許慶福，許夢

(1.山東省地質科學研究院，國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南 250013；2.濟南市生態(tài)環(huán)境保護局濟陽分局，山東 濟南 251400)

0 引言

生物多樣性是生物及其與環(huán)境構成的生態(tài)復合體，以及與此相關的各種生態(tài)過程的綜合，具有十分重要的功能，是人類生存的物質基礎[1]。國土空間綜合整治實質上是對生態(tài)系統(tǒng)的干擾，不適當?shù)膰量臻g綜合整治活動會對生態(tài)環(huán)境和生物棲息地造成一定破壞，對生物多樣性保護帶來不同程度的影響[2-3]。遵循基于自然解決方案(NbS)的理念，通過國土空間綜合整治，構建良好的生態(tài)系統(tǒng)和生物生境，提高生態(tài)系統(tǒng)連通性，保護和維持生物多樣性，對維系區(qū)域(或流域)生態(tài)健康和穩(wěn)定具有重要意義。目前的國土空間綜合整治生物多樣性保護研究，多限于較小的空間尺度(主要是具體項目)，涉及多尺度的系統(tǒng)研究較少。按照整體保護、系統(tǒng)修復、綜合治理的要求，需要探索不同尺度下國土空間綜合整治生物多樣性保護策略和路徑[4]，以適應新時代國土空間綜合整治和生態(tài)修復的要求。

1 國土空間綜合整治與生物多樣性保護

1.1 國土空間綜合整治對多生物多樣性的影響

國土空間綜合整治是通過資源利用、格局優(yōu)化、功能提升等途徑，針對利用失序、功能退化等進行的重新組織優(yōu)化過程，在此過程中改變了地形地貌及地表的生態(tài)系統(tǒng)，影響著地表生態(tài)環(huán)境和資源可持續(xù)利用[5]。國土空間綜合整治實質是人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾，不適當?shù)恼位顒又饕ㄟ^影響生物生存環(huán)境和繁殖環(huán)境對生物多樣性產(chǎn)生影響，產(chǎn)生諸如物種數(shù)量減少、抗外界干擾能力下降、動植物物種滅絕等不良生態(tài)后果，其中生境破碎化是生物多樣性降低的主要誘因[6]。

目前，國土空間綜合整治重點在鄉(xiāng)村地區(qū)，主要體現(xiàn)在田、水、路、林、村、城等要素綜合整治方面，同時也包括城鎮(zhèn)規(guī)模擴張及內(nèi)部更新，其對生物多樣性產(chǎn)生的負面影響有所不同(表1)。

表1 國土空間綜合整治對多生物多樣性的影響

1.2 基于自然解決方案(NbS)與國土空間綜合整治生物多樣性保護

1.2.1 基于自然解決方案(NbS)與生物多樣性保護

2008 年，世界銀行首次正式提出基于自然的解決方案(Nature-based Solutions，NbS)的概念，要求人們應系統(tǒng)地理解人與自然的關系。2020年7月，世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)發(fā)布了基于自然解決方案的全球標準，將NbS定義為：通過保護、可持續(xù)管理和修復自然或人工系統(tǒng)，有效和適應性地應對社會挑戰(zhàn)并為人類福祉和生物多樣性帶來益處的行動。該標準指出，保護和提升生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)完整性是其關鍵目標，通過制定合理的生物多樣性控制指標，避免生物多樣性的喪失，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與彈性，突出了其“基于自然”理念[14]。NbS的基本邏輯體現(xiàn)在系統(tǒng)性、綜合性、動態(tài)性和權衡性特征。

因此，遵循“人與自然和諧共生”基本方略，在國土空間綜合整治中應融入NbS的基本理念，注重生物多樣性保護和生態(tài)系統(tǒng)連通性建設，強化自然/半自然生境保護，引導生態(tài)化整治技術的綜合運用，促進國土空間綜合整治的“自然化”。

1.2.2 國土空間綜合整治生物多樣性保護的尺度性

生物多樣性是一個具有層次性的組織體系，表現(xiàn)出不同尺度的差異性。尺度是指研究對象的時間和空間細化水平，表征為一定的時間間隔和空間大小，對于生物多樣性保護及其規(guī)劃研究具有重要意義。生物多樣性保護可分為基因、物種、種群、群落和景觀5個層次[15]。從影響生物多樣性的因素看，生物因素只在小尺度上成為群落多樣性的影響因素，而非生物因素(氣候、地形、地貌)和人為因素(如國土空間綜合整治等)則在一系列尺度上都產(chǎn)生影響[16]。我國的國土空間綜合整治，空間尺度與生物多樣性保護之間存在一定的對應關系，主要涉及區(qū)域(或流域)、景觀和場地3個尺度，分別對應區(qū)域(或流域)尺度、項目區(qū)尺度和工程尺度(表2)。

