王如松，李 鋒，韓寶龍，黃和平，2，尹 科

(1.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室，北京 100085;2.江西財經(jīng)大學鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟研究院，南昌 330032)

城市與文明同源。城市化過程就是人類文明的演化過程。文明的英文單詞“civilization”的詞根“civil”表示人的行為文明禮貌，以及對他人的關心，與拉丁文“civitas(城市)”屬于同一詞源［1］。因此，城市復合生態(tài)管理的實質就是生態(tài)文明管理。

“管理”一詞中的“管”是約束、控制的意思，“理”是疏導、調諧的意思。傳統(tǒng)管理是通過計劃、組織、領導和控制，協(xié)調以人為中心的資源組織與職能活動，以有效實現(xiàn)目標的社會活動［2］。而城市生態(tài)管理則是運用系統(tǒng)工程的手段和復合生態(tài)學原理去協(xié)調人與自然、經(jīng)濟與環(huán)境、局部與整體間在時間、空間、數(shù)量、結構、功序上復雜的系統(tǒng)耦合關系，對人的資源環(huán)境開發(fā)、利用、破壞和保育活動的系統(tǒng)管制、誘導、協(xié)調和監(jiān)理，促進物質、能量、信息的高效利用，技術和自然的充分融合，人和自然的生命活力得到最大限度的發(fā)揮，生態(tài)服務功能和居民身心健康得到最大限度的自我保護，經(jīng)濟、自然和社會得以持續(xù)、健康的發(fā)展［3］。

“十八屆三中全會”號召“緊緊圍繞建設美麗中國，深化生態(tài)文明體制改革，加快建立生態(tài)文明制度，健全國土空間開發(fā)、資源節(jié)約利用、生態(tài)環(huán)境保護的體制機制。完善城鎮(zhèn)化健康發(fā)展體制機制，優(yōu)化城市空間結構和管理格局，增強城市綜合承載能力”［4］。勾繪出了新時期城市生態(tài)管理與能力建設的藍圖。

1 城市復合生態(tài)管理

1.1 城市復合生態(tài)管理的內涵與演變

城市是地球表層一種具有高強度社會、經(jīng)濟、自然集聚效應和大尺度人口、資源、環(huán)境影響的微縮生態(tài)景觀［5］。城即城池，指一類密集的人工景觀格局和適宜的自然基礎設施，是安全、權利、財富、吸引力、標識和文明的象征，本文用水、土、氣、生、礦等自然生態(tài)因子來描述城市賴以生存、繁衍的自然生態(tài)子系統(tǒng);市即集市，指一定區(qū)域范圍內物質、能量、信息、資金、人口的集散地，是人類交易、交流、交通等經(jīng)濟、社會活動場所，本文用生產(chǎn)、流通、消費、還原和調控等物質代謝和信息交流等經(jīng)濟生態(tài)過程來表征城市興衰的經(jīng)濟生態(tài)子系統(tǒng);城與市的融合，形成一類特殊的人類群落，具有世間任何生物群落都沒有的開拓和擴張資源、改造和破壞環(huán)境、整合與繁衍自身的非凡能力，本文用人口、人治、人文等社會生態(tài)網(wǎng)鏈來表征城市的社會生態(tài)子系統(tǒng)，它們是城市生存與發(fā)展的核心控制系統(tǒng)。這3個子系統(tǒng)之間相生相克、相輔相成，形成城市社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)［6］。城市生態(tài)包括人類行為的社會生態(tài)、物質代謝的經(jīng)濟生態(tài)和環(huán)境演變的自然生態(tài)3個層次，是綠韻(藍天、綠野、沃土、碧水)和紅脈(產(chǎn)業(yè)、交通、城鎮(zhèn)、文脈)的融和［7］。

當今城市管理是一類條塊分割的還原論管理，如經(jīng)濟流通的是資金、政治運籌的是權法、自然演化的是物能、社會關注的是功利、人文歸宿的是精神(圖1)。甚至環(huán)境管理也只是對極少數(shù)關鍵環(huán)境因子的還原論管控。這種管理方式對城市綜合管理的評價或考核有時會帶來假象或矛盾，如尹科等［8］對全國76個環(huán)保模范城市以及全國30個省會城市的數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)處在沿海的經(jīng)濟發(fā)達的城市整體評價表現(xiàn)突出，其生態(tài)效率與所在地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平呈正相關關系，人均GDP越高，地方政府治理SO2、COD等主要環(huán)境的投入就越大，環(huán)境績效就越好，居民的生態(tài)意識也越高。國家環(huán)保部命名的55個生態(tài)示范市(區(qū))中，52個都是在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、特大省會城市或石油城市等經(jīng)濟極發(fā)達的直轄區(qū)、市。這似乎證實了流行地方政府數(shù)十年的“先污染、后治理”以及“GDP越高、環(huán)境績效就越好”悖論的合理性。該悖論成立之假象的背后是生態(tài)經(jīng)濟監(jiān)管的缺失:經(jīng)濟績效沒有扣除資源破壞、環(huán)境污染、生態(tài)服務退化與人群健康下降的負效益，環(huán)境績效也只抓了幾項關鍵環(huán)境因子的“達標”，而非生態(tài)服務的達標和進化。如北京一旦把包括PM2.5大氣環(huán)境質量納入考核，其環(huán)境績效就會明顯下降。

圖1 從單目標還原論管理到多目標復合生態(tài)管理Fig.1 From reductionism management for single-object to ecocomplex management for multi-object

