蘭 鵬

（奧雅納工程咨詢（上海）有限公司，上海 200031）

0 引言

近年來，我國生態(tài)安全形勢日趨嚴(yán)峻，國土空間開發(fā)格局與資源環(huán)境承載力不相匹配，區(qū)域開發(fā)建設(shè)與生態(tài)用地保護(hù)的矛盾日益突出。國家對城市用地空間的管制越來越嚴(yán)格，從早期《城市規(guī)劃編制辦法》提出的“中心城區(qū)總體規(guī)劃應(yīng)當(dāng)劃定禁建區(qū)、限建區(qū)、適建區(qū)和已建區(qū)，并制定空間管制措施”，到2019 年《關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》中提到的“多規(guī)合一”，國家對于空間的管控，以及強(qiáng)化底線約束的態(tài)度愈加明確。城市環(huán)境與生態(tài)環(huán)境均具有動態(tài)變化的特征，劃定生態(tài)保護(hù)紅線只能代表同一時期生態(tài)環(huán)境保護(hù)的底線。隨著時間推移，相關(guān)政策不斷完善，生態(tài)保護(hù)紅線的分析內(nèi)容也會更新調(diào)整。城市規(guī)劃決策者需要思考如何建立科學(xué)的評價模型，才能更為綜合、精準(zhǔn)地評價當(dāng)?shù)氐某鞘邪l(fā)展規(guī)模，使城市可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)始終維持在相對平衡的狀態(tài)。

1 生態(tài)環(huán)境承載力評價的研究方法

1.1 與人類活動和城市發(fā)展相關(guān)的生態(tài)環(huán)境承載力理論

研究表明，協(xié)調(diào)人類活動（主要體現(xiàn)在城市發(fā)展與經(jīng)濟(jì)活動層面）與資源消耗之間的平衡關(guān)系，并不等于城市發(fā)展的可持續(xù)性，因?yàn)橘Y源會耗盡。城市所處的生態(tài)環(huán)境本身有自己的承載力。相關(guān)研究者將承載力定義為：在維持環(huán)境系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的前提下，區(qū)域環(huán)境系統(tǒng)所能承受的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的限值。生態(tài)環(huán)境承載力的概念基于承載力的定義，又包括2 層內(nèi)涵，生態(tài)系統(tǒng)的自我維持與自我調(diào)節(jié)能力；生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展能力。在城市地區(qū)，社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展能力主要體現(xiàn)在人類活動的承載能力。生態(tài)環(huán)境承載力的評價就是評價人類活動對生態(tài)系統(tǒng)帶來的正負(fù)影響與生態(tài)系統(tǒng)的自我維持和調(diào)節(jié)能力之間的平衡關(guān)系。該平衡關(guān)系主要包括：城市發(fā)展所需的資源供給量與生態(tài)環(huán)境的資源供給能力之間的關(guān)系，人在消耗資源時排出的廢物量與環(huán)境可自凈吸納廢物能力之間的關(guān)系等。生態(tài)環(huán)境承載力評價能保證城市發(fā)展所帶來的環(huán)境影響不超過生態(tài)環(huán)境所能承受的資源消耗限值，如果資源消耗過度，生態(tài)系統(tǒng)的壓力與支持部分失去平衡，生態(tài)環(huán)境勢必遭到破壞。

1.2 生態(tài)環(huán)境承載力評價的常用分析方法

很多學(xué)者根據(jù)不同城市地區(qū)所處生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)和資料的可獲得性，對生態(tài)環(huán)境承載力評價提出了探索性的研究方法，較為常見的研究方法主要有供需平衡法（資源與需求差量法）、凈初級生產(chǎn)力估測法、生態(tài)足跡法、狀態(tài)空間法、人口-經(jīng)濟(jì)-資源環(huán)境承載模型法（P-E-R）、綜合評價法等。通過研究發(fā)現(xiàn)，城市所處生態(tài)環(huán)境內(nèi)的要素多種多樣，各要素之間的關(guān)系較為復(fù)雜，其空間特征不易確定，生態(tài)環(huán)境狀況也在不斷變化，因此，不同研究者在研究思路和研究方法上存在差異。研究方法已經(jīng)逐步綜合化、精準(zhǔn)化、定量化，其應(yīng)用領(lǐng)域也擴(kuò)展到城市發(fā)展、區(qū)域開發(fā)等方面。