表2 國土空間綜合整治實踐中空間尺度與生物多樣性保護層次的對應關系

不同尺度的國土空間綜合整治，其生物多樣性保護策略和路徑各不相同(圖1)。在區(qū)域(或流域)尺度，通過構建核心區(qū)、緩沖區(qū)、生態(tài)廊道及節(jié)點，形成區(qū)域(或流域)生態(tài)網(wǎng)絡，體現(xiàn)生物多樣性保護的整體性和系統(tǒng)性；在景觀尺度，通過構建多樣化、異質化的生態(tài)景觀，營造格局多樣化、連通性良好生態(tài)系統(tǒng)。在場地尺度，針對不同功能空間(農(nóng)業(yè)空間、城鎮(zhèn)空間、生態(tài)空間)，通過構建相應的生物多樣性保護工程體系和技術模式，實現(xiàn)生物多樣性保護與傳統(tǒng)的國土空間綜合整治有機結合。

圖1 多尺度國土空間綜合整治中生物多樣性保護策略和路徑

2 構建生物多樣性保護生態(tài)網(wǎng)絡

在國土空間綜合整治中，區(qū)域(或流域)尺度對應國土空間整治實施范圍，通常是一個完整的行政區(qū)或流域單元。生物多樣性喪失的主要原因是棲息地的消失。因此，針對大中尺度的生物多樣性保護，其關鍵是保護生態(tài)敏感(或脆弱)區(qū)域，增加物種活動與遷移的生境連接度，保留生態(tài)島等關鍵斑塊[6]。根據(jù)Noss和Harris(1986)提出的保護區(qū)設計的節(jié)點-網(wǎng)絡-模塊-走廊模式，在區(qū)域(或流域)尺度層面，通過構建核心區(qū)、緩沖區(qū)、生態(tài)廊道及節(jié)點，形成區(qū)域(或流域)生物多樣性保護生態(tài)網(wǎng)絡(圖2)[4]。

圖2 國土空間綜合整治生物多樣性保護生態(tài)網(wǎng)絡模型

2.1 核心區(qū)是生物多樣性保護的關鍵策略

依據(jù)島嶼生態(tài)地理學理論，核心區(qū)的建立強調保護范圍的面積和鄰近關系。國土空間綜合整治中，將在生物多樣性保護中地位和作用大的區(qū)塊(源地)劃定為核心區(qū)，如生物多樣性豐富的濕地、水源涵養(yǎng)地、珍稀動植物保護地等。

在實踐中，核心區(qū)的生態(tài)質量狀況往往會有較大差異，可區(qū)分為穩(wěn)定性核心區(qū)、提升性核心區(qū)和恢復性核心區(qū)和重建性核心區(qū)。穩(wěn)定性核心區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能相對完好，恢復力強，結合需要保護目標物種制定相應的保護措施；提升性核心區(qū)生境輕度退化，恢復力較強，需要引入新的棲息地斑塊，并采取生物措施和必要的工程措施進行生境修復；恢復性核心區(qū)生境中度退化，恢復力弱，需要綜合運用生物措施和工程措施進行生境修復，提升生境質量[4]。重建性核心區(qū)生境重度退化，恢復力喪失，需要強化人工干預，綜合運用生境重構、植被重建和生物多樣性重組等措施進行重構生境。

2.2 緩沖區(qū)是減少人類活動沖擊的過渡地帶

通常情況下，緩沖區(qū)是在保護核心區(qū)周圍劃出的輔助性保護和管理范圍，以保護核心區(qū)的生態(tài)過程和自然演替，減少外界人為干擾帶來的沖擊[15]，其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與否直接影響核心區(qū)的生態(tài)環(huán)境質量。因此，需要維護緩沖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，以減少人類活動對核心區(qū)的干擾[1]。

生物多樣性保護緩沖區(qū)多為自然性緩沖區(qū)和半自然性緩沖區(qū)。自然性緩沖區(qū)以自然群落為主，具有較高的生態(tài)價值，如自然河流、天然林帶等，主要是保護和提升緩沖區(qū)生態(tài)質量和連通性，降低人類活動的干擾程度。半自然性緩沖區(qū)存在一定人為干擾，但一般不會或較少影響核心區(qū)，如農(nóng)田、果園、苗圃等，主要是提升植被、景觀和邊界的多樣性[4]。在實踐中，應盡量利用現(xiàn)有自然或人工林帶、河流水溪等構建緩沖區(qū)，形成多形態(tài)邊界。

