生态用地需求与配置研究进展

刘鹏举, 夏艳玲, 胡业翠,3

生态用地需求与配置研究进展

刘鹏举1, 夏艳玲2, *, 胡业翠1,3

1. 中国地质大学（北京）土地科学技术学院, 北京 100083 2. 鲁东大学资源与环境工程学院, 烟台 264039 3. 自然资源部土地整治重点实验室，北京 100035

在人类发展过程中, 资源与生态环境一直是一个不可规避的话题。人类发展必将占用生态资源, 但必须保障其生态系统服务功能, 否则并将带来一系列生态环境问题。人需与自然和谐共生, 这使得我们要充分了解自然规律和生态系统的服务功能。文章运用文献综述法并借用Cite space分析, 识别生态用地研究重点, 从生态用地概念与划分、生态用地的需求测算以及生态用地的价值评估方面入手, 总结了国内外研究成果, 并对生态用地配置提出了几点展望。目前来看生态用地的概念和划分还没有统一的界定, 但对生态用地的理解已越来越成熟; 生态用地的需求测算是生态用地研究的难点; 基于Cite space分析结果, 生态系统服务价值是生态用地研究的着手点以及研究的热点。

土地科学; 生态用地; 需求测算; 生态系统服务; 用地配置

0 前言

在我国, “生态用地”一词最早由董雅文[1]提出, 其将生态要素空间统称为生态用地。近年来, 人们对生态用地的认识不断加深。生态用地为人类提供生态系统服务和生态产品, 是维持生态平衡的重要保障, 关系到人类生态文明和可持续发展。历史经验表明, 发达国家城市化发展进程中, 由于生态用地被粗放占用, 生态环境遭到了破坏并产生巨大的危害。当前, 在我国快速发展的城市化进程中, 也有生产、生活用地破坏/占用生态用地的现象。但另一方面, 由于对生态用地的理解不到位, 对生态用地的用途管控也限制了当地经济的发展。习近平总书记反复强调, 经济发展不应是对资源和生态环境的竭泽而渔, 生态环境保护也不应是舍弃经济发展的缘木求鱼, 坚持经济社会与生态环境的协调发展。

在我国实践工作中, 对生态用地的利用和管理越来越重视, 如张德平等[2]针对规划编制提出“规划修编, 别落了生态用地”, 强调要保证生态用地与农用地、建设用地三者的基本平衡, 使各类生态系统用地得到保证。在国家层面上, 如2008年《全国土地利用总体规划纲要(2006—2020年)》中提出“严格保护基础性生态用地”、“严格控制对基础性生态用地的开发利用”、“严禁改变生态用地用途”。2010年国务院印发的《全国主体功能区规划》中提出要“加大生态用地的保护力度”。2015年《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》一文中提出“适当增加生活空间、生态用地, 保护和扩大绿地、水域、湿地等生态空间。”因此, 如何确保证生态环境的安全和稳定, 如何合理配置生态用地, 使其与经济社会发展相协调是当前亟待解决的问题。

1 生态用地概念与类型划分

在国外的研究和土地分类中并未将生态用地加以明确提出, 但生态用地的理念与思想已经广泛得到应用[3, 4]。如欧洲土地利用分类体系中森林和半自然区、沼泽地、水体具备生态类型的共同特征[3]。COSTANZA等[5]按生态系统服务功能将全球分为海洋(包括开阔的海洋和沿海)和陆地(包括森林、草地/牧场、沼泽地、湖泊/河流、沙漠、苔原、冰川/岩石、农田和城市)两大系统。同时, 对土地资源生态要素的合理保护与利用在很多国家得到开展[4], 例如美国在西部12州实施的以国家公园、国家森林、自然保护区等为主的土地规划, 实际上就是旨在生态用地的规划、保护和利益[6]。

