后期～20世紀中期，當時(shí)以資源利用管理為導向，生態(tài)修復目標較為單一，且以人為干預的工程措施為主要修復手段。20世紀后期，生物多樣性維系、水土保持、大氣環(huán)境改善等也被納入生態(tài)修復需求，因此，面向不同類(lèi)型自然生態(tài)系統，保護與修復逐漸關(guān)注綜合目標與生態(tài)效益。我國生態(tài)修復源起于20世紀80年代，強調通過(guò)生態(tài)工程實(shí)現退化、損傷或破壞生態(tài)系統的重建，如三北防護林建設、退耕還林工程等，該階段生態(tài)修復的核心理念是基于人工干預措施直接應對國土空間生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題。
近年來(lái)，在全球可持續發(fā)展目標指引下，再野化、基于自然的解決方案等先進(jìn)生態(tài)修復理念得到了廣泛認可和應用，我國生態(tài)修復的應用范圍也由最初的場(chǎng)地尺度、單一對象等轉為更宏觀(guān)、涵蓋多種生態(tài)系統的國土空間生態(tài)修復，呈現出新載體、全要素、多尺度的新發(fā)展格局。以“山水林田湖草沙冰”一體化保護和修復為代表的國土空間生態(tài)修復，正在經(jīng)歷著(zhù)從早期地方試點(diǎn)走向國家頂層設計、從重大工程布局到科學(xué)評估長(cháng)期監管的關(guān)鍵轉型時(shí)期，對實(shí)現人與自然和諧共生、多目標協(xié)同的可持續發(fā)展具有重要戰略意義。
目前，空間規劃、重大工程、政策保障已經(jīng)成為開(kāi)展國土空間生態(tài)修復的重要抓手，國際上涌現出以生態(tài)網(wǎng)絡(luò )建設、近自然生態(tài)工程、生態(tài)補償制度等為代表的諸多典型案例，貢獻了生態(tài)修復技術(shù)的成功經(jīng)驗。我國也在政策和實(shí)踐等層面開(kāi)展了諸多探索：2016年以來(lái)，中央財政支持實(shí)施35個(gè)“山水林田湖草”一體化保護和修復工程；《山水林田湖草生態(tài)保護修復指南（試行）》吸收了國際先進(jìn)理念，首次對我國國土空間生態(tài)修復理念方法和技術(shù)框架進(jìn)行了頂層設計，成為我國第一個(gè)按照“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”理念系統指導我國生態(tài)保護修復實(shí)踐、帶有通則性質(zhì)的規范。
目前國土空間生態(tài)修復存在的問(wèn)題
我國國土空間生態(tài)保護修復目前仍存在一些問(wèn)題，特別表現在我國國土空間生態(tài)修復技術(shù)發(fā)展尚不成熟，體系尚不完備，不足以支撐當前迫切的生態(tài)修復需求等方面。
一是調查技術(shù)目前主要圍繞水、土壤、生物等單要素開(kāi)發(fā)，適用于多尺度的調查評價(jià)標準尚不完備，難以滿(mǎn)足一體化保護修復的基本信息需求。生態(tài)問(wèn)題識別和診斷缺少系統分析，導致問(wèn)題診斷不全面、不準確。同時(shí)，評估技術(shù)主要關(guān)注生態(tài)安全、風(fēng)險、生態(tài)系統服務(wù)、資源環(huán)境承載力等方面，缺少先進(jìn)適用技術(shù)的多方案比選。
二是生態(tài)修復的規劃與布局基于不同的空間層級，技術(shù)側重點(diǎn)各有不同，但仍缺乏陸海統籌、時(shí)空協(xié)調的國土空間規劃技術(shù)， 面向多層級、系統修復目標的生態(tài)修復優(yōu)先區不明確，生態(tài)修復工程布局難以有的放矢。
三是空間及要素統籌不足，綜合性的系統修復技術(shù)亟待聯(lián)合攻關(guān)。目前各類(lèi)修復技術(shù)主要作用于生態(tài)空間，集中在森林、海洋、河流和山體等自然資源單要素修復領(lǐng)域，城鎮和農業(yè)空間多目標協(xié)同的生態(tài)修復技術(shù)體系尚不完備，三類(lèi)空間缺乏要素耦合、空間統籌的技術(shù)集成研究。