現(xiàn)代城市生態(tài)管理始于20世紀六七十年代以末端治理為特征的對環(huán)境污染和生態(tài)破壞的應急環(huán)境管理和聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)人與生物圈計劃倡導的城市生態(tài)系統(tǒng)研究，如法蘭克福城市生態(tài)規(guī)劃研究的靈敏度模型和生物控制論方法［9］。70年代末到80年代興起的清潔生產(chǎn)促進了環(huán)境污染管理向工藝流程管理過渡，通過對污染物最小排放的環(huán)境管理減輕環(huán)境的源頭壓力。90年代發(fā)展起來的產(chǎn)品生命周期分析(LCA)和產(chǎn)業(yè)鏈管理將不同部門和地區(qū)之間的資源開發(fā)、加工、流通、消費和廢棄物再生過程進行系統(tǒng)組合，優(yōu)化系統(tǒng)結構和資源利用的生態(tài)效率。90年代末至本世紀初興起的人與自然耦合系統(tǒng)或復合生態(tài)系統(tǒng)管理［10-11］，旨在動員全社會的力量優(yōu)化系統(tǒng)功能，變企業(yè)產(chǎn)品價值導向為社會服務功能導向，化環(huán)境行為為企業(yè)、政府、科研和民眾的聯(lián)合行為，將內部的技術、體制、文化與外部的資源、環(huán)境、政策融為一體，使資源得以高效利用，人與自然高度和諧、社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。

因此，基于五位一體建設生態(tài)文明的城市復合生態(tài)管理，是集農耕文明的再生、工業(yè)文明的競生、社會主義的共生和自然生態(tài)的自生機制于一體，將經(jīng)濟管理、環(huán)境管理和社會管理三重職能齊抓共管，旨在破除以上悖論成立的基礎，推進被分割的經(jīng)濟與環(huán)境、政治與生態(tài)、文化與進化、社會與自然向生態(tài)經(jīng)濟、生態(tài)制度、生態(tài)文化和生態(tài)社會合二為一的回歸，將發(fā)散的資金-權法-物能-功利-精神整合到五位一體的資源-環(huán)境-時間-空間的自然生態(tài)建設、物態(tài)文明的經(jīng)濟環(huán)境建設、體制文明的政治環(huán)境建設、認知文明的文化環(huán)境建設和心態(tài)文明的社會環(huán)境建設中去(圖1)。這正是“十八大”“五位一體”總體布局的精髓。

1.2 城市復合生態(tài)管理的目標與手段

城市復合生態(tài)管理的實質是人類生態(tài)關系的管理，其三大目標或支柱是生態(tài)安全(飲水、食物、空氣、交通、住宿、防災的安全)，循環(huán)經(jīng)濟(資源節(jié)約、環(huán)境友好、經(jīng)濟高效的生產(chǎn)、消費、流通、還原、調控活動)，與和諧社會(社會公平、景觀和諧、政治穩(wěn)定、民心安定、文化傳承)(圖2)［5］。其手段是凈化、綠化、活化、美化與進化。

圖2 城市復合生態(tài)管理的三角支柱［5］Fig.2 Triangle-mainstay of urban eco-complex management［5］

循環(huán)經(jīng)濟的核心是產(chǎn)業(yè)的復合與活力的振興，它涉及四個方面的創(chuàng)新，一是生態(tài)效率的創(chuàng)新，就是怎樣改革生產(chǎn)工藝使得在生產(chǎn)更多更好產(chǎn)品的同時資源消耗和環(huán)境影響降到最低，以生態(tài)和經(jīng)濟上最合理的方式發(fā)展生產(chǎn);二是生態(tài)效用的創(chuàng)新，是怎樣設計一類生態(tài)和經(jīng)濟上更合理的產(chǎn)品，以最大限度地滿足市場的需求;三是社會和自然生態(tài)服務的創(chuàng)新，將企業(yè)經(jīng)營目標從產(chǎn)品導向變?yōu)榉諏?，為社會和區(qū)域自然環(huán)境提供持續(xù)的功能性服務［12］;四是生態(tài)智慧的創(chuàng)新，企業(yè)經(jīng)營目標進一步從物、事轉向人，從硬件、軟件轉向心件，聚焦于標準、技術、隊伍、網(wǎng)絡和管理體制，培育一類新型的企業(yè)和社區(qū)文化。這幾個類型中工藝改革、產(chǎn)品創(chuàng)新、服務創(chuàng)新、智慧創(chuàng)新都可能提高效益數(shù)倍或數(shù)十倍。關鍵在于物資、能量、信息、人口、資金的時空組合、生產(chǎn)-流通-消費-還原-調控一體化的生命周期管理，以及生物鏈-礦物鏈-服務鏈-靜脈鏈-智慧鏈螯合的生態(tài)鏈網(wǎng)設計。

和諧社會的測度是對人類改造環(huán)境的觀念、意識、道德、行為、體制、法規(guī)的文明程度的測度?！昂汀奔凑吓c和諧，社會生態(tài)關系、結構、過程、功能要整合，物態(tài)、事態(tài)、心態(tài)、世態(tài)要和諧。要處理好城市發(fā)展中人居生態(tài)建設和自然生態(tài)服務、經(jīng)濟生態(tài)效率和社會生態(tài)服務，人群身心健康和環(huán)境健康的系統(tǒng)關系，調理好人與環(huán)境關系的功利、道德、信仰和天地境界，傳承和創(chuàng)新中國傳統(tǒng)文化的儒-釋-道包容和科學社會主義的真-善-美共榮，推進社會的殷實、健康、誠信發(fā)展。

水華、灰霾、熱島、疾病是城市生態(tài)安全的四大瓶頸。灰霾不只是城市 SO2，NOx、TSP、PMx，POPs等污染物的排放問題，更是區(qū)域氣候條件、景觀格局、城市下墊面、城鄉(xiāng)工業(yè)、農業(yè)、建筑、交通活動相互作用的復合生態(tài)系統(tǒng)問題，除了污染防治外，還需要從產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局、區(qū)域生態(tài)服務和生態(tài)文明建設入手，改變傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式和消費模式，調整產(chǎn)業(yè)結構和布局，強化生態(tài)服務功能建設，改進和完善城市生態(tài)基礎設施、生態(tài)交通、生態(tài)代謝和生態(tài)健康技術，減少人類活動對地球表層三維流場和生命系統(tǒng)的攪動。20世紀80年代以來，筆者運用復合生態(tài)系統(tǒng)方法開展了中國第一批生態(tài)縣、市、省的生態(tài)規(guī)劃與建設的長期示范跟蹤研究，探索了以發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)、保育生態(tài)環(huán)境和建設生態(tài)文化為特征，融污染防治、清潔生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、生態(tài)社區(qū)和生態(tài)文明于一體的生態(tài)政區(qū)建設模式(表 1)［13-14］。

