新时代国土空间规划背景下生态廊道建设规划实践探索——以合肥市江淮运河生态廊道为例

申文浩 （合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230001）

1 引言

当前，中国城市化来到下半场关键转段期。由于经济快速发展，许多城市的城市建设和人口高度集聚，水污染、城市热岛、城市内涝、空气污染等生态环境问题越来越严重。随着城市内建设用地的快速扩张，耕地保护得到重视，在耕地红线和建设红线的双重挤压下，城市内部和外部呈现越来越多的斑块化生态绿地景观，山水林田湖草破碎化生态格局日益严重。生态廊道是构建城市整体生态格局的重要因素，是城市生态流的重要通道。为了生态文明建设，亟需高质量的规划建设生态廊道，优化区域的生态安全格局、改善区域的生态系统功能和保护生物多样性。

江淮运河合肥段全长约195km，位于引江济淮工程中段，主要包括引江济巢、江淮沟通两大工程段落，聚集江淮分水岭深开挖、淠河特大型渡槽重建等关键节点，是引江济淮主体工程的集中地、实施建设的主战场。2021 年6 月，安徽省人民政府办公厅印发《关于全面实施长江淮河江淮运河新安江生态廊道建设工程的意见》，明确要求加快建设江淮运河生态廊道，促进江淮地区生态改善，为落实推进江淮运河生态廊道建设提供了具体战术指导。

2 生态廊道相关理论研究

目前生态廊道理论研究主要集中在如何科学地识别生态廊道，例如基于景观生态学构建土地利用转移矩阵，识别生态破碎度较高的区域，从而提出生态廊道的规划策略；基于ARGIS 单一使用最小累积阻力模型识别提取潜在生态廊道；基于实地调研在风景园林学、生态学、美学的指导下，构建适宜植物群落模型，同时连接公共开放空间，充分发挥生态廊道对经济、社会、文化等方面的积极影响。

本研究基于生态廊道相关理念研究，在充分认识合肥市江淮运河两岸地域资源禀赋条件下，采用形态学空间分析方法(MSPA)基于现状两岸土地要素精准识别江淮运河两岸重要生态源地，利用AHP 层次分析法计算影响生态廊道相关指标因子的权重构建MCR 最小累积模型，MCR 最小累积模型初步提取生态廊道通过CM 电路理论进行科学量化，从而精准识别出重要的潜在生态廊道。同时在新时代国土空间规划背景下，科学理性地制定江淮运河生态廊道内部国土空间发展策略，注重“全要素规划”，既统筹考虑“山水林田湖草湿”等要素规划，也重视生态廊道内部经济社会发展的“城乡绿文服产”等各类空间要素规划，合理配置国土空间资源要素，以期为生态廊道规划建设提供参考[1]。

3 合肥市江淮运河生态廊道面临的生态环境问题与挑战

虽然生态廊道区域内部生态文化等资源丰富，但由于“人工运河-沿线国土空间”生态体系脆弱，生态保护与规模开发矛盾凸显，生态空间依然存在以下几类问题。

3.1 发展与保护存在空间冲突

2011-2018 年，江淮运河沿线地区年均建设用地增长774hm2，现状12.2%的建设用地位于生态保护重要区域且缺乏必要的生态修复措施，部分建设用地分布在江淮运河工程征地红线500m 范围内，城区内生态空间占比不足，现状城市建成区生态空间占比仅达13%，部分城市道路过于靠近工程征地红线，甚至出现“齐堤”建设现象。岳小河、斑鸠堰等部分河流原有自然形态被“人工取直”，河流廊道宽度、河口空间严重不足，水生态功能受损，也阻碍了水安全、水环境水平的提升。

3.2 生态体系脆弱加剧，生态系统服务能力下降

江淮运河工程实施后，流域自然水网变为人工受控水网，长期稳定的自然生态系统被破坏，部分现状水系被截断，水流、水量受控，水质敏感，整体生态体系脆弱，派河水质（Ⅳ类）距离规划目标（Ⅲ类）仍有较大差距，工程沿线二级支流水质较差，水环境问题突出；部分区域生态系统受损（斑块破碎、土壤质量降低、生物多样性减少等），不利于工程的稳定运行。