我国生态用地的概念和分类体系研究颇多。我国对生态用地概念的理解主要是从其生态服务功能方面考虑[7, 8, 9], 指以提供生态服务功能为主要用途, 对维持区域生态平衡和可持续发展起重要作用的土地利用类型[4]。另外有从法学和伦理学角度提出, 把保障人类生态安全和发挥生态功能为主的用地界定为生态用地[10]。在生态用地分类体系上, 总的来说主要有三类划分方式: 从土地覆被类型方面、从土地利用程度方面和综合二者的划分方式[11]。如岳健等[7]在解决我国土地利用分类体系中“未利用土地”问题的同时提出将生态用地划分为生态林地、生态水域及湿地、生态草地、生态裸露地、生态保护区用地、建设用地内的绿地及景观用地; 邓红兵等[3]认为生态用地按照生态系统服务不同可分为自然用地、保护区用地、休养与休闲用地和废弃与纳污用地4个二级类和20个三级类型。王静等[12]从中国生态功能分区和土地利用现状考虑, 将生态用地分为主导功能生态用地(包括湿地生态系统、荒漠生态系统和其他)以及多功能生态用地(包括林地生态系统、草地生态系统、耕地生态系统和其他), 用来服务于国家自然资源的综合管理。

2 生态用地的需求测算与配置

生态用地规划的难点在于生态用地需求的测算。现有的生态用地测算主要有经验法、生态功能区识别法和生态供需平衡法。

2.1 经验法

经验法主要是从国内外历史时期生态格局经验以及在生态研究、生态修复管理等过程中的经验和教训, 分析生态用地对生态环境的支持作用和当地区域经济发展状况, 以此确定最少/最优的生态用地保护格局。世界各大城市的生态用地比例一般在50%以上, 大于60%为良好水平, 例如北京的生态用地比率为63%, 堪培拉65%, 新加坡50%, 伦敦63%[13, 14]。

国际上, 例如联合国可持续发展委员会(UNCSD)提出《21世纪议程》。在我国, 也相应制定了《中国21世纪议程》。另外国家住建部于1992年制定了“国家园林城市评选标准(试行)”, 并在十几年的实践探索中形成了“国家园林城市系列标准”, 如表1。

2019年由国家市场监督管理总局和中国国家标准化管理委员会发布的最新的国家森林城市评价标准, 给出以下标准, 如表2。

结合国家标准, 张浪等[14]、谢贝贝[15]分别研究了上海市生态用地控制机制。

表1 国家园林城市系列标准(建城〔2016〕235号)(部分)

表2 国家森林城市评价标准GBT37342—2019(部分)

2.2 生态功能区识别法

生态功能区识别法指的是, 生态用地的确定是基于对区域生态功能的评价, 从而确定极重要、极敏感、最需要保护的区域, 以此划分生态用地保护安全格局。如韩冬梅[16]结合生态用地敏感性的分级, 对临沂市生态用地进行了规划布局。谢花林[13]通过景观格局的分析评价并结合CA模拟技术, 对京津冀地区生态用地进行了调控研究; 李冉[17]通过测算生态环境压力构建生态用地需求模拟模型, 评价出生态压力等级, 制定了生态用地的空缺。

此类生态用地的划定方法, 比较权威的是生态保护红线的划定。在实践过程中, 目前各省的生态保护红线划定比例多在20%—30%之间, 西部地区大一些[18]。但这种生态用地功能的识别, 对实际生态用地需求识别缺位, 主要针对生态安全格局的核心区的进行保护, 尚未做到“量”的指引。

2.3 供需平衡法

供需平衡法强调对生态用地供给和人类需求方面的平衡。这类方法的研究主要有生态足迹法和碳氧平衡法。

(1)生态足迹法

生态足迹(Ecological Footprint)是指一个地区生产人类所消费的所有资源和吸纳人类所产生的所有废弃物所需要的生物生产土地的总面积和水资源量[19]。通过计算生态足迹和生态承载力可以判断一个地区经济的发展是否处于生态承载范围之内, 一个地区的发展是否具有可持续。生态足迹法将人类活动消耗的资源量和同化人类产生的废弃物所需要生态空间按比例折算到生物生产性土地面积上, 同时将生态用地按照产量因子、均衡因子换算成统一的生物生产性用地, 以此判断生态盈余或赤字状况[20, 21]。生态足迹的一个难点在于产量因子、均衡因子的测算, 容易造成实际均衡面积的偏离。其不足之处也正如WACKERNAGEL[22]所言, 生态足迹分析没有将生态系统服务功能描述完全, 另外该方法为静态分析, 无法反映未来的趋势, 但在定量表征人类活动对生态系统影响和需求方面无疑是有效的。