1.3 生態(tài)環(huán)境承載力評價模型——規(guī)劃必備的決策性工具

葉祖達(dá)提出，在制定規(guī)劃時應(yīng)考慮對土地資源、水資源等生態(tài)資源的供給能力進(jìn)行綜合分析，研究合理的城市人口和建設(shè)用地規(guī)模，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。其核心的決策準(zhǔn)則是生態(tài)環(huán)境承載力決定發(fā)展規(guī)模和布局。該理論強(qiáng)調(diào)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為主，將生態(tài)環(huán)境承載力與城市發(fā)展相聯(lián)系，綜合考慮城市地區(qū)的土地資源、水資源、能源和生物資源等多種生態(tài)環(huán)境要素，劃定城市的開發(fā)邊界和預(yù)測人口規(guī)模，進(jìn)而為維持城市地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和城市的可持續(xù)發(fā)展提供更科學(xué)的理論依據(jù)。本文在此基礎(chǔ)上，綜合考慮生態(tài)彈性能力（反映到劃定城市的開發(fā)邊界）、資源承載能力（包括土地資源供給、水資源供給等）和環(huán)境承載能力（水環(huán)境容量等），形成生態(tài)環(huán)境承載力評價模型的綜合評價方法，進(jìn)而綜合、有針對性、精準(zhǔn)和定量分析出城市發(fā)展的合理規(guī)模限值。

2 生態(tài)環(huán)境承載力評價在西寧市多巴地區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目背景

多巴地區(qū)作為西寧市的新開發(fā)區(qū)，現(xiàn)狀用地面積約為31.9km2，占比19.3%。其中，城鎮(zhèn)建設(shè)用地僅為9.6km2，占比5.8%；村莊用地約為15.3km2，占比9.3%；剩余80.7%的地區(qū)為非建設(shè)用地。多巴面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題如下。

1）由于位于淺山地區(qū)，沖溝發(fā)育，陡坡遍布，山洪防護(hù)體系不完善。

2）多巴所處的湟水河流域僅占青海土地面積的2.2%，但其農(nóng)耕面積卻達(dá)全省農(nóng)耕面積的56%，而且養(yǎng)育全省約61%的人口。其農(nóng)耕用地十分寶貴，城市發(fā)展的底線約束凸顯。

3）多巴地表水資源匱乏，地區(qū)現(xiàn)狀耗水量已經(jīng)接近分配指標(biāo)，待“引大濟(jì)湟”工程和“西納川”工程（規(guī)劃）實(shí)施后，仍需結(jié)合用水需求平衡多巴的水權(quán)配額。

2.2 多巴地區(qū)的生態(tài)環(huán)境承載力評價模型介紹

多巴地區(qū)的規(guī)劃應(yīng)對氣候變化，強(qiáng)調(diào)彈性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與城市發(fā)展的互動與平衡。其中，嚴(yán)控生態(tài)環(huán)境承載力的生態(tài)空間發(fā)展策略是規(guī)劃的重中之重，可保障多巴地區(qū)的生態(tài)環(huán)境在規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營過程中不受干擾。

多巴地區(qū)的生態(tài)環(huán)境承載力評價確定了多巴人口與建設(shè)用地規(guī)模的合理限值?？紤]多巴位于缺水地區(qū)，生態(tài)環(huán)境承載力評價模型選取了兩類最主要的子模型：生態(tài)安全格局分析（土地資源承載力評價）模型和水資源供給與水環(huán)境承載力評價模型，綜合分析多巴在規(guī)劃期末（2030 年）的人口與建設(shè)用地規(guī)模限值。

2.2.1 生態(tài)安全格局分析模型——嚴(yán)控生態(tài)保護(hù)紅線，保障生態(tài)環(huán)境安全

多巴的生態(tài)安全格局分析模型框架如圖1 所示。生態(tài)安全格局分析是評價土地資源承載力、嚴(yán)控生態(tài)保護(hù)紅線、保障生態(tài)環(huán)境安全的綜合分析模型，用以評價城市各類土地與人口規(guī)模、社會發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。

圖1 多巴地區(qū)生態(tài)安全格局分析模型

模型分析了多巴地區(qū)的生態(tài)環(huán)境特征，梳理生態(tài)環(huán)境的基本要素，確定規(guī)劃既定的條件。在此基礎(chǔ)上，對生態(tài)安全格局元素進(jìn)行篩選，涵蓋水文、植被、生物和地質(zhì)災(zāi)害等四大類別。根據(jù)相關(guān)生態(tài)保護(hù)政策及案例分析得到空間保護(hù)范圍數(shù)據(jù)，對各元素的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各類元素的生態(tài)安全格局分析結(jié)果。疊加各類安全格局分析結(jié)果，得到綜合生態(tài)安全格局分析的定量結(jié)果，包括基本安全格局、較高安全格局和其他生態(tài)功能用地，格局內(nèi)生態(tài)資源的生態(tài)價值依次升高。