3.3 城市建设挤占工程沿线生态空间，生态系统品质不高

江淮运河沿线滨河空间不完整，城区段缺乏必要的慢行系统和公共活动空间，部分用地封闭式布局，局部建筑高度无序，肥西老城区段滨河地区的空间感受压抑，失去原有的空间尺度，缺乏主力形象，关键景观节点缺乏塑造，识别性差，缺乏标志性建筑。这些问题与沿线地区规模化开发倾向一同构成当前主要的生态矛盾，实现工程沿线地区人与自然和谐相处发展仍然任重道远。

图1 江淮运河两岸MSPA分析（资料来源：自绘）

图2 江淮运河两岸阻力面（资料来源：自绘）

4 基于MSPA与MCR最小累积模型的生态廊道构建方法研究

4.1 研究方法

4.1.1 形态学空间分析方法(MSPA)

MSPA 是一种基于开运算、闭运算、膨胀等数学形态学相关原理，测量、识别和分割光栅图像空间的一种对生态格局进行分析的图像处理方法。利用Arc-GIS 软件对2021 年江淮运河两岸15km范围内土地利用数据进行分析，使用Guidos Toolbox 软件分类赋值，转化成以重要林地、草地、湿地等生态元素为前景，其他用地成背景的栅格二值图，使用MSPA 中的使用八邻域分析方法得到核心区斑块，通过骨架抽取、扩张重建等数学方法运算后，提取得出核心区、孤岛、环境、桥接区、孔隙、边缘区、支线7 类景观（表1），使生态点结构元素和目标像元集之间具有相对确定的空间拓扑关系[2]。

表1 景观类型及其生态学意义

根据江淮运河两岸现状实际情况，结合MSPA 分析提取的核心区斑块，选择生态服务价值较高、生态系统功能完好、生态环境质量优的斑块作为优选对象，同时筛选大于3km2的核心区，具体选取10 个生态景观优越、自然资源丰富的集中密集型斑块作为江淮运河两岸生态源地，其中不乏有巢湖风景名胜区、滨湖生态湿地公园、紫蓬山森林保护区、自然保护地等重要生态敏感区域，识别后的江淮运河两岸生态源地的总面积共计912.67km2。

4.1.2 最小累积模型法（MCR）

国内外对污水处理厂相关技术进行了深入研究［3］，国外的研究侧重于污水处理工艺生命周期的评价，如M.Ortiz等［4］将生命周期评价运用到污水厂的“可持续性”评价中。国内，李方文［5］从保障出水达标、防止污水处理厂对环境产生污染、减少污水处理过程中人员伤亡等方面探讨如何保证污水处理厂安全运行。这些研究均侧重于污水厂运行工艺过程，对于施工过程涉及较少。

MCR 主要是利用生物到达目标源地的成本，通过不同的土地类型来克服生态阻力，是一种体现生态可达性的模式，其公式如下：

式中：MCR表示从江淮运河两岸生态源地斑块j扩散到空间任意一点的最小累积阻力值；f为MCR与变量间乘积（Dij×Ri）的函数；Dij表示江淮运河两岸目标生态源地斑块j至其他源地斑块i的空间距离；Ri表示生态源地斑块i 在空间中扩散阻力系数；min表示最低的不同的评价单元对于生态源地的累积阻力值[3]。

阻力因子的选择和的确定是构建最小累积模型的重要环节。本文主要基于江淮运河生态廊道内部重要的生态阻力因素，统筹考虑社会发展因素，结合最新的国土空间规划，按照可获取性和易量化性的相关原则，综合选择6 大阻力评价因子构建生态最小累积模型，同时根据AHP层次分析法科学确定6大阻力评价因子对生态阻力值的权重，构成生态廊道指标体系（如表2 所示）。阻力系数构建4 大层级，阻力系数分别用1、2、3、4 表示，数值越大，表示生态阻力越大，生物通过的成本也就越高。利用Arc-GIS 建立江淮运河两岸MCR 阻力模型（如图3），利用ArcGIS 中价值-距离模块分析计算生态源累积消耗阻力面，基于MCR 成本路径工具计算生态源之间的最小累积成本路径[6]。