表1 城市環(huán)境問題的復合生態(tài)調控技術與對策Table 1 Technologies and countermeasures of eco-complex regulation for urban environmental problems

1.3 城市復合生態(tài)規(guī)劃與管理案例

1.3.1 天津市生態(tài)規(guī)劃

利用泛目標生態(tài)規(guī)劃方法，從時間、空間、閾值、結構和功能序五方面對不同尺度、不同時段的天津城市復合生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能、過程進行了辨識、模擬和政策實驗，提出了包括機理學習、過程模擬、政策調控、發(fā)展管理組成的復合生態(tài)系統(tǒng)組合模型。所提出的生態(tài)經(jīng)濟區(qū)劃、城市經(jīng)濟重心東移、塘-漢-大濱海區(qū)統(tǒng)籌開發(fā)、啞鈴狀城市格局、水生態(tài)建設、老租界區(qū)改造、海河濱岸改造等研究建議都得到了實施并取得顯著效益。利用復合生態(tài)管理方法，天津連續(xù)11年榮獲全國城市環(huán)境綜合定量考核十佳城市，全國唯一省級環(huán)保模范城市，為濱海區(qū)開發(fā)戰(zhàn)略確立、天津城市發(fā)展和生態(tài)城建設奠定了科學基礎。

1.3.2 揚州市生態(tài)規(guī)劃

1999年以來，在揚州生態(tài)市規(guī)劃與管理研究中，從區(qū)域水生態(tài)保育、鄉(xiāng)村面源污染防治、城鎮(zhèn)人居環(huán)境的生態(tài)改造和循環(huán)經(jīng)濟建設切入，形成生態(tài)綠地與河網(wǎng)濕地有機交融、疏密有致的組團式城市生態(tài)格局，構建規(guī)劃區(qū)地表和下墊面的冷橋體系。創(chuàng)建了以生態(tài)基礎設施和生態(tài)文化建設為突破口，通過能力建設去凈化、綠化、活化、美化城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境，推進產(chǎn)業(yè)、自然和人文生態(tài)的漸進協(xié)調發(fā)展的揚州地級生態(tài)市建設模式。揚州古城的生態(tài)改造不是大拆大建，而是一個細、活、慢、適、儉的生態(tài)設計過程，注重以生態(tài)基礎設施的配套與生態(tài)活力、歷史街區(qū)文脈肌理的生態(tài)整合性、舊廠坊的轉型開發(fā)與混合街區(qū)職能，住宅外風貌修復和內生態(tài)品質改造，便利安全、外暢內幽的生態(tài)交通，凈化活化、謹慎節(jié)儉的生態(tài)復興，得到各界的好評，2006年揚州市獲聯(lián)合國人居獎，在全省綜合實力排名從第七躍升第二，所轄區(qū)縣全部建成國家級生態(tài)示范區(qū)，成為我國地級生態(tài)市建設的典范［15］。

2 科學保護和建設城市生態(tài)空間

2.1 城市生態(tài)空間的內涵、分類與建設目標

城市生態(tài)空間是指城市生態(tài)系統(tǒng)結構所占據(jù)的物理空間、其代謝所依賴的區(qū)域腹地空間，以及其功能所涉及的多維關系空間。城市生態(tài)空間不只是植物、動物、微生物棲息、代謝的自然生境空間，它包括生物棲息、代謝的自然生態(tài)和人類生產(chǎn)、生活的社會生態(tài)兩類空間，兩類空間是相互重疊、相生相克、相反相成的。任何一個可持續(xù)的人類生產(chǎn)、生活空間都必須是有生物共存、具有一定生態(tài)服務功能的生物生態(tài)空間;任何一個自然生態(tài)空間都有為人類生產(chǎn)與生活活動提供服務的潛能，任何人類活動空間都應有一定的生態(tài)服務功能，因而都是生態(tài)空間。雖然任何生態(tài)空間都具有一定的生產(chǎn)生活支持功能，但只有具備綜合生態(tài)服務功能的空間才能成為生活空間。而只有在一定的資源承載力和環(huán)境容量支持條件下的生態(tài)空間才能成為生產(chǎn)空間，生產(chǎn)和生活空間一般不重疊，但有時也可以立體交叉，相輔相成(圖3)。

圖3 城市生態(tài)空間示意圖Fig.3 Urban eco-space

在依法保護水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂等自然生態(tài)空間，維持自然保護區(qū)、生態(tài)脆弱帶等結構、功能與生態(tài)過程的同時，更要強化生產(chǎn)、生活空間的生態(tài)服務功能。比如去年以來徘徊我國華北和華東地區(qū)曠日持久的大氣灰霾，一個重要原因就是人類生態(tài)空間與退化的自然生態(tài)空間耦合關系的失調(地表硬化、水體“綠化”、大氣霾化、生物退化、廢棄物滯留)，而華南、西南地區(qū)特別是珠江三角洲地區(qū)雖然人類活動同樣密集，但其生態(tài)系統(tǒng)活力較強，單位生態(tài)空間所提供的自然生態(tài)服務要比北方高，未形成持久的灰霾現(xiàn)象。因此，我們在管制好自然生態(tài)空間的同時，也要管制好人類生態(tài)空間中綠韻與紅脈的耦合關系 增強生態(tài)服務功能，搞好城鎮(zhèn)、工礦和農村生態(tài)空間的基礎設施建設。如果華北地區(qū)在自然生態(tài)保護和修復的同時能將其密集的交通、能源、基礎工業(yè)、城鄉(xiāng)生活和基礎設施等進行高強度的生態(tài)改造和修復，提高單位生態(tài)空間的自然生態(tài)服務能力，灰霾現(xiàn)象會自然減輕。

