王 靜,翟天林,趙曉東,宋子秋,袁昕怡,孔雪松

1 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 武漢 430079 2 煙臺市自然資源與規(guī)劃局土地利用規(guī)劃站, 煙臺 264003

國土空間是承載人類生產(chǎn)生活的地域空間,是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重要生產(chǎn)要素[1- 2]?？臻g規(guī)劃具有戰(zhàn)略性、綜合性和地域性,是可持續(xù)發(fā)展不可缺少的公共管理工具[3]。各級各類空間規(guī)劃在支撐城鎮(zhèn)化快速發(fā)展、促進(jìn)國土空間合理利用和有效保護(hù)方面發(fā)揮了積極作用,但我國城市發(fā)展也面臨原有的粗放型發(fā)展模式難以為繼、資源約束趨緊、生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力加大、城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不平衡、用地集約水平不高等一些深層次矛盾和問題,亟待整體謀劃新時代國土空間開發(fā)保護(hù)格局[4]?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》明確要求,要提高國土空間規(guī)劃科學(xué)性,在資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價的基礎(chǔ)上,科學(xué)有序統(tǒng)籌布局生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)等功能空間。通過資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價,科學(xué)認(rèn)知國土空間格局分異的自然規(guī)律和社會經(jīng)濟(jì)規(guī)律,開展國土空間規(guī)劃分區(qū),已經(jīng)成為國土空間規(guī)劃的關(guān)鍵基礎(chǔ)性工作[5- 7]。

資源環(huán)境承載力評價主要用于判斷在一定的時期和一定的區(qū)域范圍內(nèi)資源、環(huán)境、生態(tài)條件等對人類活動的承載能力,是對自然稟賦、生態(tài)本底和資源開發(fā)利用的限制性的相對客觀評價。早期資源環(huán)境承載力研究單項承載力研究為主[8- 10]。由于生態(tài)環(huán)境破壞問題日益嚴(yán)重,其研究內(nèi)容開始向資源環(huán)境綜合承載力評價方向發(fā)展。常用的方法包括主成分分析、系統(tǒng)動力學(xué)、綜合指數(shù)評價方法、生態(tài)足跡法、狀態(tài)-壓力-響應(yīng)模型(PSR,Pressure-State-Response)等[11-13],研究區(qū)域多集中在農(nóng)業(yè)區(qū)、典型流域、城市群、自然保護(hù)區(qū)及生態(tài)脆弱區(qū)、草原、海洋等[14-19]。國土空間開發(fā)適宜性評價是在資源環(huán)境承載力評價基礎(chǔ)上,通過綜合考慮國土空間開發(fā)利用需求和發(fā)展方向,判斷評估國土空間自然條件對城鎮(zhèn)開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護(hù)三類利用方式的適宜程度。國土空間開發(fā)適宜性評價主要研究方法有多指標(biāo)決策疊置分析方法、公眾參與式綜合評價、物元模型等[20-22]。研究內(nèi)容由早期農(nóng)業(yè)用地適宜性評價、建設(shè)用地適宜性評價發(fā)展到對面向多目標(biāo)的國土空間需求和建設(shè)用地匹配程度的供需分析[22]。常用到的評價單元多為縣域,較少從格網(wǎng)尺度開展評價[23],相較于縣域尺度,格網(wǎng)尺度能夠較好的從微觀尺度反映評價結(jié)果在空間上的連續(xù)變化,便于開展土地利用格局優(yōu)化與精細(xì)管理[24]。評價指標(biāo)多集中在生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、災(zāi)害風(fēng)險等方面[25-26],指標(biāo)選擇與賦值越來越細(xì)化；宏觀尺度的資源環(huán)境承載力評價和國土空間開發(fā)適宜性評價與微觀尺度評價相結(jié)合,逐漸成為新的發(fā)展趨勢[27]。但是,由于資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性內(nèi)涵的復(fù)雜性,以及對當(dāng)前城市尺度的資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性認(rèn)知的差異性,對其內(nèi)涵和理論基礎(chǔ)探討不足。目前已有資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價的邏輯框架架構(gòu)和指標(biāo)體系構(gòu)建等方面有待進(jìn)一步完善[28]。