表2 运河生态廊道生态安全因子等级划分

图3 阻力图（资料来源：自绘）

图4 生态廊道分级图（资料来源：自绘）

4.1.3 电路模型法（Circuit Model）

McRae 首先提出了IBR 模型来预测复杂景观中物种的遗传，并逐渐发展成为预测生物种群迁移和扩散过程的电路理论。

基于McRae 的电路模型利用电子的根据压力和电导性流动的特性，将电路理论与运动生态学进行紧密联系，可以更好的凸显运动生态定量化的优势，利用江淮运河两岸生态源地之间的当前联系的电流强度来反映生态廊道的重要性，在整个景观中计算出的有效电阻、电流和电压与生态过程相关联，质量越高的生态环境电导率越大、越有利于生态物种的迁移运动。从而可以对MCR 模型提取的江淮运河两岸生态源地之间潜在生态廊道的重要性进行量化，更为科学地识别出重要的潜在江淮运河多级生态廊道。

4.2 生态廊道构建

本文基于MSPA 形态学空间分析方法识别的江淮运河生态廊道内部重要的生态源地，结合国土空间规划、社会经济因素等构建基础阻力面，基于AHP 层次分析法确定阻力权重修正阻力面。最后利用CM 电路模型和MCR 最小累积模型，定量计算生态源地与各个生态斑块之间的相互作用力，科学识别江淮运河两岸的多级生态廊道[4]。

图5 基于MCR最小累积模型和CM电路模型生态廊道分级图（资料来源：自绘）

本文共生成30 条潜在生态廊道，总长度约479.24km。通过CM 电路模型相互作用力对生态廊道进行分级，具体如图5 所示，通过研究发现其中10 级以上重要性值较高的廊道主要分布在合肥市中心城区和肥西县区域，是核心区域与中心生态源斑块之间的重要的生态廊道，由此可以看出江淮运河主干河道两侧是为江淮运河重要的防护绿廊，本次规划为一级生态廊道，廊道长度为195.00km，是生态景观网络结构的关键部分，是生态物种间物质交换可达性较高的通道。江淮运河二级生态廊道和三级生态廊道的廊道总长度分别为54.26km和229.94km，二级和三级生态廊道主要特点是距离长，大多为江淮运河主干河流的支廊[7]。

MCR 最小累积模型和CM 电路模型识别提取的江淮运河三级生态廊道，只是一种经过数学潜力分析，得出可量化的概念上的网络生态路径。本次规划结合江淮运河两岸已系统识别重要的大型生态源斑块、重要潜在三级生态廊道的空间分布现状实际情况，一方面结合自然河流、线性交通廊道，在无山无水的区域进行生态廊道人工的联通，另一方面生态廊道的空间布局需要结合合肥市国土空间规划，统筹“山水林田湖草”全要素保护，坚持以人民为中心，规划构建江淮运河两岸“一带双环、多廊多点”生态安全格局。“一带”主要是指蓝绿交织的运河生态文明带，“双环”主要是指城市郊野森林环与环湖湿地环，“多廊”主要是指依托生态源地间识别的多条重要价值的生态廊道，“多点”是指重要生态价值的湿地、湖泊等。通过运河两岸生态文明带的建设破解江淮运河发展与保护存在空间冲突，“一带双环”保障生态系统完整性，解决江淮运河两岸和环巢湖水环境问题和区域生态系统受损问题，“多廊多点”打造城区必要的慢行系统和公共活动空间，提高沿线的生态系统品质[8]，实现工程沿线地区人与自然和谐相处发展，保障生态廊道建设成为人民所需要的、高品质、高质量的城市生态廊道[5]。

5 国土空间体系下生态廊道具体建设路径——以合肥市中心城区为例

图7 中心城区生态廊道三类空间划定图（资料来源：自绘）

5.1 以守牢底线为“基”，保障生态廊道生态系统质量安全

充分尊重生态廊道内部多样性现状地类分布，根据江淮运河主干生态廊道和二级生态廊道两侧的现状和城市功能，按照“宜林则林，宜景则景，宜农则农”的总体要求，形成生态廊道绿色基底，并科学划定“生态、生活、生产”三类岸线引导人为活动。