城市生態(tài)空間的基礎設施集成體系包括城市河流、湖泊、池塘、沼澤等濕地(簡稱腎)的凈化與活化;城市自然、園林、道路植被，城市動物、微生物及農林業(yè)的多樣性、豐富度及均勻度(簡稱肺);山形、水系、路脈、風道等水、氣、物、人流通、聚散脈道(簡稱脈);城市地表、建筑物、構筑物及道路、溝渠等工程的活性表面(簡稱皮);以及城市污染排放、處置口及其生態(tài)凈化、緩沖、循環(huán)、再生設施(簡稱口)在生態(tài)系統(tǒng)尺度上的有機整合。應建立和完善國家和地區(qū)生態(tài)資產(chǎn)和生態(tài)服務的管理機制和體制，對生態(tài)空間實施統(tǒng)籌管理，把自然生態(tài)服務放在與社會經(jīng)濟服務同等甚至更重要的地位來抓。

城市生態(tài)空間管理可以從四個尺度研究:

(1)區(qū)域腹地和流域生命支持空間，其核心科學問題是資源承載力、環(huán)境容納量以及區(qū)域城鎮(zhèn)化的空間格局;

(2)市域城郊結合部的生態(tài)緩沖空間，其核心科學問題是邊緣生態(tài)效應和城鄉(xiāng)一體化管理;

(3)城域生產(chǎn)、生活和交通生態(tài)空間，其核心科學問題是綠韻(藍天、綠野、沃土、碧水)和紅脈(產(chǎn)業(yè)、交通、城鎮(zhèn)、文脈)的生態(tài)格局與生態(tài)基礎設施建設;

(4)社區(qū)園區(qū)建筑與工程生態(tài)空間，其核心科學問題是局地生態(tài)服務功能恢復和地表、建筑物表面的生態(tài)改造與修復。

城市尺度復合生態(tài)空間的功能可以通過以下五類指標來測度［11］:

(1)自然需水占用率 指目標區(qū)域內城市生產(chǎn)、生活活動取用的原本用于維持本土和其他地區(qū)(包括上、下游和調水區(qū))自然生態(tài)系統(tǒng)基本功能的水資源量(包括地下水、上游來水的占用量)占該區(qū)水資源量的比例;

(2)生態(tài)服務用地率 指目標區(qū)域內(或建成區(qū)，或小區(qū))為城市生產(chǎn)、生活和自然保護提供土壤孕育、水文循環(huán)、氣候調節(jié)、環(huán)境凈化、生物多樣性保育、生境涵養(yǎng)等綜合生態(tài)服務功能的開敞空間和建筑物表面的面積與該區(qū)占地總面積之比，其理想值應接近或超過100%;

(3)生態(tài)能源利用率 目標區(qū)域內可開發(fā)利用的廢熱、地熱、太陽能、風能及生物質能等在可再生能源中被實際利用的比率;

(4)生物多樣性 本地動物、植物、微生物的多樣性、豐富度、綠地均勻度及景觀品質;

(5)生態(tài)代謝循環(huán)率 城市可循環(huán)再生廢棄物資中實際被利用部分的比率，企業(yè)及園區(qū)全生命周期設計、管理率等。

2.2 城市生態(tài)空間的紅線管理

國家主體功能區(qū)劃就是有關區(qū)域和城鄉(xiāng)生態(tài)空間區(qū)劃、保障國家自然生態(tài)和社會生態(tài)安全的重要空間戰(zhàn)略部署，旨在界定城市工礦發(fā)展的主體功能區(qū)、自然保護和生態(tài)敏感的主體功能區(qū)、以及糧食生態(tài)安全的主體功能區(qū)。劃定生態(tài)保護紅線是《十八屆三中全會決定》中改革生態(tài)文明體制、強化生態(tài)空間功能的一項重要內容。鑒于生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間是相互重疊、相生相克、相輔相成的，生態(tài)紅線的實質應是生態(tài)系統(tǒng)管理落實到空間、時間、數(shù)量、結構、功序范疇的風險線，而不是簡單的空間自然保護紅線，其控制對象應是每一個生態(tài)系統(tǒng)服務的占用單位，而不只是政府。其主要內容應包括:

(1)自然生態(tài)保護的空間紅線，給人類開發(fā)活動限定一定的空間范圍，將有負面環(huán)境影響的開發(fā)活動從自然保護區(qū)、生態(tài)脆弱帶等急需保護的地帶分開;

(2)自然資源利用的時間紅線，給人類開發(fā)活動限定一定的時間范圍，如禁漁、禁獵、禁牧、禁行以及封山育林等資源可持續(xù)利用紅線，給后代人留點儲備資源和生存空間;

(3)區(qū)域資源承載力與環(huán)境容量超載的閾值紅線，給人類生態(tài)足跡限以一定的門檻，將環(huán)境崩潰和生態(tài)破壞勒韁于懸崖之邊;

(4)生態(tài)結構耦合的中庸紅線。任何生態(tài)因子過多或過少、生態(tài)過程過激或過緩、生態(tài)結構過單或過多、生態(tài)機制過強或過弱都是不可持續(xù)的。要處理好產(chǎn)業(yè)結構、景觀格局、區(qū)域發(fā)展中眼前和長遠、局部和整體、保護與開發(fā)、環(huán)境和經(jīng)濟的矛盾，科學辨識、設計、監(jiān)管和修復各類生態(tài)耦合關系，給社會經(jīng)濟發(fā)展培育一定的自穩(wěn)機制，將人類開發(fā)的節(jié)律調節(jié)在生態(tài)適宜區(qū);