在生態(tài)文明建設(shè)背景下,國土空間規(guī)劃是構(gòu)建人類活動與自然發(fā)展相協(xié)調(diào)的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),形成和維持健全的生態(tài)系統(tǒng),建設(shè)有地區(qū)特色的景觀,強(qiáng)調(diào)地域的自然生態(tài)性,以空間管控提升開發(fā)質(zhì)量,突出水資源安全保障,注重生態(tài)規(guī)律與生態(tài)環(huán)境保護(hù)。因此,城市國土空間規(guī)劃走向可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)綜合管理成為必然,城市國土空間管理的最終目的即實現(xiàn)可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理?？沙掷m(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的重點(diǎn)是立足資源環(huán)境稟賦,以資源環(huán)境承載力為基礎(chǔ),通過開展國土空間開發(fā)適宜性評價,優(yōu)化國土空間類型、功能及其結(jié)構(gòu)空間配置,調(diào)控人類活動影響,維護(hù)和恢復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)健康,提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能,復(fù)合社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)效能,引導(dǎo)人口、產(chǎn)業(yè)集聚和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)可持續(xù)國土空間開發(fā)、利用、保護(hù)與管理。因此,對城市資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架架構(gòu)和指標(biāo)體系構(gòu)建提出更高要求。

本文在已有研究基礎(chǔ)上,建立了本底約束—綜合限制—承載力評價-多空間適宜評價的城市資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架；以煙臺市為例,在辨析煙臺市陸域國土空間開發(fā)、利用和保護(hù)的限制性因子基礎(chǔ)上,開展城市資源環(huán)境承載的綜合限制性評價,并綜合考慮城市生態(tài)系統(tǒng)生境風(fēng)險、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和海岸帶生境風(fēng)險等生態(tài)支撐條件,開展煙臺市資源環(huán)境承載力狀態(tài)評價；在此基礎(chǔ)上,針對農(nóng)業(yè)適宜性、生態(tài)保護(hù)重要性及建設(shè)適宜性,進(jìn)行國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性綜合評價,以期為煙臺市國土空間規(guī)劃以及相關(guān)地區(qū)政府部門決策提供信息支持和服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

煙臺市地處山東半島東部,介于京津冀和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)之間,下轄4區(qū)、1縣、7個縣級市,是環(huán)渤海地區(qū)重要的港口城市。煙臺市氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,具有明顯的海洋性氣候特征,四季分明。煙臺市區(qū)內(nèi)地形中部高、南北低,是典型的山地-丘陵-平原復(fù)合區(qū),易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。隨著煙臺市城市進(jìn)程不斷加快,大量工業(yè)區(qū)的興起和港口、碼頭開發(fā)建設(shè),與其他海濱城市相比,煙臺市工業(yè)用地比例相對較大,對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成較大負(fù)面影響,城市生態(tài)空間急劇減少,環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重；同時煙臺市水資源匱乏,據(jù)統(tǒng)計,煙臺全境半數(shù)以上縣區(qū)人均水資源占有量不足500 m3,處于嚴(yán)重缺水,對未來的國土空間開發(fā)利用提出了更高要求,嚴(yán)重影響城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)來源

煙臺市高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)的ASTERGDEMV2,分辨率為30 m；基于DEM數(shù)據(jù)使用ArcGIS坡度計算工具得到煙臺市坡度；植被覆蓋數(shù)據(jù)由2017年Landsat8遙感數(shù)據(jù)計算獲??；煙臺市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田保護(hù)數(shù)據(jù)、農(nóng)用地分等成果、規(guī)劃禁止建設(shè)區(qū)與地質(zhì)遺跡等來源于煙臺市自然資源與規(guī)劃局；生態(tài)保護(hù)紅線成果來源于煙臺市環(huán)保局；地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)和地下水資源數(shù)據(jù)來源于《2017年煙臺市地質(zhì)災(zāi)害排查報告》等成果；土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量分級數(shù)據(jù)來源于中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所。煙臺市分縣區(qū)的人口、GDP、水資源量、大氣污染、地表水和地下水污染數(shù)據(jù)等來源于煙臺市統(tǒng)計年鑒?；谕恋乩米兏{(diào)查數(shù)據(jù),利用InVEST模型和謝高地等[29]等提出的生態(tài)服務(wù)計算方法,獲得煙臺市生境風(fēng)險和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)據(jù)等生態(tài)支撐數(shù)據(jù)。

1.3 城市資源環(huán)境承載力與國土空間開發(fā)適宜性評價的邏輯框架構(gòu)建

資源環(huán)境承載力評價是國土空間開發(fā)適宜性評價的基礎(chǔ)。當(dāng)前,現(xiàn)存的國土空間經(jīng)歷了人類長時間的開發(fā)利用,不是在白紙上首次開發(fā)利用,國土空間開發(fā)利用已對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。因此,當(dāng)前的城市資源環(huán)境承載能力評價應(yīng)強(qiáng)化底線約束,應(yīng)突出自然資源開發(fā)利用的限制性要素和“短板”要素,充分考慮國土空間開發(fā)利用所產(chǎn)生的不利影響。在評價中,首先要辨析影響城市國土空間開發(fā)利用的限制性因素,依據(jù)區(qū)域的單因子限制性影響,考慮資源環(huán)境稟賦與人類社會經(jīng)濟(jì)活動作用關(guān)系復(fù)雜,為綜合反映區(qū)域的限制性影響,應(yīng)開展多層次、全要素限制性影響綜合評價[30]。同時,在考慮城市生態(tài)系統(tǒng)的支撐能力基礎(chǔ)上,開展城市資源環(huán)境的承載能力的評估。