在加强耕地保护的基础上，兼顾生态网络体系的完整性，避免生态廊道内生态斑块和栖息地的碎片化，为各种生物保留自然栖息地，建设开放连续的蓝绿生态廊道。

加强江淮运河主干生态廊道沿线防护林建设。加强生态廊道二级支廊防护林带、支流入流河口净化滞蓄湿地等重要生态屏障建设。积极协调与稳定耕地存在空间重叠的生态屏障区域，从长远来看，在远期生态廊道内部防护林建设将按照“窄带加宽、断带完备、次带升级、残带重构”的方式建设生态防护林带，形成结构稳定、连续完整的滨河林木生态系统。

5.2 以生态廊道为“径”，构建区域生态景观蓝绿网络

明确江淮运河主干生态廊道作为城市生态骨干的战略定位，明确中心城区“一主十二支，三区十园”的生态网络。“一主”为蓝绿交织的运河百里绿廊绿色脊梁；“十二支”为通过识别提取的重要潜在生态廊道和二级支流水系形成多条生态廊道；“三区”为三大水利风景区，建设国家水利科技文化高地；“十园”为重要生态价值与休闲价值的湿地、公园等高品质节点。

生态廊道加强“一主十二支，三区十园”景观格局的塑造，通过运河沿线生态廊道强化城市腹地与山水相连，加强中心城区蓝绿生态框架建设，打造沿线城市开放空间，形成连续的蓝绿网络系统。

5.3 以理水营城为“要”，推动廊道功能品质提升

发掘利用江淮运河主干生态廊道内部和沿线城乡文化、生态与科创景观，凸显多维活力的城市魅力廊道，塑造文化+科创+生态三大发展模式，推动生态廊道功能复兴，塑造城河功能深度融合的岸线画廊。

图8 中心城区运河生态廊道生态网络图（资料来源：自绘）

图9 中心城区生态廊道三类空间划定图（资料来源：自绘）

结合江淮运河主干生态廊道沿线纵向的城市功能空间，提升陆域腹地公共功能占比，塑造四大运河纵向区域中心功能轴线，在运河项目岸线开放段，建设城市慢生活滨水区，同时在近郊段建设多个休闲生态农业园区，打造“多元共享公共空间”的活力廊道。

在江淮运河主干生态廊道和次干生态廊道打造“水上通道、运河景道、慢行绿道、休闲环道”四道联通体系，精心建设120km 休闲慢行绿道，串联运河两岸15类20处城市公共休闲场所，打造运河“慢游”交通体系，循环连接，形成“内外畅通”的高效复合交通走廊。

6 总结

当前生态廊道的规划研究多集中在中小城市通过MCR 最小累积模型识别潜在的生态廊道，生态廊道的生态连接度缺乏精确的定量分析，同时在新时代国土空间规划背景下，生态廊道的科学判定和布局相关研究较少，且缺乏对国内运河沿线城市生态廊道的规划建设的关注。与众多学者研究的不同，本文利用CM 电路理论来叠加量化MCR 模型提取生态源之间潜在生态廊道的重要性，从而识别出重要的潜在生态廊道，其结果科学性和实践指导性相比过去MCR 最小累积模型的结果有大幅提升。同时本文是从宏观层面上分级识别生态廊道，在中观尺度上结合国土空间规划开发保护格局，从人类高品质生活的需求出发，基于生态廊道的生态格局科学评估，在空间上提出运河生态廊道规划建设的三大实施路径，树立生态廊道建设全生命周期理念，按照以点带面、示范引领、全面推广的思路，逐步推动生态廊道规划、建设、管理紧密结合，促进生态廊道内部的建筑群落和生态环境有机融合，构建了一套适合运河沿线城市规划、建设、管理生态廊道的重要方法，一定程度上充实了对生态廊道规划建设的研究。

习近平总书记一直强调，绿水青山就是金山银山，要像保护自己的眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，实现经济社会可持续发展。生态廊道建设规划是优化城市国土空间布局、协调城市内部整体关系的重要组成部分，唯有以守牢底线为“基”，保障生态廊道生态系统质量安全；以生态廊道为“径”，构建区域生态景观蓝绿网络；以理水营城为“要”，推动廊道功能品质提升，最终实现集约高效的生产空间，品质宜居的生活空间，美丽安全的生态空间，实现“两山”科学转化。