(5)生態(tài)功能進化的功序紅線，給生產(chǎn)與生活空間品質限定一定的功能底線，使紅脈與綠韻有機融合，生態(tài)系統(tǒng)正向演化。

以上紅線中，前三條是控制性約束紅線，后兩條是功能性誘導紅線。要逐漸把生態(tài)紅線管理從單一的空間或數(shù)量測度發(fā)展為系統(tǒng)的功序和過程測度，從自然生態(tài)空間的離散保護發(fā)展到社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)空間的整體涵養(yǎng)，從生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)保護到功能機制的生態(tài)活力培育，從條塊分割的部門管理到五位一體的生態(tài)文明誘導。

生態(tài)紅線管理的難點是人類活動密集的生產(chǎn)與生活空間。要在觀念更新、體制革新、技術創(chuàng)新和文化維新的基礎上，通過五位一體的科學管理來規(guī)范和誘導城鄉(xiāng)居民的生產(chǎn)、消費和環(huán)境行為。要引進市場機制，在政府和水、土、氣、生物、礦物等生態(tài)資產(chǎn)使用和環(huán)境污染物排放單位中間孵化一層生態(tài)資產(chǎn)與生態(tài)服務管理產(chǎn)業(yè)，按生態(tài)功能分區(qū)負責業(yè)主所占用生態(tài)空間的結構功能變化動態(tài)的常規(guī)監(jiān)測、定期審計和綜合管理，將政府對環(huán)境和土地的行政管理從對污染排放和生態(tài)破壞的直接管理轉到對區(qū)域環(huán)境質量與生態(tài)品質的間接管理;各企、事業(yè)單位對環(huán)境的占用、影響、破壞和建設行為;由各生態(tài)資產(chǎn)占用單位按其對生態(tài)資產(chǎn)、環(huán)境容量和生態(tài)服務的實際占用或增值程度繳納生態(tài)占用費或獲取生態(tài)建設獎勵;政府與生態(tài)物業(yè)管理企業(yè)簽訂生態(tài)管理合同，并從收繳的生態(tài)占用費中支付其監(jiān)測、監(jiān)管和審計費用，作為該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場基礎。

各級城市新開發(fā)的建設用地大多占用的是肥沃的農田菜地，而建筑物的屋頂、工程設施及道路的表面卻是水泥柏油硬化的“荒蠻之地”，如何通過屋頂綠化、地表軟化、下沉式綠地、濕地生態(tài)工程等途徑修復被占土地原有的生態(tài)服務功能，以保障其生物質生產(chǎn)、生態(tài)服務和原住民的生存和工作權益等功能的正向進化，是城市生態(tài)補償?shù)闹匾獌热?。城市生態(tài)補償不僅要有生態(tài)損益的異地補償，還需要生態(tài)服務功能退化和占用的就地補償。包括對其水文循環(huán)、聲光熱和輻射環(huán)境、生物多樣性、土壤營養(yǎng)物循環(huán)、水文循環(huán)、氣候調節(jié)、生物質生產(chǎn)力、環(huán)境凈化功能退化的經(jīng)濟賠償、環(huán)境修復和生態(tài)建設，最終落實到受損生態(tài)系統(tǒng)本身的就地和即時修復、建設與管理。

2.3 環(huán)巢湖地區(qū)大合肥生態(tài)空間規(guī)劃與管理研究

巢湖是安徽合肥市的內湖，環(huán)巢湖生態(tài)空間的規(guī)劃與建設是城市生態(tài)建設、改造與修復的一大挑戰(zhàn)。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心等國內外8個單位聯(lián)合開展了環(huán)巢湖生態(tài)空間的規(guī)劃與建設，其具體目標和戰(zhàn)略如下:環(huán)巢湖發(fā)展但不污染河湖水體(新巢湖條例:綠韻紅珠、生態(tài)緩沖)、緊湊布局但不降低生態(tài)品質(新生態(tài)格局 老城:嚴格控制土地擴張、切紅楔綠、疏解職能、強化生態(tài)基礎設施，保障生態(tài)用地;新城:以業(yè)帶城、功能混合、輕軌拉動、有機集中、珠鏈拓展)、生態(tài)交通但不增加建運成本(糖葫蘆串、低碳輕軌復合交通)、以城帶鄉(xiāng)但污染不上山下鄉(xiāng)(農工商貿復合，生物鏈-礦物鏈-服務鏈-靜脈鏈-智慧鏈一體)、招商引智但不盲目同構競爭 (高端服務錯位共生)、休閑生態(tài)但不降低土地產(chǎn)值(生態(tài)修閑業(yè))、嚴格管地但不影響用地供給(生態(tài)地管業(yè))、經(jīng)營城市但不弱化生態(tài)服務(開拓性保護)、立體用地但不占用基本農田(基本農田零占用、污染對外零排放、農民民生零侵犯、城市交通零擁堵的新農村建設)。

其四個尺度的生態(tài)空間規(guī)劃策略為:

(1)中心城區(qū)切紅楔綠流水活土花瓣型高密格局

中心城區(qū)人口密度為100人/hm2，總人口為600萬人，沿南淝河、十五里河呈花瓣型高密度、高容積率、高活性城市社區(qū)或園區(qū)。

(2)新干線綠肥紅瘦有機生長糖葫蘆串型緊湊格局

沿南北生態(tài)物流帶和東西生態(tài)科智帶輕軌糖葫蘆型布局，按New Vistas生態(tài)新鎮(zhèn)標準建設布局的農業(yè)型新市鎮(zhèn)，每5km一個，之間用1km高效綠帶隔離(都市農林業(yè)或濕地)，不占用耕地做建設用地，污染零排放，25人/hm2，兩條藤 約容納172萬人。