1）基本安全格局 面積占比61.3%。建議在該區(qū)域內(nèi)嚴(yán)格保持原有的用地性質(zhì)和功能，禁止進(jìn)行任何開發(fā)建設(shè)。選取對區(qū)域具有重要生態(tài)價值的生態(tài)板塊和廊道，包括水源地、山體林地、基本農(nóng)田、山洪通道及緩沖范圍、山前緩沖帶、河谷生態(tài)廊道等進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)和修復(fù)。本次規(guī)劃著重考慮生物保護(hù)安全格局的內(nèi)容，研究黑頸鶴、黑鸛（夏候鳥）、戴勝（留鳥）等指示性鳥類物種的覓食及棲息地環(huán)境，并將其落實(shí)到用地空間，形成生物廊道及一定的保護(hù)范圍，來保障指示性生物的生存棲息環(huán)境。

2）較高安全格局 面積占比11.7%。該區(qū)域是重要的緩沖區(qū)，可存在建設(shè)活動，對基本安全格局起保護(hù)和修復(fù)作用，與城市綠地一起構(gòu)成山地城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)和防災(zāi)格局。

3）其他生態(tài)功能用地 面積占比27.0%。在該區(qū)域內(nèi)可進(jìn)行有條件的開發(fā)建設(shè)。多巴建設(shè)用地規(guī)模的限值就是該用地范圍，約44.6km2。

對3 類區(qū)域的分布及量化分析得到該區(qū)域的土地資源承載力結(jié)果，從生態(tài)安全角度得到合理的土地建設(shè)規(guī)模，可作為城市發(fā)展規(guī)模分析的科學(xué)理論依據(jù)，也可用于指導(dǎo)生態(tài)策略的制定。其生態(tài)格局作為多巴發(fā)展最基本的生態(tài)安全保障，將有效防止城鎮(zhèn)建設(shè)無序蔓延，保護(hù)和恢復(fù)生物多樣性，維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的完整性，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的有效控制和持續(xù)改善。

2.2.2 水資源供給與水環(huán)境承載力評價模型——確定建設(shè)用地與人口規(guī)模上限

水資源供給和水環(huán)境承載力評價模型包括水資源供給與水環(huán)境容量2 個子模型。其中，水資源供給主要考慮水資源是否充沛，是否可持續(xù)利用；水環(huán)境容量主要考慮容納排污水量的上限量，以維持城市的可持續(xù)發(fā)展。由此預(yù)測的人口和建設(shè)用地規(guī)?？勺鳛槌鞘锌沙掷m(xù)發(fā)展的合理限值。模型內(nèi)容如圖2 所示。

“引大濟(jì)湟”工程是從大通河引水進(jìn)入湟水流域，解決湟水流域水資源緊缺、供需矛盾。

1）水資源供給承載力評價 據(jù)《西寧市“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃》，多巴的水資源限采量約28 970kt。規(guī)劃通過“引大濟(jì)湟”工程和“西納川”工程解決多巴的供水問題。《青海省湟中縣西納川水庫工程簡介》提到，西納川水庫可供多巴的水量約11 800kt?！耙鬂?jì)湟”工程是從大通河引水進(jìn)入湟水流域，解決湟水流域水資源緊缺、供需矛盾的跨流域調(diào)水工程。多巴未來用水主要從調(diào)水工程中的西干渠調(diào)水。《東部城市群西寧都市區(qū)戰(zhàn)略規(guī)劃》提到，2030 年“引大濟(jì)湟”工程分配給西寧市的水量約662 000kt，多巴分配到的用水額度約14 900kt。水資源供給模型預(yù)測多巴的可利用水資源總量約55 670kt。

圖2 水資源供給與水環(huán)境承載力評價模型

預(yù)測多巴的人口規(guī)模主要制定2 種方案：①根據(jù)現(xiàn)狀人均綜合用水量指標(biāo)預(yù)測水資源供給可承載的人口規(guī)模；②參考規(guī)范要求的人均綜合用水量指標(biāo)預(yù)測人口規(guī)模，具體預(yù)測結(jié)果如表1 所示，經(jīng)計(jì)算，多巴現(xiàn)狀水源能承載18 萬～29 萬人，2030年供水工程完工后，多巴總水量可承載35 萬～56 萬人。

表1 水資源供給可承載的人口規(guī)模

2）水環(huán)境承載力評價 多巴處于湟水流域，為保證湟水河及其支流等自然水體的自循環(huán)體系在開發(fā)前后不受干擾，需要合理評價湟水河流域的水體納污能力，同時還要考慮湟水河接納上游的污水情況。湟水河接納來自西納川區(qū)、盤道河區(qū)、云谷川區(qū)、甘河溝區(qū)、石崖莊—西寧區(qū)排放的污水，以及多巴境內(nèi)的污水。但湟水河及其支流本身的水環(huán)境容量有限。

