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黃土高原地區流域生態空間管控模式

2021-09-02 12:40張令達侯全華段亞瓊
農業工程學報 2021年10期
關鍵詞:分區流域管控

張令達,侯全華,段亞瓊

·土地保障與生態安全·

黃土高原地區流域生態空間管控模式

張令達,侯全華※,段亞瓊

(長安大學建筑學院,西安 710061)

流域尺度的生態空間管控是落實黃土高原地區高質量發展的重要空間藍圖,充分體現了中國生態空間規劃與管控思路的轉變。該研究為解決黃土高原地區流域生態空間管控低效、無序開發的難題,通過梳理國土空間規劃下的流域生態空間管控內涵特征,提出了基于生態水文過程的流域生態空間管控研究框架,從要素與分區兩個層面構建了“水文過程剛性約束,生態要素彈性管控”的要素管控模式以及“縱向分層傳導,橫向制約管控”三層雙向的流域生態空間分區管控模式。通過在旬邑三水河流域進行實踐應用,從“空間結構布局-片區功能指引-單元指標控制”的管控途徑入手,劃分3級生態空間分區,梳理出75條生態廊道,提出3種村莊類型;同時確定了三大功能片區及21個管控單元;最后以C-04管控單元為例,將土地利用、村莊發展、景觀格局及水文過程等控制指標及指引策略進行整合與落位,可為三水河流域生態空間修復與綜合治理提供決策依據。研究結果對黃土高原地區的生態環境改善提供了科學的方法指引,有利于提高中國流域尺度下的國土空間管控的操作性與實施性。

生態;流域;分區;要素;水文;管控模式;黃土高原

0 引 言

隨著國家工業化、城鎮化的高速發展,以犧牲自然生態資源為代價的經濟發展模式導致區域空間格局失衡、資源利用低效、生態功能退化,嚴重影響了國土空間的高質量發展。因此,在新一輪空間規劃改革的背景下,科學的空間管控已成為實現國土空間宏觀調控和微觀管理的重要手段。2019年5月,《中共中央國務院關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意見》(中發〔2019〕18號文件,以下簡稱《意見》)明確提出了“堅持山水林田湖草生命共同體理念,加強生態環境分區管治,量水而行,保護生態屏障,構建生態廊道和生態網絡,推進生態系統保護和修復”的編制要求,制定了“分級分類”的總體框架和“約束指標+分區準入”的管制方式,標志著中國生態文明建設邁向了新階段[1]。

生態空間一詞始于18世紀60年代的歐洲,是伴隨著工業化發展帶來諸多城市問題而興起的,直到20世紀90年代中國開始引入生態空間的概念,并對生態系統空間關系進行研究,主要包括尺度、空間格局和鑲嵌動態等[2]。隨后生態安全格局[3]、生態分區[4]、生態廊道[5]和網絡[6]等概念相繼涌現,并且與空間規劃相結合,逐步形成了以空間格局、空間邊界、空間關系以及管控規則為主導的生態空間管控模式[7]。隨著對國土空間規劃認識的不斷深入,國內學者對生態空間的研究可分為分區型[8-10]與要素型[11-12],整體特點以區域生態本底條件為基礎,從生態系統服務、生態敏感性、災害危險性以及生態承載力等多個維度進行評價,從而劃分生態空間等級,預測景觀格局和土地資源配置??梢婈P于生態空間管控的認識不斷深化,越來越注重綜合性、多元性、差異性和系統性,然而對于實施性與操作性的研究較為薄弱,未能構建分區與要素統籌的生態空間管控體系,難以適應復雜生態過程,實現區域不同尺度管控內容的空間落位。