(2)碳氧平衡法

另一种供需平衡法是碳氧平衡法。由于生态系统功能复杂难以量化, 碳氧平衡法的思路是根据“木桶法则”和“最小因子定律”, 在土地生态功能中筛选出无法替代、不能交易、数量稀缺的生态功能作为生态用地需求测算基础和依据[23]。其中由于碳、氧元素对于人类及动植物生存环境具有极其重要的地位, 同时一定区域间空气运动是相对稳定的, 因此通过碳氧平衡反映生态用地的气体调节功能是可行的。根据释碳耗氧量, 以林地和耕地为基准, 就可以折算出生态用地需求总量。目前碳氧平衡法得到了有效的利用, 如张颖等[23]应用碳氧平衡法对郑州生态用地进行了测算, 为编制土地利用总体规划提供科学依据。汤洁等[24]以吉林省通榆县为例, 运用碳氧平衡探索了当地的生态用地的需求。吴涛等[25]运用碳氧平衡法进行了广州市生态用地的供需测算。沙建雄[26]基于碳氧平衡法进行了四川省的生态用地优化分析。

碳氧平衡法具有可行的和可操作性, 但实际应用过程中, 也表现出一定的局限性, 由于空气是一个流动的过程, 碳氧平衡法的应用尺度很难把握, 由于生态用地固碳释氧比例难以测算, 不同的计算方法得出的结构就会有很大的差异, 另外碳氧平衡法不能全面反映生态用地的服务功能, 其本身选用的固碳释氧指标也不能全面反映固碳释氧的能力。

3 基于生态系统服务的生态用地配置

生态用地对人类生活发挥着宝贵而不可代替的作用, 对生态用地的需求, 最核心的就是对其生态功能的需求。因此, 生态用地配置的另一个合理有效的思路就是生态服务功能的测算, 通过测算区域生态系统服务价值, 从而对生态用地的需求进行量化。生态系统服务是20世纪后期迅速发展起来的一门交叉性学科, 并迅速成为当前的研究热点[27]。生态系统服务功能是指生态系统与生态过为人类提供的赖以生存的生态空间、生态环境和起到的重要作用[28]。在国外研究中DAILY[29]将生态系统服务功能分为13项, COSTANZA等[5]在评估全球生态系统服务功能时, 提出17种功能。欧阳志云[30]将生态系统服务功能概略地分为两大类, 一类是生态系统产品, 一类是人类赖以生存的环境, 虞依娜等[31]在此基础上增加了一类, 即生态系统为人类提供的娱乐消闲与美学享受。同时, 生态系统服务价值的评估特别是在COSTANZA等[5]在《Nature》上关于全球生态系统服务和自然资本价值的论文的发表, 引起了人们广泛的关注。中国学者欧阳志云[32, 33]、谢高地等[34]对生态系统服务的研究进展做出了重要贡献。

在中国知网(CNKI)以“生态用地”为主题检索, 剔除报刊文本, 筛选出1996—2019年共535篇论文, 并利用Cite space进行论文关键字计量分析得到图1, 可以看出, 生态系统服务和生态系统服务价值在生态用地研究中得到极大的关注, 可做为生态用地需求测算和配置的着手点。

图1 基于CNKI的“生态用地”研究论文关键词共现分析

Figure 1 Co-occurrence analysis of keywords "ecological land" based on CNKI

生态系统服务价值评估是基于基础数据、生态学原理、经济学和社会学等一系列方法, 从货币价值量的角度进行定量评估, 市场价值理论是开展生态系统服务价值评估研究的基础[27]。根据评估市场技术的不同, 可将生态系统服务功能的评估方法分为两类: 一类为替代市场技术。它以消费者剩余和“影子价格”来作为评估依据, 有人力资本法、市场价格法、机会成本法、生产函数法、旅行费用法、影子工程法和享乐价值法等; 另一类为模拟市场技术, 它以支付意愿和净支付意愿来来作为评估依据, 目前此类评价方法只有条件价值法[28], 并被认为是可用于非利用价值评估的唯一方法[35]。