面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的目標(biāo),城市國土空間規(guī)劃方法將改變傳統(tǒng)規(guī)劃模式,創(chuàng)新“反規(guī)劃”逆向思維與現(xiàn)有規(guī)劃方法進(jìn)行結(jié)合的方法。城市國土空間開發(fā)、利用和保護(hù)是以生態(tài)系統(tǒng)整體性保護(hù)和耕地保護(hù)為基礎(chǔ),以生態(tài)保護(hù)紅線和永久基本農(nóng)田為“底”,強(qiáng)化通過空間要素統(tǒng)籌和空間管制實現(xiàn)全要素的底線控制。因此,城市國土空間開發(fā)適宜性評價,依據(jù)資源稟賦、環(huán)境容量、生態(tài)環(huán)境狀況等,在滿足城市生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩類利用方式基礎(chǔ)上,以此判斷評估城市國土空間對城鎮(zhèn)開發(fā)的適宜性,以期進(jìn)行城市國土空間開發(fā)、利用和保護(hù),明確不同區(qū)域的功能定位和發(fā)展方向。城市資源環(huán)境承載力與國土空間開發(fā)適宜性評價的邏輯框架見圖1。

圖1 面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的資源環(huán)境承載力與國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架Fig.1 Logical framework for sustainable urban ecosystem management-oriented evaluation of resources and environment carrying capacity and suitability of land space development

基于以上邏輯框架,結(jié)合煙臺市實際狀況,具體步驟如下：

(1)煙臺市資源環(huán)境開發(fā)利用限制性綜合評價

結(jié)合煙臺市實際,通過分析煙臺市國土空間開發(fā)、利用和保護(hù)所存在的主要問題,參考相關(guān)研究成果[31-34],從水資源、環(huán)境安全、自然災(zāi)害安全等方面,確定影響煙臺市國土空間開發(fā)利用的主要限制性因素,包括水資源、大氣環(huán)境與水環(huán)境質(zhì)量及地質(zhì)災(zāi)害等。評價單元以縣區(qū)為評價單元。

選擇人均水資源占有量、地下水資源量等指標(biāo),按照國際公認(rèn)缺水標(biāo)準(zhǔn)等級劃分,結(jié)合煙臺實際,采用自然斷點(diǎn)法,利用GIS空間分析技術(shù)通過疊加分析獲得煙臺市水資源限制性分級結(jié)果。根據(jù)煙臺市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)結(jié)果,將地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)對應(yīng)與高限制區(qū),低易發(fā)區(qū)對應(yīng)于低限制區(qū),獲得煙臺市地質(zhì)災(zāi)害限制性分級結(jié)果。根據(jù)土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量分級結(jié)果,污染程度越大,級別越大,限制性越高,以此獲得土壤環(huán)境影響的限制性分級結(jié)果。依據(jù)環(huán)境影響控制方程,選擇單位GDP的大氣SO2、NO2、PM2.5和PM10環(huán)境容量,以及單位GDP的水體COD和氨氮的環(huán)境容量作為大氣環(huán)境與水環(huán)境質(zhì)量影響的指標(biāo),通過空間疊加分析,開展大氣和水環(huán)境影響的限制性評價；將標(biāo)準(zhǔn)化后的大氣和水環(huán)境影響限制性結(jié)果利用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分級,得到大氣和水環(huán)境影響的限制性分級結(jié)果,其中級別越大,限制性越高。綜合煙臺市水資源限制性分級圖、大氣環(huán)境影響限制性分級圖、水環(huán)境影響限制性分級圖、土壤環(huán)境的限制性、地質(zhì)環(huán)境限制性分級圖,等權(quán)重疊加計算得到煙臺市資源環(huán)境開發(fā)利用限制性綜合評價結(jié)果,將結(jié)果分為高限制,較高限制,較低限制和低限制4個等級。

(2)煙臺市資源環(huán)境的承載力評價

基于煙臺市資源環(huán)境開發(fā)利用限制性綜合評價結(jié)果,并考慮區(qū)域資源環(huán)境開發(fā)利用的城市生態(tài)系統(tǒng)支撐能力,基于土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù),利用InVEST模型和謝高地等[29]提出的生態(tài)服務(wù)計算方法,獲得城市陸域生態(tài)系統(tǒng)生境風(fēng)險、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值和海岸帶生境風(fēng)險等空間分布,作為煙臺市城市生態(tài)系統(tǒng)支撐條件,開展煙臺市資源環(huán)境承載力狀態(tài)評價,分析煙臺市資源環(huán)境的承載能力。評價單元為30 m×30 m柵格單元。