黃土高原是“兩屏三帶”國家生態安全戰略格局中“黃土高原-川滇生態屏障”和“北方防沙帶”的重要組成部分[13],具有獨特的水文、氣候、地貌特征[14],是中國乃至世界上水土流失最嚴重、面積最大的地區之一,也是中國生態問題集中體現的地區,影響著黃河的生態安全,長期制約區域經濟社會可持續發展[15]。這些問題“表象在黃河,根源在流域”,需要“堅持山水田林湖草的綜合治理、系統治理、源頭治理”,以水為脈厘清流域生態空間格局與過程的作用機制。這使得黃土高原地區流域生態空間管控成為保障黃河流域生態保護和高質量發展的重要途徑。2019年9月黃河流域生態保護和高質量發展戰略對構建中國生態安全屏障體系具有重要意義[16-17],為生態空間管控模式的深入研究帶來了新契機,即以自然單元為邊界[18],以水為介質,統籌考慮流域生態空間格局-過程的外在表現與內在機制,通過探尋流域不同時空尺度上生態水文過程及其功能的作用機制,建立流域尺度下的生態空間管控模式。當前國內學者對流域生態空間的研究一方面仍是延續生態安全格局的相關理論與方法,將生態系統服務功能與生態敏感性相結合進行生態空間區劃,從“點、線、面”入手建立生態安全格局,以保障生態系統的穩定[8-9,18];另一方面則結合流域生態水文特征進一步深化了對流域生態空間的認識,例如李晶等[19]建立了地形-水文響應單元綜合景觀指數,充分驗證了水文過程在景觀格局中的適用性;張城等[20]構建了水供給服務流動模型,模擬渭河流域水安全格局并探尋其主要驅動力。綜上所述,流域生態空間被賦予了新的內涵,不再是通過傳統的疊加模式優化生態空間結構,而是需要深化對流域生態本底的認識,落實“生態優先”和“底線思維”,基于生態系統格局與過程的耦合機制,建立分區與要素統籌的空間管控模式。因此,本研究旨在流域生態水文過程的基礎上,提出黃土高原地區流域生態空間管控的一般性模式,采用生態系統服務重要性與生態敏感性相結合的方法,嘗試建立以保障流域水土保持功能為目標的生態空間分區管控模式,遵循生態水文過程與景觀格局互饋機制建立生態空間要素管控模式,促進流域生態系統服務功能的穩定恢復,實現流域生態空間管控的多維度、立體式推進,以期為流域生態空間管控方案與管理辦法的制定提供理論與技術支撐。

1 黃土高原地區流域生態空間管控內涵及外延

1.1 國土空間規劃背景下流域生態空間管控

中國黃河流域的保護和治理大致經歷了洪澇災害治理、點源污染和水土流失治理、流域生態文明建設三個階段[21]。黃河流域生態保護和高質量發展戰略的提出,標志著黃河流域的治理已進入注重源頭治理、源頭管控的新階段。尤其是在黃土高原地區,流域生態空間治理的工作重心已從污染防治的末端治理,逐步轉向優化空間布局的前端管控[22],研究重點也從流域災害治理轉向了流域生態環境空間綜合管控,流域作為基本管控單元進行區域綜合治理已成為黃土高原地區特色的空間管控方式[23-24]。因此,建立流域生態空間管控模式是解決黃土高原地區生態環境問題的重要手段。在國土空間規劃的推動下,面向高質量發展的流域生態空間管控,是流域專項規劃的工作基礎,需要對源自各個學科之間不具有通約性的各類知識進行轉換并綜合考慮[25],進而作為流域生態空間管控的理論指導。同時,借鑒主體功能區規劃、城鄉規劃、土地利用規劃和環境保護規劃中的管控經驗,建立多指標要素管控與多層級分區管控的模式,支撐流域生態空間精細化、差異化的治理需求,從而建立具有前瞻性、科學性和可實施性的黃土高原地區流域生態空間管控方法體系(圖1)。