基于生态系统服务价值的生态用地/土地利用研究逐渐受到重视, 如袁殷等[36]通过构建生态系统服务价值阻力面, 应用最小累积阻力模型, 进行了土地利用变化分区模拟, 对曹妃甸新区的土地利用空间进行了优化研究。杨磊等[37]通过估算上海市各区县生态系统服务功能价值, 并与GDP相结合计算出生态安全系数, 通过各区县比较分析, 对浦东新区生态用地提出优化策略。熊善高等[38]通过估算生态系统服务价值, 将生态系统服务功能重要性进行分级并结合生态敏感性分析, 对南宁市生态空间的划定提供了参考与借鉴。段新辉[39]在满足社会经济发展需求的条件下, 用生态系统服务价值最大化法, 测算了生态用地的需求, 并应用于徐州的用地配置。

4 结论

总体来看, 生态用地的配置研究是现今热点的话题, 不论从其理论研究还是实践价值方面。生态环境与经济发展息息相关, 其重点在于资源环境与经济发展的协调。我们既不能放任生态环境无序破坏, 也不能舍本逐末, 控制关乎人类命运的生产、生活空间。通过生态用地的需求测算和配置, 让生态系统发挥其最充分/最优的功能效益, 从而助推社会经济的发展。生态用地的配置涉及到人与自然的话题。马克思曾说过, “自然界是人类的无机身体”, 人必须“尊重自然、顺应自然、保护自然”, 人与自然要做到和谐共生, 就需要我们把握自然规律, 全面了解生态系统服务功能。

在生态用地需求测算与配置问题研究方面, 虽然有诸多方法, 但基于生态系统服务价值的研究最为科学合理, 也是国内外专家学者在生态用地配置方面着重研究的角度。在生态用地配置实际工作中, 国外往往以景观规划为主导, 我国主要涉及“三区三线”划定以及国土空间规划中生态空间的划定。但针对生态系统服务价值的研究同时也可以看出, 相关研究还尚粗浅, 其评估基础也尚不扎实, 如COSTANZA[5]指出生态系统服务价值是基于当前生态系统服务的个人支付意愿, 但由于个人可能不了解情况, 他们的偏好无法充分反映生态系统的服务价值; 另一方面, 学者对生态系统服务功能的理解也不到位, 生态系统可能带来负功能价值, 如遭受农药化肥污染的农田生态系统会对人类健康和生物传粉带来危害, 这些都会对生态用地的需求测算造成影响。生态系统服务价值评估方法需要完善, 但毋庸置疑生态系统服务价值评估是生态用地配置的有力工具, 通过对一个地区生态系统服务价值进行动态分析, 系统了解其功能价值, 从而以此测定生态用地需求, 并借鉴国内外典型地区实践经验, 可制定本地区有力的可持续发展规划。

5 展望

总结国内外研究经验和不足, 针对生态用地的研究和实践工作, 本文有以下几点展望:

(1)推进山水林田湖草生态保护修复工程, 努力提升生态系统服务价值。现如今生态用地配置不仅仅是数量方面的配置, 其生态系统质量问题也凸显出来, 如土壤污染、水土流失已不能充分发挥其生态系统功能。通过山水林田湖草生态保护修复工程的有效治理是提升其生态系统服务功能的有力举措。

(2)基于生态系统服务价值评估体系探索山水林田湖草生态系统服务价值评估。当前学者对生态系统服务价值评估一个存在偏差的原因就是没有充分了解生态系统的服务功能理念。生态系统是一个有机整体, 只有充分把握山水林田湖草是一个生命共同体的理念, 以当前生态系统服务价值评估为基础, 探索山水林田湖草生态系统服务价值评估, 才能充分适应当前人类社会经济的发展。

(3)多措并举, 探索生态用地配置的研究的综合应用。生态用地配置方法有经验法、生态主体功能区识别法、生态供需平衡法等, 各有其优势和劣势。目前真正意义上的配置依据还是经验法和生态主体功能区识别法, 如生态保护红线的划定。但毫无疑问生态用地的数量和质量的供需平衡是生态用地配置最有力的机制, 因此在下一步研究将是各种配置机制方法的综合应用。

(4)注重生态用地立法, “像保护眼睛一样保护生态环境”。在国外特别是德国有对生态/景观规划的一系列完整体系。我国在生态保护立法方面也相当完善, 如综合类的《环境保护法》、《土地管理法》, 单行类的《森林法》、《草原法》、《水法》、《海洋环境保护法》等等。但生态用地规划方面的法律有所缺位。生态用地配置实践亟待立法保障。

[1] 董雅文, 周雯, 周岚, 等. 城市化地区生态防护研究——以江苏省、南京市为例[J]. 现代城市研究, 1999(2): 6–8, 10.