根據(jù)水資源、大氣環(huán)境影響、水環(huán)境影響、土壤環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害的限制性分級從高到低1—4級,對應(yīng)其承載能力分別賦分為1—4分。同時,對生態(tài)系統(tǒng)生境風(fēng)險、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行分級,生態(tài)系統(tǒng)生境風(fēng)險從高到低,分為1—4級并分別對應(yīng)承載力1—4分；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值則從低到高分為1—4級,并分別對應(yīng)承載力1—4分。最后,選用層次分析法確定不同指標(biāo)權(quán)重,最終計算不同評價單元的承載力狀態(tài)指數(shù)分值。

(3)煙臺市國土空間開發(fā)適宜性評價

為保障煙臺市生態(tài)安全,生態(tài)保護(hù)紅線范圍內(nèi)的地區(qū)嚴(yán)禁開發(fā)；法律法規(guī)重點(diǎn)保護(hù)的禁止開發(fā)地區(qū),如重要的生態(tài)屏障和具有重要文化、科研價值的自然景觀保護(hù)地(如地質(zhì)遺跡及地質(zhì)景觀)等嚴(yán)禁開發(fā)?；跓熍_市生境風(fēng)險和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布,從生態(tài)系統(tǒng)完整性和生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險角度,識別生態(tài)廊道和源地,構(gòu)建煙臺市生態(tài)安全格局,并與基本農(nóng)田保護(hù)紅線、自然保護(hù)區(qū)規(guī)劃等,以及具有較大環(huán)境風(fēng)險的生態(tài)敏感區(qū)等銜接,確定煙臺市一級與二級保護(hù)的生態(tài)廊道和生態(tài)源地保護(hù)范圍,作為煙臺市城市生態(tài)系統(tǒng)的高生態(tài)價值區(qū)域地區(qū)禁止或限制開發(fā)；同時,煙臺市高植被覆蓋區(qū)等生態(tài)狀況較好的地區(qū)限制開發(fā),以上區(qū)域均為城市生態(tài)保護(hù)重要性區(qū)域。

同時,為保障煙臺市糧食安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn),基本農(nóng)田保護(hù)紅線范圍內(nèi)的地區(qū)嚴(yán)禁開發(fā),嚴(yán)禁占用永久基本農(nóng)田。并且根據(jù)農(nóng)用地分等成果,確定高等級耕地,也應(yīng)納入城市國土空間開發(fā)限制或禁止范圍,以上區(qū)域納入煙臺市糧食安全重點(diǎn)保護(hù)范圍。

在綜合考慮煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)主要限制因子(包括水資源、大氣環(huán)境、水環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境的限制)基礎(chǔ)上,也考慮地形地貌對城鎮(zhèn)開發(fā)的影響。通常高程較高的地區(qū),城市建設(shè)成本較高,且容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害；坡度越大,越不適宜建筑開發(fā)。并以此構(gòu)建煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性評價指標(biāo)體系(表1)。根據(jù)資源環(huán)境開發(fā)利用的限制性綜合評價結(jié)果,結(jié)合城市生態(tài)保護(hù)重要性區(qū)域、糧食安全重點(diǎn)保護(hù)范圍,并考慮基于自然地理條件的建設(shè)適宜性評價結(jié)果,通過綜合評判,將煙臺市國土空間劃分為適宜建設(shè)區(qū)、較適宜建設(shè)區(qū)、較不適宜建設(shè)區(qū)和不適宜建設(shè)區(qū)。評價單元為30 m×30 m柵格單元。

2 結(jié)果與分析

2.1 資源環(huán)境開發(fā)利用限制性分析

煙臺市水資源低限制區(qū)域主要包括市域中部的棲霞市和東部的牟平區(qū)；高限制區(qū)域主要分布在煙臺市主城區(qū)芝罘區(qū)及長島縣,見圖2。煙臺市地質(zhì)災(zāi)害較高限制區(qū)包含采空塌陷、地裂縫為主地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),及地質(zhì)斷層影響緩沖區(qū),該區(qū)主要分布于萊州、招遠(yuǎn)、棲霞、蓬萊、牟平等地；較低限制區(qū)是崩塌、滑坡、泥石流為主的防治區(qū),主要位于芝罘區(qū)、蓬萊市等地；低限制區(qū)主要海水入侵區(qū),主要分布于濱海平原、入海河流下游的萊州、招遠(yuǎn)、龍口、芝罘、蓬萊、牟平等濱海平原人員相對集中地段,海陽中部部分地區(qū)也屬于該類型,見圖2。