結(jié)合湟水河及其支流的水質(zhì)及納污特點(diǎn)，本規(guī)劃選取化學(xué)需氧量和氨氮作為多巴段湟水河的納污容量計(jì)算和污染物總量控制因子。參考《西寧市水資源評價與水資源可持續(xù)利用研究》中對西寧市各分區(qū)納污的規(guī)劃目標(biāo)，至2030 年年末，污水收集處理率達(dá)100%，污水廠出水水質(zhì)達(dá)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)）。為保證在開發(fā)前后的化學(xué)需氧量和氨氮排放總量保持不變，參考化學(xué)需氧量和氨氮兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，多巴新城區(qū)內(nèi)湟水河的納污容量可承載的人口規(guī)模限值約32 萬，具體數(shù)值如表2所示。

表2 水環(huán)境容量可承載的人口規(guī)模（2030 年）

根據(jù)水資源供給承載力和水環(huán)境承載力評價結(jié)果，采用兩者的較低值，得到多巴的人口規(guī)模限值，即到2030 年，人口規(guī)模限值不超過32 萬人，相應(yīng)地，與此對應(yīng)的可發(fā)展的建設(shè)用地規(guī)模限值在32.0～38.4km2范圍內(nèi)。

3 結(jié)果與分析

規(guī)劃至2030 年，生態(tài)安全格局分析得出，多巴的建設(shè)用地規(guī)模限值約為44.6km2；水資源供給與水環(huán)境承載力評價得出，多巴的建設(shè)用地規(guī)模在32.0～38.4km2范圍內(nèi)。取兩者較低值，多巴建設(shè)用地規(guī)?？偭孔罱K控制在32.0～38.4km2范圍內(nèi)，人口不超過32 萬。從分析結(jié)果可以看出，與從劃分空間上的生態(tài)保護(hù)紅線范圍來限定建設(shè)用地規(guī)模相比，從非空間的水資源需求分析2030 年規(guī)劃末期的建設(shè)用地規(guī)模和人口規(guī)模，土地可開發(fā)限制更嚴(yán)格，體現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐乃Y源比土地資源更寶貴。

4 結(jié)語

針對多巴的主要生態(tài)環(huán)境問題，制定適用于該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境承載力評價模型，并通過生態(tài)安全格局子模型分析國土空間土地資源的可開發(fā)規(guī)模，通過水資源供給與水環(huán)境承載力子模型分析水資源的可利用量。再通過資源利用、環(huán)境承載能力的關(guān)系分析，得到合適的人口規(guī)模和建設(shè)用地規(guī)模，以約束當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)和發(fā)展。該分析結(jié)果可作為城市規(guī)劃決策者在制定城市規(guī)劃方案、相關(guān)決策和管理流程工作時的科學(xué)理論依據(jù)。通過本次研究，筆者認(rèn)為仍需思考的內(nèi)容有以下4 點(diǎn)。

1）未來應(yīng)跟進(jìn)引水工程的實(shí)施情況，使供水量預(yù)測更精確，規(guī)劃更合理的人口規(guī)模限值。

2）研究生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源可持續(xù)利用與城市合理發(fā)展之間的平衡關(guān)系。環(huán)境資源不僅包括水資源，還包括能源、土地及礦產(chǎn)等。建立能源、礦產(chǎn)等各類資源承載力的總量控制及質(zhì)量監(jiān)督體系，完善生態(tài)環(huán)境承載力的綜合性評價體系，分析更為合理的城市發(fā)展規(guī)模。

3）自出臺《關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》以來，國土空間規(guī)劃體系在國土空間開發(fā)保護(hù)中起到戰(zhàn)略引領(lǐng)和剛性管控的作用。政策的實(shí)施對推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與城市規(guī)劃工作，配以系統(tǒng)完整、規(guī)范合理、運(yùn)行有序的法律保障制度，對保護(hù)寶貴的生態(tài)資源，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境與生態(tài)環(huán)境共融的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，具有重要的研究價值。

4）采用城市云數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)的數(shù)字化分析技術(shù)來改進(jìn)城市規(guī)劃方法，可在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和城市可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)演變與互動，進(jìn)一步優(yōu)化生態(tài)環(huán)境承載力模型，使其分析內(nèi)容更為直觀可視化、數(shù)據(jù)運(yùn)用更靈活，對城市規(guī)劃工作更具指導(dǎo)意義。