[2] 张德平, 李德重, 刘克顺. 规划修编, 别落了生态用地[J]. 中国土地, 2006(12): 26–27.

[3] 邓红兵, 陈春娣, 刘昕, 等. 区域生态用地的概念及分类[J].生态学报, 2009, 29(3): 1519–1524.

[4] 符蓉, 喻锋, 于海跃. 国内外生态用地理论研究与实践探索[J]. 国土资源情报, 2014(2): 32–36.

[5] COSTANZA R, D’ARGE R, GROOT R, et al. The value of the world's ecosystem services and natural capital[J]. Nature, 1997, 387(15): 253–260.

[6] 郑伟元, 刘康, 陈莹, 等. 典型国家土地利用规划趋势[J]. 河南国土资源, 2004(12): 40–41.

[7] 岳健, 张雪梅. 关于我国土地利用分类问题的讨论[J]. 干旱区地理, 2003(1): 78–88.

[8] 俞孔坚, 王思思, 李迪华, 等. 北京城市扩张的生态底线——基本生态系统服务及其安全格局[J]. 城市规划, 2010, 34(2): 19–24.

[9] 文锐, 吴宇哲. 《土地利用现状分类》实施对中国土地管理影响之管见[J]. 资源科学, 2010, 32(4): 731–736.

[10] 唐双娥. 法学视角下生态用地的内涵与外延[J].生态经济, 2009(7): 190–193.

[11] 杨荣金, 周申立, 王兴贵. 生态用地研究进展综述[J]. 中国环境管理干部学院学报, 2011, 21(2): 33–35.

[12] 王静, 王雯, 祁元, 等. 中国生态用地分类体系及其1996–2012年时空分布[J]. 地理研究, 2017, 36(3): 453–470.

[13] 谢花林. 区域生态用地的演变机制与调控研究——以京津冀地区为例[D]. 北京: 中国科学院研究生院, 2010.

[14] 张浪, 姚凯, 张岚, 等. 上海市基本生态用地规划控制机制研究[J]. 中国园林, 2013, 29(1): 95–97.

[15] 谢贝贝. 城市生态用地控制机制研究[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2014.

[16] 韩冬梅. 临沂市生态用地规划布局研究[D]. 石家庄: 河北师范大学, 2007.

[17] 李冉. 协调生态环境压力的区域生态用地需求模拟[D]. 南京: 南京农业大学, 2012.

[18] 叶晓婷, 郑挺颖, 崔悦. 全国生态保护红线划定专家委员会主任委员、首席专家高吉喜: 形成生态保护红线“全国一张图”[J]. 环境与生活, 2018(9): 24–28.

[19] 张志强, 徐中民, 程国栋. 生态足迹的概念及计算模型[J]. 生态经济, 2000(10): 8–10.

[20] 王书华, 毛汉英, 王忠静. 生态足迹研究的国内外近期进展[J]. 自然资源学报, 2002(6): 776–782.

[21] 彭建, 汪安, 刘焱序, 等. 城市生态用地需求测算研究进展与展望[J]. 地理学报, 2015, 70(2): 333–346.

[22] WACKERNAGEL M. What we use and what we have ecological footprint and ecological capacity [EB/OL]. http: / www.rprogress.org/ resources/ 1999.

[23] 张颖, 王群, 李边疆, 等. 应用碳氧平衡法测算生态用地需求量实证研究[J]. 中国土地科学, 2007(6): 23–28.

[24] 汤洁, 毛子龙, 王晨野, 等. 基于碳平衡的区域土地利用结构优化: 以吉林省通榆县为例. 资源科学, 2009, 31(1): 130–135.