(3)環(huán)巢湖綠帶紅星濱湖水鄉(xiāng)小鎮(zhèn)低碳交通格局

沿湖布局小體量的風情小鎮(zhèn)和游艇碼頭，每鎮(zhèn)人口1萬人，游客3萬人，常駐人口28萬，游客84萬，生活垃圾、污水、糞便實現(xiàn)向區(qū)外的污染零排放。

(4)新農村綠茵紅花生態(tài)莊園葡萄串型疏松格局

農村地區(qū)人口逐步向兩條新城帶自愿集中，到2030年約剩100萬人留在農村，1人/hm2，但在原有基礎上改造為具有現(xiàn)代生態(tài)農業(yè)規(guī)模并能接待觀光和體驗游客的生態(tài)旅游新村。基本接近或達到發(fā)達國家90%的城市化水平。

2.4 淮北市生態(tài)用地空間規(guī)劃與管理

安徽淮北市是一座資源枯竭型能源城市，總面積2741km2，總人口199萬人。過去55年中，煤城在為國民經(jīng)濟建設輸送大量化石能源的同時，給自然生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重破壞，礦區(qū)總的地表沉陷面積為172 km2，在主城區(qū)也形成和即將形成近56 km2的濕地，為城市生態(tài)提供著重要的生態(tài)服務功能?；幢笔猩鷳B(tài)用地建設規(guī)劃，從藍色、綠色、紅色和灰色空間的生態(tài)控制指標確定、藍線和綠線劃定、重要生態(tài)斑塊與生態(tài)廊道規(guī)劃、生物多樣性與樹種規(guī)劃、以及生態(tài)規(guī)劃的情景分析入手。其生態(tài)用地主要由綠色空間、藍色空間、裸地以及生態(tài)廊道等組成，其中綠色空間包括建成區(qū)的園林綠地、市區(qū)的農地、林地和牧草地等。1987—2007年間淮北市生態(tài)用地空間結構發(fā)生劇烈變化，生態(tài)用地占市區(qū)面積的比例由91% 降低至72%，市區(qū)正逐漸由生態(tài)用地為主的景觀格局轉變?yōu)橐越ㄔO用地為主導的城市景觀格局［15］。該規(guī)劃通過立體生態(tài)建設(山、水、礦、城、居);綠韻紅脈融通(湖、林、路、園、文);快速近自然生態(tài)修復(塌陷地、水域、石塘、荒山);產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉型(能源、修閑、教育、農業(yè));生態(tài)文明建設(文明地圖、培訓、網(wǎng)絡、管理、信息系統(tǒng))等手段開展復合生態(tài)空間的建設與修復。

2.4.1 城市藍色空間建設

淮北市規(guī)劃研究區(qū)范圍約578km2，藍色空間占12.1%，包括市域范圍內的塌陷湖泊及其相互連通的河流、濕地，主要有北湖、中湖、南湖、東湖、化家湖及乾隆湖等湖泊及其外圍具有生態(tài)緩沖功能的區(qū)域。在藍色空間建設中需重點考慮自然需水占用率。在規(guī)劃管理上一方面強調濕地景觀的豐富與多樣性，強化濕地的生態(tài)、文化與教育功能，另一方面，通過緩沖區(qū)劃設，保障濕地功能，限制土地開發(fā)，為城市未來發(fā)展保留生態(tài)用地，維護藍色空間生態(tài)完整性與服務功能。

2.4.2 城市綠色空間建設

淮北市綠色空間占46.0%，包括具有水源涵養(yǎng)及休閑游憩功能的森林，及植被覆蓋度相對良好的果園、集中成片的農田。在綠色空間建設中，需重點考慮生態(tài)服務用地率和生物多樣性。龍脊山、相山頂?shù)牡叵滤a給口及化家湖水庫為研究區(qū)重要的水資源涵養(yǎng)功能區(qū)，區(qū)內任何開發(fā)項目均需進行可行性研究和環(huán)境影響評價。強化不同生態(tài)空間的功能聯(lián)系，提高城市生態(tài)服務功能。

2.4.3 城市紅色空間建設

淮北市紅色空間占24.7%，指建成區(qū)內的人工建筑物、構筑物所占用的非開闊空間。在紅色空間建設中，需重點考慮生態(tài)能源利用率和生態(tài)代謝循環(huán)率。未來淮北市紅色空間發(fā)展應在保障自然與人居環(huán)境的前提下，利用自然優(yōu)勢與資源條件，引導城市向高質量、多元化的方式發(fā)展，以目前主城區(qū)和東部新城為主要節(jié)點呈“O”型發(fā)展格局。

2.4.4 城市灰色空間建設

淮北市灰色空間占17.1%，包括交通用地、礦山、無植被覆蓋的開闊工程用地和廢棄物棄置地等。規(guī)劃要結合塌陷區(qū)地形增加水資源儲備量，強化研究區(qū)生態(tài)服務功能。交通發(fā)展以公共交通為主并加以提升，推廣綠色交通降低大氣污染排放?；疑臻g在一定條件下可以轉化成藍色、綠色和紅色空間。如煤礦塌陷區(qū)經(jīng)過生態(tài)修復可以改造為農田、綠地、濕地和建設用地等。高速公路在繁忙時段是污染線，而在車輛稀少且氣候條件有利時又是污染物擴散稀釋和環(huán)境凈化的生態(tài)廊道。