表1 煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性評價指標(biāo)體系

煙臺市水環(huán)境影響限制性高及較高的區(qū)域偏多,區(qū)域面積比例也較大,見圖2。水環(huán)境影響高限制性區(qū)域分布在芝罘區(qū)、福山區(qū)、萊山區(qū)、萊州市、龍口市和長島縣6個地區(qū)；限制性較低的區(qū)域僅棲霞市。煙臺市大氣環(huán)境影響限制性高的區(qū)域較多,面積比例較大,芝罘區(qū)、龍口市、萊州市、長島縣和招遠(yuǎn)市屬于高大氣環(huán)境響應(yīng)限制,總面積占煙臺市國土面積的33.49%；棲霞市和海陽市,分布在煙臺市中部偏南的區(qū)域,植被覆蓋度較高,同時受來自黃海的季風(fēng)影響較大,空氣流動性較好,大氣環(huán)境影響限制性最低,見圖2。煙臺市土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量分級(圖2)結(jié)果表明,煙臺市全域的土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量整體屬于清潔等級,此等級面積占比達(dá)到82.39%。煙臺市仍零星分布著土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量中度污染和重度污染地區(qū),兩者面積僅占0.88%。

綜合評價城市資源和環(huán)境限制性要素,對評價區(qū)域可持續(xù)性、促進(jìn)該區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[35]。結(jié)果表明,煙臺市61.48%的區(qū)域為低或者較低限制區(qū)域,高限制區(qū)域僅占全市國土面積的6.09%,資源環(huán)境對煙臺經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的阻礙與限制總體較小,見圖2。煙臺市資源環(huán)境開發(fā)高限制區(qū)域零散分布于芝罘區(qū),龍口市和萊州市的部分地區(qū)；較高限制區(qū)主要分布在煙臺市主城區(qū)、萊州市、龍口市、招遠(yuǎn)市及蓬萊市部分區(qū)域,占煙臺市國土面積的35.18%,與萊州市,龍口市和煙臺市主城三區(qū)的行政區(qū)劃面積較一致,該區(qū)是煙臺市主要的經(jīng)濟(jì)活動和人類活動分布區(qū),由于環(huán)境污染的脅迫和資源約束的趨緊,資源環(huán)境開發(fā)限制性較高。低限制區(qū)主要位于中部的棲霞市,南部海陽市和東部的牟平區(qū),該部分地區(qū)自然本底較好,水資源較豐沛,受人類活動影響較小,資源環(huán)境開發(fā)限制性低。

2.2 資源環(huán)境承載力評價

圖3 煙臺市資源環(huán)境承載力狀態(tài)指數(shù)空間分布圖 Fig.3 Spatial distribution of resources and environment carrying capacity state index in Yantai City

由圖3可以看出,煙臺市資源環(huán)境承載力不同區(qū)縣之間差異較大,從西北部沿海地區(qū)向東推移的過程中,煙臺市資源環(huán)境承載力呈現(xiàn)出逐漸提高的變化趨勢,在一定程度上符合其地形地貌與產(chǎn)業(yè)布局。資源環(huán)境承載力低值區(qū)多集中在萊州市、龍口市與煙臺市主城區(qū),高值區(qū)大都分布在棲霞市和東部邊緣地帶。棲霞市、海陽市與牟平區(qū)的資源環(huán)境承載力較高,與其產(chǎn)業(yè)分布和地形地貌有一定的關(guān)系。這些地區(qū)多為丘陵,海拔較高,產(chǎn)業(yè)布局以林果業(yè)為主,是煙臺市主要生態(tài)空間分布地。在未來發(fā)展過程中應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)資源環(huán)境嚴(yán)格保護(hù),在保障不破壞生態(tài)環(huán)境前提下推進(jìn)綠色發(fā)展,踐行綠水青山就是金山銀山的理念。芝罘區(qū)、福山區(qū)與萊山區(qū),以及煙臺市西北部沿海地區(qū)資源環(huán)境承載力較低。東北部三區(qū)為煙臺市中心城區(qū),是煙臺市的城鎮(zhèn)空間集聚地,城市發(fā)展水平較高；西北部沿海地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局以第二產(chǎn)業(yè)為主,工業(yè)與建筑業(yè)較為發(fā)達(dá),資源環(huán)境承載力相對較低。在未來的發(fā)展中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,改善城市生態(tài)功能和支撐條件,提升整體承載能力,進(jìn)而推進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。此外,長島縣的資源環(huán)境承載力處于較低水平,生態(tài)環(huán)境基底較為脆弱。該地區(qū)由于臨海易受海洋侵蝕,應(yīng)加強(qiáng)海岸帶保護(hù),提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