[25] 吴涛, 杨木壮, 郑延敏. 广州市生态用地供需测算[J]. 广东农业科学, 2012, 39(15): 202–204.

[26] 沙建雄. 基于碳氧平衡分析的土地利用结构优化研究[D].成都: 四川师范大学, 2015.

[27] 李丽, 王心源, 骆磊, 等. 生态系统服务价值评估方法综述[J]. 生态学杂志, 2018, 37(4): 1233–1245.

[28] 桓曼曼. 生态系统服务功能及其价值综述[J]. 生态经济, 2001 (12): 41–43.

[29] DAILY G C. Nature's Service: Societal Dependence on Natural Ecosystems[M]. Washington D C: Island Press, 1997.

[30] 欧阳志云, 王效科, 苗鸿. 中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究[J]. 生态学报, 1999, 19(5): 19–25.

[31] 虞依娜, 彭少麟. 生态系统服务价值评估的研究进展[J]. 生态环境学报, 2010, 19(9): 2246–2252.

[32] 欧阳志云, 王如松, 赵景柱. 生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J]. 应用生态学报, 1999, 10(5): 635– 640.

[33] 欧阳志云, 王如松. 生态系统服务功能、生态价值与可持续发展[J]. 世界科技研究与发展, 2000, 1(5): 45–50.

[34] 谢高地, 鲁春霞, 成升魁. 全球生态系统服务价值评估研究进展[J]. 资源科学, 2001, 23(6): 2–9.

[35] 张志强, 徐中民, 程国栋. 生态系统服务与自然资本价值评估[J]. 生态学报, 2001(11): 1918–1926.

[36] 杨磊, 沈清基. 生态系统服务功能视角下的城市生态用地优化研究——以上海浦东新区为例[C] // 2018中国城市规划年会, 2018.

[37] 熊善高, 秦昌波, 于雷, 等. 基于生态系统服务功能和生态敏感性的生态空间划定研究——以南宁市为例[J]. 生态学报, 2018, 38(22): 7899–7911.

[38] 袁殷, 马丽梅, 王晖, 等. 基于生态系统服务价值的曹妃甸新区土地利用空间优化[J]. 湖北农业科学, 2016, 55(8): 1968–1973.

[39] 段新辉. 基于生态系统服务价值的徐州市土地利用结构优化配置研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2016.

Research progress on demand and allocation of ecological land

LIUPengju1, XIA Yanling2,*, HU Yecui1,3

1.School of Land Science and Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China 2. School of Geography and Planning, Ludong University, Yantai 264039, China 3. Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation, Ministry of Natural Resources, Beijing 100035, China

In the process of human development, resources and ecological environment have always been an unavoidable topic. Human development will certainly occupy ecological resources, but the ecosystem service function must be guaranteed, otherwise it will bring a series of ecological environment problems.People need to live in harmony with nature, which requires us to fully understand the laws of nature and the service functions of ecosystems. This paper uses literature review and cite space analysis to identify the research focus of ecological land.The domestic and international research results are summarized from the concept and division, the demand measurement and the value evaluation of ecological land use, and some prospects for ecological land allocation are put forward. At present, there is no unified definition of the concept and division of ecological land, but the understanding of ecological land has become more and more mature. The measurement of ecological land use is a difficult point in ecological land research; based on Cite space analysis results, ecosystem service value is the starting point and research hotspot of ecological land use.

land science; ecological land; demand measurement; ecosystem services; land allocation

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.06.025

F301.2

A

1008-8873(2020)06-199-06

2019-10-21;

2019-12-03基金项目:国家自然科学基金项目(41877034, 41171440)

刘鹏举(1994—), 男, 江苏丰县人, 硕士, 主要从土地利用及生态响应研究, E-mail:liupj@cugb.edu.cn

夏艳玲, 女, 硕士, 讲师, 主要从事生态学、土壤学研究, E-mail: xiayanling105@163.com

刘鹏举, 夏艳玲, 胡业翠. 生态用地需求与配置研究进展[J]. 生态科学, 2020, 39(6): 199–204.

LIUPengju, XIA Yanling, HU Yecui. Research progress on demand and allocation of ecological land[J]. Ecological Science, 2020, 39(6): 199–204.