四是效果評價(jià)目前多采取依托于遙感影像的單指標對比評估，或采用生態(tài)恢復分級評價(jià)生態(tài)修復程度。但評價(jià)結論嚴重依賴(lài)于資料完備性和遙感影像的時(shí)空分辨率，這對相關(guān)新技術(shù)的研發(fā)提出了更高要求。同時(shí)，現有技術(shù)中缺乏對人為主動(dòng)干預和價(jià)值觀(guān)取向等生態(tài)修復隱含要素的科學(xué)考量，社會(huì )經(jīng)濟系統與人文系統、生態(tài)系統的交互關(guān)系未引起足夠重視，生態(tài)系統服務(wù)的域外效應、跨區域流動(dòng)過(guò)程尚不明晰。
生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域與研究方向思考
國土空間生態(tài)修復技術(shù)按照項目開(kāi)發(fā)時(shí)序，涵蓋了國土空間生態(tài)修復的前期調查評價(jià)技術(shù)、中期規劃設計施工技術(shù)、及后期監測、績(jì)效評價(jià)技術(shù)等。面對“生態(tài)問(wèn)題是什么、在哪兒實(shí)施更科學(xué)、怎么修復更合理、修復效果怎么樣”的國土空間生態(tài)修復重大科學(xué)問(wèn)題，根據當前國土空間生態(tài)修復技術(shù)不足和功能需求，筆者按照問(wèn)題診斷、分區治理、分類(lèi)修復和功能提升四個(gè)目標提出7類(lèi)生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)，分別對應生態(tài)調查與評估、生態(tài)規劃與布局、空間及要素統籌修復、修復效果評價(jià)四大項目實(shí)施環(huán)節，以期實(shí)現全域、全要素、全過(guò)程的國土空間系統修復。
重大生態(tài)問(wèn)題監測與治理技術(shù)。水土流失、石漠化、荒漠化等典型區域重大生態(tài)問(wèn)題的監測與治理是當前國土空間生態(tài)修復的基本任務(wù)。未來(lái)亟須開(kāi)展我國主要生態(tài)問(wèn)題的多尺度監測與評估，研究典型區域重大問(wèn)題的成因與時(shí)空演變機制、基于自然的解決方案分級分類(lèi)協(xié)同治理生態(tài)問(wèn)題、基于未來(lái)氣候和土地利用變化情景研發(fā)典型區域重大生態(tài)問(wèn)題治理成效的監測與預警技術(shù)，構建和強化面向生態(tài)問(wèn)題治理的國土空間用途管制體系。特別是在全球氣候變化和城市化演變進(jìn)程中，實(shí)現碳中和、生物多樣性保護等目標已經(jīng)成為當前國家和地區發(fā)展的重大戰略訴求，必須深入明晰生態(tài)問(wèn)題治理與區域重大戰略目標的協(xié)同機制與實(shí)現路徑。
一體化生態(tài)修復優(yōu)先區識別技術(shù)。明確生態(tài)修復空間層級和基本單元是布局國土空間生態(tài)修復重大工程的重要依據。依托地理學(xué)、生態(tài)學(xué)及景觀(guān)生態(tài)學(xué)等多學(xué)科交叉，未來(lái)須深化“山水林田湖草生命共同體”的理論內涵與關(guān)鍵技術(shù)支撐，明晰“山水林田湖草沙冰”等多要素綜合的一體化生態(tài)修復基本空間單元的劃分方法，進(jìn)一步構建面向多層級修復目標協(xié)同的生態(tài)地理分區、生態(tài)安全格局構建技術(shù)體系。具體而言，應關(guān)注土地退化風(fēng)險、生態(tài)系統脆弱性和敏感性等評估體系構建，發(fā)展多尺度生態(tài)安全閾值研判和系統預警方法，研發(fā)生態(tài)安全屏障、重點(diǎn)生態(tài)功能區、自然保護地體系、一體化修復優(yōu)先區等關(guān)鍵地域定量識別技術(shù)。
城鎮、農業(yè)和生態(tài)空間統籌修復技術(shù)。作為國土空間的三大基本類(lèi)型，城鎮、農業(yè)和生態(tài)空間承擔著(zhù)居民生產(chǎn)生活、生態(tài)服務(wù)或產(chǎn)品供給的關(guān)鍵功能，明確城鎮、農業(yè)和生態(tài)空間統籌修復技術(shù)是平衡區域發(fā)展與保護的基本途徑。在深化退化生態(tài)空間綜合修復技術(shù)的基礎上，應研發(fā)城市化地區可持續發(fā)展與生態(tài)安全協(xié)同技術(shù)，構建農業(yè)空間土地可持續管理與生態(tài)系統服務(wù)協(xié)同提升技術(shù)，進(jìn)一步提出城鎮空間和農業(yè)空間復合生態(tài)系統的韌性提升途徑，構架城鎮、農業(yè)和生態(tài)空間中結構失衡、功能紊亂、綜合效益低下的沖突區域識別與監管體系，發(fā)展全域、全要素、全過(guò)程的多尺度國土空間統籌修復技術(shù)。