2.3 生態(tài)廊道是對抗景觀破碎化的空間戰(zhàn)略

生境破碎化可導致物種數(shù)量減少、死亡率增加及遷移率下降，是生物多樣性降低與物種滅絕的重要影響因素。生態(tài)廊道具有保障生物生存棲息地、提高生物遷徙效率、增加基因交流的重要生態(tài)功能，對改善生態(tài)系統(tǒng)服務功能，減少甚至消除生境破碎化對生物多樣性的影響具有重要作用[17-18]。

在國土空間綜合整治中，通過構建河流水系、林帶等生態(tài)廊道，打通生物多樣性保護核心區(qū)之間的通道，增加景觀異質性，促進物種的擴散遷移。河流生態(tài)廊道應保持自然彎曲延展形態(tài)，減少人為干預，形成多樣化生境；林帶生態(tài)廊道應盡量選取鄉(xiāng)土植物，因地制宜選擇灌叢、樹籬等植被類型，以增加景觀異質性。多樣化的廊道可為更多種生物提供適宜生境，有利于生物多樣性保護[1,19]。

2.4 生態(tài)節(jié)點是生態(tài)廊道上的功能薄弱區(qū)域

生態(tài)節(jié)點是生態(tài)廊道上生態(tài)功能最薄弱的點，對目標生物遷徙和擴散起著關鍵作用。連接生態(tài)廊道的節(jié)點是生物多樣性保護的重要區(qū)域，應當降低人類活動對節(jié)點附近生態(tài)環(huán)境的不良干擾，禁止在節(jié)點周邊安排國土空間綜合整治活動。

為提高生態(tài)節(jié)點的生境質量，可通過提高植被覆蓋度和植物多樣性，增加其生境的多樣性；通過構建緩沖帶和隔離帶，防止或減少人類活動干擾。在重構生態(tài)節(jié)點時，盡量構建林地等自然環(huán)境而非耕地等人文環(huán)境[1]。

3 營造生物多樣性保護生態(tài)景觀

在國土空間綜合整治中，景觀尺度對應國土空間整治單元，通常是一個由相互聯(lián)系的多個子項目構成的國土空間整治工程。人類的活動導致生境消失、生境破碎與生境質量退化，嚴重威脅到生物多樣性，營造良好的生態(tài)景觀是生物多樣性保護的重要途徑[20]。在景觀尺度上的國土空間綜合整治，通過構建多樣性、連通性、異質性較高的生態(tài)景觀，實現(xiàn)生物多樣性保護。

3.1 構建多樣性生態(tài)景觀格局

景觀格局是景觀異質性的重要表現(xiàn)，決定景觀的功能和生態(tài)過程，對生物多樣性產(chǎn)生顯著作用[4]。景觀格局多樣性是景觀類型空間分布的多樣性，以及各類型之間、斑塊與斑塊之間的空間關系和功能聯(lián)系，對物質遷移、能量交換、物種運動有重要影響。通過生態(tài)過程影響機制研究，可尋求合理的景觀配置[21]，為生物多樣性保護和維持提供良好的生境。

在景觀尺度的國土空間綜合整治中，通過構建多樣性景觀格局，以提升生物多樣性。比如，在農(nóng)業(yè)空間中，應保護非農(nóng)作物生境，適度增加或保留農(nóng)田中的自然、半自然生境(如農(nóng)田邊界、灌木叢、坑塘等)，保護并維持其較高比重；結合地形地貌和生產(chǎn)方式，合理布局田塊數(shù)量、形態(tài)等[22]，提升農(nóng)田生物多樣性。

3.2 增進生態(tài)景觀的連通性

生境碎片化是生物多樣性保護的最大障礙。生境破碎化表現(xiàn)為斑塊數(shù)量和斑塊隔離度的增加，影響物種種群的繁殖和遷移，改變正常的生態(tài)格局和過程，產(chǎn)生面積效應、邊緣效應、隔離效應，對生物多樣性產(chǎn)生負面影響[23-24]，而提升景觀連通性則是降低生境破碎化的重要措施。

在景觀尺度的國土空間綜合整治中，通過增強景觀連通性，提高景觀連通度，以提升生物多樣性。比如，在農(nóng)業(yè)空間中，通過作物植被帶、生物樹籬、防護林帶等廊道的建設，將孤立斑塊相連接以有利于生物遷徙和運動，防止生境隔絕，提升陸生生物多樣性。通過渠系連接河流水系、坑塘、濕地，增強能量流動及物質循環(huán)，提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的空間異質性和連通性，以增加農(nóng)田水生及兩棲生物多樣性。