2.3 國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性評價

根據(jù)煙臺市資源環(huán)境開發(fā)利用的限制性綜合評價結(jié)果,面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的重點(diǎn),設(shè)置兩類保護(hù)情景,一類情景是面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的嚴(yán)格保護(hù)情景,即城市生態(tài)保護(hù)紅線、一級與二級保護(hù)的生態(tài)廊道和生態(tài)源地范圍,以及永久基本農(nóng)田和高等級耕地范圍,均納入國土空間開發(fā)的禁止區(qū)域；另一類情景是城市生態(tài)系統(tǒng)一般保護(hù)情景,即城市生態(tài)保護(hù)紅線、一級生態(tài)廊道和生態(tài)源地范圍,以及永久基本農(nóng)田,納入國土空間開發(fā)的禁止區(qū)域。比較分析可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理兩類保護(hù)情景下的煙臺市國土空間開發(fā)適宜性狀況,為國土空間規(guī)劃方案優(yōu)選提供決策支持。

面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性評價結(jié)果如圖4。從空間分布上看,適宜建設(shè)區(qū)范圍主要位于各區(qū)縣的中心城區(qū),少量零散分布在中心城區(qū)周圍。較適宜建設(shè)區(qū)的分布比較分散,鑲嵌在不適宜建設(shè)區(qū)和較不適宜建設(shè)區(qū)之間。較不適宜建設(shè)區(qū)相對較為集中,主要分布在棲霞市、招遠(yuǎn)市、蓬萊市和福山區(qū)。不適宜建設(shè)區(qū)多為生態(tài)功能或農(nóng)業(yè)功能極其重要或極為敏感的區(qū)域,包括自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園、國際重要濕地、海岸生態(tài)防護(hù)林帶、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)以及煙臺市的河流湖泊水庫等區(qū)域,主要集中在煙臺市中西部,如萊陽、萊州和海陽等地。一般保護(hù)情景下的煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性狀況(圖4),適宜建設(shè)區(qū)和不適宜建設(shè)區(qū)呈現(xiàn)出顯著的“小集聚”,而較適宜建設(shè)區(qū)和較不適宜建設(shè)區(qū)則呈現(xiàn)出“大分散”的空間分布特征。適宜建設(shè)區(qū)主要以片狀形式分布于主城區(qū)和各縣市區(qū)的中心城區(qū),破碎化的適宜建設(shè)區(qū)主要分布在棲霞市和牟平區(qū),主要是由于這兩個行政區(qū)山地面積占比較大,阻礙了建設(shè)用地塊狀開發(fā)建設(shè)。通過對比,一般保護(hù)情景下煙臺市國土空間適宜建設(shè)區(qū)范圍有所增大,增加明顯的區(qū)域多集中在海陽市、萊山區(qū)和棲霞市,增加的地類主要為低等級耕地、交通用地和采礦用地。不適宜建設(shè)區(qū)范圍有所縮減,其中龍口市、萊陽市與棲霞市減少面積較大,主要縮減了生態(tài)保護(hù)重要性程度相對較低的園地和灌木林地。較不適宜建設(shè)區(qū)面積明顯大于生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)情景,增加面積主要集中在龍口市、芝罘區(qū)和蓬萊市。兩種情景的較適宜建設(shè)區(qū)面積相差較小,僅萊州市、海陽市和棲霞市稍有增加。

圖4 不同情景下國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性狀況Fig.4 The suitability of land space development and construction under different scenarios

對上述兩種情景下的煙臺市各區(qū)縣國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計,如圖5所示。面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的嚴(yán)格保護(hù)情景,適宜建設(shè)區(qū)面積較小,僅2380 km2,不適宜建設(shè)區(qū)面積較大。其中,長島、萊陽、棲霞和牟平不適宜建設(shè)區(qū)比例最高,均超過60%。棲霞市是煙臺市的重要生態(tài)屏障和永續(xù)水源地,土地開發(fā)受到限制,適宜建設(shè)區(qū)僅占國土面積的15.95%；長島縣四面環(huán)海,是山東省生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)海洋生態(tài)功能區(qū),嚴(yán)格管制各類開發(fā)活動,島上無適宜建設(shè)區(qū)。芝罘區(qū)、福山區(qū)開發(fā)潛力較小,未來應(yīng)以內(nèi)部挖潛為主,提升中心城區(qū)城市品質(zhì),加快提升文化、商業(yè)金融、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐。萊陽市和萊陽市等以不適宜建設(shè)為主,應(yīng)堅持在保護(hù)中發(fā)展,在發(fā)展中保護(hù),重點(diǎn)發(fā)展生態(tài)環(huán)境良好、綠色產(chǎn)業(yè)興旺的生態(tài)功能區(qū)和兼具豐富文化內(nèi)涵、獨(dú)特山水景觀的風(fēng)景名勝區(qū)。