礦山生態(tài)修復技術(shù)。礦山是兼具自然資源供給和劇烈人類(lèi)活動(dòng)干擾的典型區域，礦山開(kāi)采伴隨著(zhù)高強度生態(tài)系統退化與損害，因此礦山生態(tài)修復是當前開(kāi)展國土空間生態(tài)修復的重要抓手。面向礦山開(kāi)采全流程，未來(lái)亟須明晰不同受損程度、恢復階段的礦山全生命周期關(guān)鍵調控因素，探究“礦區自然—社會(huì )復合生態(tài)系統”時(shí)空演變模式與調控技術(shù)，研發(fā)礦區及相關(guān)流域“土壤—植被—水耦合系統”的風(fēng)險評估與預警防控技術(shù)，特別關(guān)注礦區土壤重構、植被重建、地表—地下水系統修復、高陡硬質(zhì)邊坡修復、生物多樣性保護與重構等關(guān)鍵技術(shù)體系研發(fā)。
水平衡監管與預警技術(shù)。調控水資源供需均衡與動(dòng)態(tài)平衡是實(shí)現生態(tài)系統可持續管理的基礎保障，發(fā)展水資源監管與預警技術(shù)也是國土空間生態(tài)修復的優(yōu)先領(lǐng)域�；趪液畬犹綔y與三維可視化技術(shù)提升，需要明晰不同區域大氣降水、地表水、地下水、固態(tài)水等多種類(lèi)型水資源的相互轉化規律和動(dòng)態(tài)平衡原理，建立水資源數量與結構優(yōu)化配置技術(shù)體系，研發(fā)面向水資源質(zhì)量提升的可持續生態(tài)系統評估與治理修復技術(shù)。特別是在水資源確權管理背景下，應建立水平衡“監測—模擬—預警”的全過(guò)程監管體系，推進(jìn)國土空間規劃和生態(tài)修復規劃水資源控制指標的閾值厘定技術(shù)研發(fā)。
近海與海島（礁）生態(tài)安全保障技術(shù)。近海與海島（礁）作為陸地生態(tài)系統和海洋生態(tài)系統的重點(diǎn)過(guò)渡與耦合區域，未來(lái)亟待明晰近海生態(tài)風(fēng)險防范途徑與海島（礁）可持續管理體系。一方面，要構建近海富營(yíng)養化、有害藻華、缺氧、酸化等多重海洋生態(tài)災害的實(shí)時(shí)立體監測與預警技術(shù)，研究近海生態(tài)系統對人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化的響應機制與穩定性提升技術(shù)；另一方面，要探究海島（礁）形成與演化和海洋環(huán)境變化規律，研究島體結構與工程安全的監測與評估方法，建立海島（礁）開(kāi)發(fā)保護多目標統籌下的資源綜合利用技術(shù)體系。當前，尤其需要關(guān)注沿海紅樹(shù)林濕地生態(tài)價(jià)值，發(fā)展關(guān)鍵生態(tài)系統服務(wù)特別是碳匯核算體系，研發(fā)面向碳匯能力提升的近海生態(tài)修復技術(shù)。
生態(tài)系統質(zhì)量與穩定性提升技術(shù)。生態(tài)系統健康水平及其抵抗外界干擾的穩定性決定了國土空間生態(tài)修復的對象與層級的狀態(tài)。以生物多樣性保護與安全利用技術(shù)研究為基礎，未來(lái)需要構建面向生態(tài)系統結構、過(guò)程與功能的監測和評估技術(shù)，以及生態(tài)風(fēng)險預警體系，并適時(shí)提出生態(tài)系統質(zhì)量與穩定性提升的系統解決方案與重點(diǎn)工程布局。此外，綜合考慮社會(huì )系統需求及其與生態(tài)系統的時(shí)空耦合關(guān)系，須研發(fā)多尺度參數本地化的生態(tài)系統服務(wù)評估技術(shù)，明晰全程耦合框架下生態(tài)系統服務(wù)的跨區域流動(dòng)過(guò)程，研究面向不同類(lèi)型工程和政策的生態(tài)補償機制，研發(fā)國土空間生態(tài)修復工程與政策成效量化的關(guān)鍵技術(shù)。
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