3 城市生態(tài)位勢與因勢利導的復合生態(tài)管理

3.1 城市生態(tài)位勢

生態(tài)位是生態(tài)學中的一個重要概念，表示生物與環(huán)境間雙向耦合的結構、功能關系:環(huán)境對生物主體的支撐服務能力和生物主體對環(huán)境的影響和作用。Grinnell定義一個物種或有機體的生態(tài)位為適于該物種或有機體生存的所有場所的集合(可稱為地理生態(tài)位)［16］;而 Hutchinson則定義一個物種或有機體的生態(tài)位為影響該物種或有機體生存繁衍的各種環(huán)境因子組成的多維空間(可稱為生存生態(tài)位)，并稱物種可棲息的理論上最大空間為基礎生態(tài)位，把有競爭者存在而實際上占有的空間稱為實際生態(tài)位［17］。Elton則定義一個物種的生態(tài)位為其在群落中扮演的功能地位和作用。生態(tài)位有雙重性，一是生物賴以生存的環(huán)境因子的集合，包括其棲息地的理化、水文、地理、氣象條件等物理棲境，食物和能量等代謝環(huán)境，以及它與天敵和盟友的生物環(huán)境;二是生物對周邊環(huán)境的潛在影響和功能作用，包括物質的滯留、能量的耗散、生境的改造、信息的反饋，以及競爭、共生、捕食、寄生等鏈網(wǎng)關系［18］。Odum E P.給生態(tài)位下定義為“一個生物在群落和生態(tài)系統(tǒng)中的位置和狀況，而這種位置和狀況決定于該生物的形態(tài)適應、生理反應和特有行為”［19］。

城市生態(tài)位是群落尺度上的人類生態(tài)位，是城市賴以生存、發(fā)展、繁衍、進化的各種生態(tài)因子(如水、土、氣、生物、能源、礦物等)、生態(tài)關系(如競生、共生、再生、自生)和生態(tài)功能(如生產(chǎn)、流通、消費、還原和服務等)的總和，包括現(xiàn)實生態(tài)位和基礎生態(tài)位［20］?，F(xiàn)實生態(tài)位是城市在各類生態(tài)因子組成的多維生態(tài)空間梯度上的實際位置，以及在區(qū)域社會經(jīng)濟和環(huán)境保護中的實際功能地位?；A生態(tài)位反映該城市在一定時空范圍內各類生態(tài)因子相對穩(wěn)定條件下的固有優(yōu)劣勢，以及利導因子充分發(fā)揮、限制性因子盡可能克服條件下的最大發(fā)展?jié)摿??；A生態(tài)位與現(xiàn)實生態(tài)位的差距構成該市未來發(fā)展的生態(tài)勢，即生態(tài)因子、生態(tài)關系和生態(tài)功能調整的潛力［21-22］。不同城市之間生態(tài)位的差距構成城市間發(fā)展的生態(tài)勢。生態(tài)位是動態(tài)的，隨著外部環(huán)境的變化和內稟生長力的興衰而浮動。條件生態(tài)位是多維生態(tài)位空間中某些內外條件變化下的假設生態(tài)位，該城市如能創(chuàng)造條件改善這些生態(tài)條件，有可能使其發(fā)展?jié)摿Υ蟠蟾挠^，將條件生態(tài)位變?yōu)楝F(xiàn)實生態(tài)位。

3.2 北京-延慶生態(tài)位勢研究

3.2.1 延慶縣概況

北京延慶縣位于北京市區(qū)西北74km，北、東、南三面環(huán)山，是連接華北、西北的重要交通樞紐，東西近鄰密云、官廳兩水庫，境內有四級以上河流18條，水資源豐富、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，是首都西北重要的生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)谷地，也是著名的休閑避暑勝地，還擁有國家自然保護區(qū)松山森林公園，國家級濕地保護區(qū)野鴨湖等豐富的生物多樣性資源［23-24］。生態(tài)資產(chǎn)和生態(tài)服務功能在北京16個區(qū)縣中首屈一指，但經(jīng)濟發(fā)展水平卻排名最末。由于經(jīng)濟實力有限，其涵養(yǎng)流域生態(tài)資產(chǎn)、保障首都生態(tài)安全和滿足京城生態(tài)服務功能需求方面也還有很大差距。

3.2.2 延慶城市生態(tài)位的指標選取和生態(tài)位的變化

基于數(shù)據(jù)的可獲得性，延慶的城市復合生態(tài)位主要包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會建設、自然環(huán)境三個子生態(tài)位，每個子生態(tài)位包含2—3個指標。產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展子生態(tài)位包括:建設用地面積、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值;社會文化子生態(tài)位通過中學入學人數(shù)、醫(yī)療機構人員數(shù)、人口機械增加數(shù)、總人口數(shù)等表示;自然環(huán)境子生態(tài)位由2年內平均年優(yōu)良空氣天數(shù)、林地覆蓋率體現(xiàn)。通過主成分分析確定每個指標在各生態(tài)位因子中的權重。在進行主成分分析前需對各指標數(shù)據(jù)進行歸一化。最后由三個子生態(tài)位主成分得分采用等權加和的方法確定綜合生態(tài)位。2005年到2011年延慶的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟處于退化水平，而自然環(huán)境生態(tài)位增長迅猛和社會文化生態(tài)位相對緩慢。延慶的城市發(fā)展短板在于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展(圖4)，城市復合生態(tài)位的提升應圍繞如果通過協(xié)調生態(tài)、生產(chǎn)、生活關系在保障自然生態(tài)和文化生態(tài)品質不下降的前提下實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

3.2.3 延慶及各區(qū)縣在北京的現(xiàn)實生態(tài)位勢

通過計算2011年延慶在北京16個區(qū)縣中的復合生態(tài)位水平見下圖4，延慶縣2011年產(chǎn)業(yè)生態(tài)位居北京地區(qū)倒數(shù)第一，社會生態(tài)位居北京地區(qū)16區(qū)縣中第10名，自然生態(tài)位居第1名。因此，延慶縣除了自然子生態(tài)位占優(yōu)外，其余均處于中低水平。此節(jié)生態(tài)位分析數(shù)據(jù)為了便于比較均采用歸一化數(shù)據(jù)，數(shù)值1代表北京16區(qū)縣2011年及延慶2020年(預估)中的最高水平，數(shù)值0代表最低水平。

圖4 2011年北京各城區(qū)復合生態(tài)位主要因子比較Fig.4 Comparison among the sub-eco-niches of each district in Beijing for 2011