對比一般保護(hù)情景下的煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性狀況,適宜建設(shè)區(qū)面積有所增加,達(dá)2610 km2,占煙臺市國土空間面積的18.86%,較適宜建設(shè)區(qū)面積占28.26%。不適宜建設(shè)開發(fā)區(qū)(不適宜建設(shè)區(qū)和較不適宜建設(shè)區(qū))與適宜建設(shè)開發(fā)區(qū)(適宜建設(shè)區(qū)與較適宜建設(shè)區(qū))數(shù)量結(jié)構(gòu)為1.12∶1。煙臺市2017年建設(shè)用地總面積為2328km2,與煙臺市現(xiàn)狀建設(shè)用地規(guī)模相比,煙臺市有充足的建設(shè)用地后備資源。龍口市、招遠(yuǎn)市、蓬萊市等地,較適宜建設(shè)區(qū)比例均超過1/3,開發(fā)潛力較大,未來煙臺應(yīng)沿海岸帶向東西方向發(fā)展,重點(diǎn)打造高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶、機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)帶和臨港產(chǎn)業(yè)帶。

本文建立的面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架,秉承“綠水青山就是金山銀山”的理念,依據(jù)區(qū)域資源環(huán)境稟賦,通過識別城市國土空間開發(fā)利用的限制性因素,強(qiáng)化城市生態(tài)系統(tǒng)整體性保護(hù)和永久基本農(nóng)田保護(hù),從理論上兼顧了生態(tài)安全和糧食安全與城市發(fā)展需求。面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的嚴(yán)格保護(hù)情景和一般保護(hù)情景,適宜建設(shè)區(qū)面積均大于現(xiàn)狀建設(shè)用地面積。同時,通過引導(dǎo)城市優(yōu)先利用鹽堿地、裸地等未利用地和廢棄地,合理拓展了城市建設(shè)用地新空間。在不占用耕地保障糧食安全背景下,為城市發(fā)展保留了相對充足的較適宜建設(shè)用地規(guī)模,為城市未來發(fā)展提供了用地保障。兩種情境下,羅山、艾山、昆崳山、牙山等重要生態(tài)功能區(qū),王屋水庫、門樓水庫等城市的重要水源保護(hù)地,均位于不適宜建設(shè)區(qū)內(nèi),確保了煙臺市水資源安全和生態(tài)安全。研究結(jié)果驗證了上述邏輯框架的合理性。

圖5 不同情景下煙臺市國土空間開發(fā)建設(shè)適宜性狀況比較Fig.5 Comparison of suitability of land space development and construction in Yantai under different scenarios

2.4 面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理策略

可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的關(guān)鍵是調(diào)控人類活動影響,維護(hù)和恢復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)健康,引導(dǎo)人口、產(chǎn)業(yè)集聚和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)可持續(xù)國土空間開發(fā)、利用、保護(hù)與管理。核心是揭示人類社會干擾背景下的生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)性和適應(yīng)性[36],促進(jìn)自然-經(jīng)濟(jì)-社會復(fù)合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理需求,本研究通過分析國土空間開發(fā)適宜性評價結(jié)果,針對生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)等不同類型國土空間開發(fā)利用適宜性區(qū)域提出煙臺市城市生態(tài)系統(tǒng)差異化管理策略：

煙臺市國土空間開發(fā)適宜建設(shè)區(qū)應(yīng)加快推進(jìn)城鎮(zhèn)化,優(yōu)化配置各類資源要素,改變功能過度集中于煙臺芝罘老城的單一中心結(jié)構(gòu),擴(kuò)大城市規(guī)模,優(yōu)化提升芝罘核心區(qū),改善人居環(huán)境,減少城市發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響；實施差異化的城區(qū)發(fā)展策略,在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益、降低消耗、保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上推動城市快速發(fā)展,提高城市吸引力和創(chuàng)新能力。較適宜建設(shè)區(qū)應(yīng)提高城市土地利用效率,合理控制建設(shè)規(guī)模,優(yōu)化城市功能和空間布局,防止過度開發(fā),避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞,有序利用海岸線、海島等重要資源；通過城市建設(shè)集聚開發(fā),嚴(yán)格控制國土開發(fā)強(qiáng)度,嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線和基本農(nóng)田保護(hù)紅線,保障藍(lán)綠空間網(wǎng)絡(luò)。較不適宜建設(shè)區(qū)應(yīng)大力發(fā)展蘋果、梨、櫻桃等水果種植和特色農(nóng)業(yè)及特色產(chǎn)業(yè),適度發(fā)展旅游和農(nóng)林產(chǎn)品加工等產(chǎn)業(yè),轉(zhuǎn)移或關(guān)閉污染產(chǎn)業(yè),加大田、水、路、林、村綜合整治。不適宜建設(shè)區(qū)應(yīng)禁止大規(guī)模開發(fā),嚴(yán)格保護(hù)北部和南部的濱海生態(tài)涵養(yǎng)與海洋保護(hù)帶,嚴(yán)格保護(hù)“膠東屋脊”和城市生態(tài)廊道,構(gòu)建生態(tài)安全格局,降低人類活動對資源環(huán)境的不良影響,保護(hù)生物資源和生態(tài)環(huán)境；打造生態(tài)樣板城市,將煙臺市建設(shè)以歷史、人文、山海為特色的濱海綠色宜居旅游城市,實現(xiàn)人與自然的和諧共生。