3.3 營造多樣化生態(tài)景觀斑塊

斑塊是物種的聚集地，其類型、面積、數(shù)量、形狀、邊界、動態(tài)以及內(nèi)部均質程度對生物多樣性有較大影響。斑塊多樣性影響著物種的分布、生物的擴散和動物的覓食。斑塊面積是景觀內(nèi)生物多樣性的重要決定因素，景觀面積越大，生境類型越豐富，生物多樣性越豐富。景觀形狀同樣對各種生態(tài)過程和各種功能流產(chǎn)生重要影響，對生物多樣性也產(chǎn)生極其復雜的影響[16]。

在景觀尺度的國土空間綜合整治中，通過營造多樣化生態(tài)景觀斑塊，以提升生物多樣性。比如，在農(nóng)業(yè)空間中，應注意斑塊以及植被類型的多樣化，防止類型過度均一化景觀；識別和保護關鍵斑塊(如樹林、灌叢、荒草地和小水塘等生態(tài)島，半島狀生境斑塊等)，提升生物多樣性保護的整體水平[6]。同時，在斑塊內(nèi)部，可通過調整植被密度、空間分布以及種植方式，提高空間異質性，為生物提供多樣化生境，保障較多物種的孕育，提升物種多樣性[22]。

4 建立面向不同功能空間的保護工程技術路徑和模式

在國土空間綜合整治中，場地尺度對應具體整治項目，將生物多樣性保護理念有機地植入工程設計中，引入保護措施。不同功能空間(農(nóng)業(yè)空間、城鎮(zhèn)空間、生態(tài)空間)的國土空間綜合整治內(nèi)容有所差異，需要建立相應的保護工程技術路徑和模式。

4.1 構建農(nóng)田生物多樣性保護工程體系

農(nóng)業(yè)空間的生物多樣性保護重點在農(nóng)田。在場地尺度，主要結合實施平整工程、水系工程、道路工程和防護工程等，維護和營造多樣化農(nóng)田半自然生境，提升農(nóng)田生態(tài)功能，實現(xiàn)生物多樣性保護與傳統(tǒng)的農(nóng)用地整理有機結合[25]。不同類型的工程，其實現(xiàn)生物多樣性保護的路徑及內(nèi)容差異較大，需要進行針對性設計(表3)，同時也要注重不同類型工程之間的協(xié)調。

在平整工程設計中，保留或引入具有生物多樣性保護功能的斑塊，提高異質景觀空間比重，為生物提供多樣化生境；減少對地表形態(tài)和土體的人為劇烈擾動，盡量做到平整區(qū)內(nèi)土方平衡；保護肥沃表土和土壤動物、植物種源，維護土壤原生態(tài)。對擾動嚴重的土體采取有針對性的土壤培肥措施，保障植物、動物及土壤微生物的營養(yǎng)需求[26]。結合田塊斑塊形狀和種植作物，合理營造田坎植被生態(tài)景觀，為土壤動物提供理想生境，有助于土壤動物多樣性保護[27-28]。

表3 面向農(nóng)業(yè)空間的農(nóng)用地整理中生物多樣性保護工程

在道路工程布局中，結合生境敏感性評價，合理確定道路走向和密度，降低生境破碎度。在道路設計中，結合實際需要采用泥結石路面、透水混凝土路面、彈石路面和鏤空水泥板植草路面等路面結構形式，增強路面透水性，改善道路聚熱性能，降低對路域水循環(huán)的影響；為大型哺乳類動物設計大型通道(如綠橋等)，在道路基底為兩棲、爬蟲類和小型哺乳類動物設計“生態(tài)涵洞”和“生態(tài)管涵”等小型通道，保障動物自由遷徙[29-31]。在道路兩側種植經(jīng)濟植被，為動物提供棲息廊道和穿行通道。

在水系工程布局中，盡量維持水系原有形態(tài)，避免對自然水溪的改造和截彎取直。在渠系工程設計中，采用緩坡生態(tài)化駁岸設計，減少水位變化帶來的生態(tài)沖擊；使用生態(tài)混凝土、膨潤土防水毯、土壤固化劑等生態(tài)材料，采用半自然、透水性材質進行邊坡、渠底的鋪裝，減少硬質溝渠；設計動物脫逃斜坡、青蛙跳板和魚道等水生物通道以及渠道緩坡[29]，保證水生生物的遷徙和活動空間不受阻隔。水系旁邊種植灌草植被，并與其他廊道串聯(lián)，為小型動物提供棲息地和遷移廊道。