3.2.4 延慶與北京主城關系的條件生態(tài)位和潛在生態(tài)勢

延慶的潛在復合生態(tài)位主要由兩方面的因素決定:

(1)延慶本身所具有但未充分開發(fā)利用的潛力

自然景觀優(yōu)勢、文化遺產(chǎn)資源、水資源優(yōu)勢、土地資源優(yōu)勢、可再生能源優(yōu)勢、交通優(yōu)勢、生物多樣性優(yōu)勢、地質資源優(yōu)勢、欠發(fā)達地區(qū)接受外援的優(yōu)勢;

(2)北京主城區(qū)的支撐潛力

市場依托優(yōu)勢(休閑旅游市場、生態(tài)食品供給市場、苗木花卉市場、咨詢產(chǎn)業(yè)市場)、資源供給優(yōu)勢(人才資源、信息資源、管理資源、文化資源、有機肥資源、科技資源)、環(huán)境優(yōu)勢(交通環(huán)境、基礎設施建設、生態(tài)修復與環(huán)境治理投資、生態(tài)林建設投資)、政策優(yōu)勢(生態(tài)補償政策、生產(chǎn)-生活-生態(tài)復合空間發(fā)展示范政策、新型城鎮(zhèn)化及新農村建設政策)。

以延慶土地利用條件因子為例，如何實現(xiàn)延慶建設用地由2011年的148km2上升至2020年的250km2，在現(xiàn)有土地利用機制約束下，這個目標很難實現(xiàn)。但是，如果通過空間的復合利用，實現(xiàn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間的重疊綜合利用，則在保障生態(tài)服務功能持續(xù)上升的前提下，可以增加100 km2的生產(chǎn)、生活空間，發(fā)展花卉、苗木和休閑、體驗產(chǎn)業(yè)，利用自然生態(tài)位優(yōu)勢改善經(jīng)濟生態(tài)位的短板。這100 km2中有40—50 km2的多功能用地分布在媯河兩側和官廳水庫淹沒預留區(qū)，及松山、千家店等生態(tài)資源和生態(tài)景觀豐富的區(qū)域，因地制宜設置合理的產(chǎn)業(yè)和生活空間，將帶來各子生態(tài)位的加速提升，預期這40—50 km2的鄰水入林區(qū)域將在10a內提升延慶旅游收入150%左右，同時帶來其他經(jīng)濟收入約20億元。

在計算潛在生態(tài)位的過程中，條件生態(tài)位的實現(xiàn)是具有一定潛力與概率的，通過2011年延慶的各指標發(fā)展水平確定其2020年發(fā)展的馬太效應潛力［13］，將考慮了實現(xiàn)概率的生態(tài)位稱之為潛在生態(tài)位。潛在生態(tài)位(2020)與現(xiàn)實生態(tài)位(2011)的對比見圖5。此外，在不考慮馬太效應潛力概率，假設所有生態(tài)位提升條件都100%實現(xiàn)的情況下有延慶可獲得的最佳生態(tài)位，圖5至圖7反映了延慶現(xiàn)實生態(tài)位(2005、2011)、潛在生態(tài)位(2020)，最佳生態(tài)位(2020)在經(jīng)濟、自然、社會生態(tài)位及綜合生態(tài)位4個方面的變化，2020年延慶潛在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟生態(tài)位較2011年提升98.9%，社會文化生態(tài)位提升74.8%，自然環(huán)境生態(tài)位提升69.5%，綜合生態(tài)位將提升79.8%。從圖7可以看出，短短10a間，雖然2020年延慶產(chǎn)業(yè)生態(tài)位依舊沒有到達高位水平，但在實現(xiàn)條件生態(tài)位后，延慶產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展由退化變?yōu)檫M化發(fā)展.并且，如果延慶各項生態(tài)位提升條件能夠落地實施，其生態(tài)位水平將更加接近2020年最佳生態(tài)位水平，較2011年實現(xiàn)綜合生態(tài)位提升119%。

圖5 延慶現(xiàn)實生態(tài)因子(2011)與潛在生態(tài)因子(2020)主要指標對比Fig.5 Comparison between Yanqing's real eco-niche factors(2011)and its potential eco-niche factors(2020)

圖6 延慶縣2020年潛在城市復合生態(tài)位與北京各區(qū)縣現(xiàn)實生態(tài)位比較Fig.6 Comparison between each district's real eco-niche factors(2011) and Yanqing's potential eco-niche factors(2020)

4 結語

圖7 延慶縣2005至2020年城市子生態(tài)位變化Fig.7 Changes of Yanqing's sub-eco-niches from 2005 to 2020

人類社會的發(fā)展史是一個人與自然關系從必然王國向自然王國過渡的生態(tài)進化史，這里的“自然”包括自由和必然兩層含義，人類對其賴以生存和發(fā)展的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)關系的認識是逐步深化又不可能窮盡的，永遠達不到自由王國的國度。城市復合生態(tài)管理旨在倡導一種將決策方式從線性思維轉向系統(tǒng)思維，生產(chǎn)方式從鏈式產(chǎn)業(yè)轉向生態(tài)產(chǎn)業(yè)，生活方式從物質文明轉向生態(tài)文明，思維方式從個體人轉向生態(tài)人的方法論轉型。通過復合生態(tài)管理將城市單一的生物環(huán)節(jié)、物理環(huán)節(jié)、經(jīng)濟環(huán)節(jié)和社會環(huán)節(jié)組裝成一個有強生命力的生命系統(tǒng)，從觀念更新、體制革新、技術創(chuàng)新和行為誘導入手，調節(jié)系統(tǒng)的主導性與多樣性，開放性與自主性，靈活性與穩(wěn)定性，使生態(tài)學的競爭、共生、再生和自生原理得到充分的體現(xiàn)，生命支持系統(tǒng)功能和居民的身心健康得到最大限度的保護，促進資源的綜合利用，環(huán)境的綜合整治及人的綜合發(fā)展。

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