3 結(jié)論與討論

本研究面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的目標(biāo),基于生態(tài)保護(hù)紅線和永久基本農(nóng)田的“底線”思維,貫穿通過空間要素統(tǒng)籌和空間管制實現(xiàn)全要素的底線控制的思想,以自然資源稟賦和環(huán)境容量等為基礎(chǔ),通過資源環(huán)境開發(fā)利用的限制性分析和生態(tài)系統(tǒng)支撐條件分析,提出城市資源環(huán)境承載力限制下的國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架,并以煙臺為例,開展了城市資源環(huán)境承載力與國土空間開發(fā)適宜性評價的實踐應(yīng)用。研究結(jié)果表明：①煙臺市資源環(huán)境開發(fā)限制性總體偏低,低限制區(qū)域或者較低限制區(qū)域面積較大,多集中在煙臺市中南部；高限制區(qū)域面積較小,僅占全市國土面積的6.09%,零散分布于芝罘區(qū),龍口市和萊州市的部分地區(qū)。②受地形地貌與產(chǎn)業(yè)布局影響,煙臺市資源環(huán)境承載力空間差異顯著,呈現(xiàn)明顯西北低東南高的格局；低值區(qū)域主要位于萊州市西南部、龍口市及煙臺市主城區(qū),高值區(qū)主要位于棲霞市和東部邊緣地帶。③面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理的嚴(yán)格保護(hù)情景和一般保護(hù)情景,煙臺市國土空間開發(fā)適宜性適宜建設(shè)區(qū)面積均大于現(xiàn)狀建設(shè)用地面積,為城市未來發(fā)展提供了用地保障,并確保了煙臺市水資源安全和生態(tài)安全。嚴(yán)格保護(hù)情景下國土空間適宜建設(shè)區(qū)范圍為2380 km2,長島、萊陽、棲霞和牟平不適宜建設(shè)區(qū)比例均超過60%。一般保護(hù)情景下適宜建設(shè)區(qū)面積為2610 km2,適宜建設(shè)區(qū)和不適宜建設(shè)區(qū)呈現(xiàn)出顯著的“小集聚”。通過引導(dǎo)城市發(fā)展優(yōu)先利用鹽堿地、裸地等未利用地和廢棄地,合理拓展城市建設(shè)用地新空間,為城市發(fā)展保留了相對充足的較適宜建設(shè)用地規(guī)模,研究結(jié)果同時也驗證了上述邏輯框架的合理性。

新時期國土空間規(guī)劃是以生態(tài)文明思想為核心價值觀,必須秉持“底線思維”,通過識別城市發(fā)展限制性“短板”要素,明確資源環(huán)境承載壓力,以此判定國土空間開發(fā)、利用、保護(hù)對城鎮(zhèn)開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護(hù)三類方式的適宜程度,合理確定未來國土空間開發(fā)利用規(guī)模和結(jié)構(gòu)布局?？茖W(xué)、合理的資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價邏輯框架和指標(biāo)體系構(gòu)建及其量化表達(dá)是市縣國土空間規(guī)劃的關(guān)鍵。本文面向可持續(xù)城市生態(tài)系統(tǒng)管理,以資源環(huán)境稟賦為基礎(chǔ),建立了本底約束—綜合限制—承載力評價-多空間適宜評價的資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價的邏輯框架和指標(biāo)體系,從大氣、土壤、水環(huán)境污染影響與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互作用角度,并考慮城市資源環(huán)境開發(fā)利用的限制性因子,開展城市資源環(huán)境承載力評價；在此基礎(chǔ)上,設(shè)置城市生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的不同情景,開展國土空間開發(fā)適宜性評價,為生態(tài)文明建設(shè)背景下的自然資源統(tǒng)一管理和國土空間優(yōu)化及規(guī)劃編制提供了參考。但面對城市復(fù)雜的自然、社會、經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng),對城市生態(tài)系統(tǒng)的資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性認(rèn)知不同,評價指標(biāo)體系選取、評價指標(biāo)權(quán)重設(shè)定等仍難免存在一些主觀性,評價的邏輯框架架構(gòu)與推廣應(yīng)用有待于進(jìn)一步深入。目前,資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價研究仍缺乏科學(xué)的邏輯思路和統(tǒng)一的方法體系,評價多偏重于靜態(tài)研究。未來仍需不斷強(qiáng)化評價的理論、方法和應(yīng)用研究,有關(guān)指標(biāo)的閾值界定與關(guān)鍵參數(shù)確定仍有待突破。