在防護工程中，防護林網(wǎng)工程對生物多樣性保護影響較大。按照生物多樣性保護要求，林網(wǎng)布局應結合景觀格局與過程分析，預留生態(tài)廊道；通過林帶建設，連接較大林地斑塊，增加動植物生存的空間和活動通道。采用喬木類優(yōu)勢鄉(xiāng)土樹種，為候鳥遷徙提供生態(tài)廊道；采用草、灌搭配模式，為青蛙、河蝦、昆蟲等動物提供棲息的生態(tài)廊道[6,25]。

4.2 制定面向不同對象的保護技術路徑

城市生物多樣性是維持其持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的物質基礎，具有保持生態(tài)穩(wěn)定、降低城市熱島效應、凈化城市環(huán)境、改善城市微氣候等重要生態(tài)服務功能。城市是人類主導的半自然生態(tài)系統(tǒng)，棲息地的消失和生境高度破碎化，高強度人類活動且伴隨著不同的污染物排放，致使城市生物多樣性面臨威脅[32]。城市生物多樣性具有復雜性和脆弱性特點，需要結合城市生物多樣性保護的特殊性，采取相應的保護技術路徑(表4)。

表4 面向城鎮(zhèn)空間的市地整理中生物多樣性保護技術路徑

城市綠地是重要的動植物棲息地和生態(tài)過程發(fā)生空間，有公園綠地、河流綠帶等“人工引入斑塊”，通過點、線、面、垂、嵌、環(huán)結合，多維空間構建綠地網(wǎng)絡，提高生態(tài)斑塊的連通性，維持和提升城市生物多樣性[33]。河湖濕地水系是支持城市生物多樣性的重要生境，具有重要生態(tài)水文功能。應重視城市河湖水體生態(tài)修復，重塑健康自然岸線，強化水網(wǎng)節(jié)點建設，增強河湖水系的連通性。保留、修復自然坑塘洼地，統(tǒng)籌水體生態(tài)修復、動植物保育、景觀再造，改善城市環(huán)境。綜合運用生態(tài)工程技術，對城市防洪工程、道路工程、環(huán)境衛(wèi)生工程等基礎設施進行生態(tài)化設計和改造提升，如建設雨水花園、生態(tài)植草溝等，改變雨水直接排入自然水體方式，實現(xiàn)雨洪調蓄設施的多功能利用。

4.3 建立多種保護工程技術模式

在生態(tài)空間，生物多樣性保護的重點是核心區(qū)。生態(tài)空間生物多樣性保護應堅持“保護優(yōu)先，自然恢復為主”的方針，通過適度人工干預改善限制因素，引導受損生態(tài)系統(tǒng)自然修復。同時，也需要結合經(jīng)濟社會發(fā)展水平，對現(xiàn)有工程技術手段進行生態(tài)化改造，并在發(fā)展和保護之間進行權衡[34]。

結合生態(tài)系統(tǒng)受損程度及恢復力強弱，可采取保育保護、自然恢復、輔助修復和生態(tài)重塑等不同工程技術模式(表5)，進行生態(tài)空間保護修復。

表5 面向生態(tài)空間的生態(tài)保護修復中生物多樣性保護工程技術模式

對穩(wěn)定性核心區(qū)，通過消除脅迫因子，恢復生態(tài)廊道等措施，保護不同珍稀野生動植物的棲息地、生態(tài)系統(tǒng)；對提升性核心區(qū)，盡量避免對生態(tài)系統(tǒng)的干預，依靠自我調節(jié)能力和自我組織能力向有序的方向自然演替和更新恢復；對恢復性核心區(qū)，充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復能力，并輔以小規(guī)模人工輔助措施改善生境，修復和調整現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，使其逐步恢復并進入良性循環(huán)；對重建性核心區(qū)，以人工措施為主，通過深度干預措施或人工重建，重構生態(tài)系統(tǒng)并使其向良性循環(huán)發(fā)展[35]。

5 結語

生物多樣性是“健康自然”的關鍵性指標，保護和維持生物多樣性是阻止“喪失自然”的重要內(nèi)容，也是國土空間綜合整治面臨的重要課題，需要進行系統(tǒng)的、全方位的探索。生物多樣性具有動態(tài)演替和進化的特征，而人們對其認知水平也在不斷發(fā)展，表現(xiàn)出保護的動態(tài)性，需要進行動態(tài)的適應性管理，以減少保護的不確定性。同時，不僅需要考慮技術問題，還需要綜合考慮經(jīng)濟、制度與管理問題，以及潛在成本和效益[14]。因此，需要全面遵循和落實NbS的基本理念，合理規(guī)劃、綜合施策、動態(tài)管理，使國土空間綜合整治生物多樣性保護在生態(tài)文明建設中發(fā)揮更大作用。