1.2 基于生態水文過程的流域生態空間管控

黃土高原位于黃河中游,處于半濕潤-半干旱地區,降水和植被類型存在明顯的地帶性分布特點,景觀格局與生態水文過程具有緊密的聯系,二者的關系是研究流域生態空間綜合治理與管控的紐帶。景觀格局與生態水文過程在不同尺度的下的作用結果存在一定的差異,因此尺度的作用尤為關鍵。目前,相關研究的時間尺度一般在10~30 a,空間尺度一般在坡面和流域上[26]。在流域尺度,景觀格局的變化與水分運動具有密切的關系,格局的變化可以調節水分在空間上的分配,而水分變化同樣對景觀格局在宏觀上產生一定的影響[27]。在相互作用關系中,景觀格局可以理解為土地利用與植被的空間鑲嵌及其時空變化的表征形式,通過對一系列水文要素的影響,進而影響產匯流過程[28];流域生態水文過程是在水文要素時空格局的基礎上,分析區域景觀生態系統和空間異質性的演變特征和驅動機制[29]。生態水文過程與景觀格局耦合機制能夠更加科學、系統地解釋黃土高原地區的生態系統變化過程,是解決黃土高原地區流域生態空間管控的關鍵所在。

1.3 黃土高原地區水文過程與生態空間管控耦合框架

綜合上述研究,基于水文過程的流域生態空間管控耦合機制是建立黃土高原地區流域生態空間管控模式的重要基礎。研究將從時間與空間的維度揭示流域生態空間格局與過程的演化機理,遵循“歷史演變規律-流域生態本底特征-多情景模擬預測-分區施策與空間落位”的思路,建立流域水文過程與生態空間管控耦合機制框架,如圖2所示。以流域生態空間多要素、多過程、長時序演化機理為主線,首先建立以徑流、降雨、產沙等水文過程與景觀格局、土地利用、空間結構等生態空間要素的量化關系;同時,從流域水文調節、水土保持、水資源承載力等生態功能與空間格局兩個方面探尋流域生態本底特征,構建生態安全格局;以流域生態系統功能優化為目標,從“結構-功能-指標”三個層面構建多層級管控路徑,并以圖則的形式實現流域生態空間的分區管控與生態要素指標的空間落位。

2 黃土高原地區流域生態空間管控方法

本研究將立足黃土高原地區流域生態空間特征,系統性構建國土空間規劃體系下的流域生態空間綜合管控方法體系,從要素與分區兩個層面建立長時序、多層級、多尺度的流域生態空間管控模式,綜合利用生態保護紅線、土地利用配置上限、生態水文保護底線對流域生態空間進行精細化管控。

2.1 “景觀格局-生態水文-土地利用”協同的要素管控

深入分析黃土高原地區流域景觀動態變化和水文過程之間的聯系,是解決其生態環境問題的重要手段。因此,流域尺度下的生態空間要素管控機制是從“格局-過程-功能-尺度”的角度出發,以土地利用配置為表征形式,分析景觀格局與功能的空間分布特征及其與水文過程的響應關系(圖3)。具體包括:1)分析流域近10~30a來景觀格局與水文過程的量化關系;2)揭示長時間序列下土地利用變化與水文過程的響應機制;3)通過比較分析不同情境下的流域土地利用預測結果,結合景觀格局與水文過程的量化關系,優化流域生態空間資源配置。

2.2 “生態系統服務-生態敏感性”疊加的分區管控

黃土高原地區的流域生態空間分區管控是在流域生態水文及地理特征的基礎上,綜合疊加分析生態服務功能重要性與生態敏感性空間格局,從而劃定生態空間紅線范圍。因此,分區管控包含兩個層面,一是以流域生態空間現狀條件評估為基礎,針對黃土高原地區水土流失、石漠化和土地沙化的生態問題,選取敏感性評估因子,計算流域生態敏感性評價結果;二是以流域生態水文功能為主導的生態系統服務評估,選取符合流域水文特征的生態系統服務類型,強調水源涵養、洪水調蓄、水質凈化、水土保持和生物多樣性保護等功能,通過疊加分析得到流域生態系統服務價值量;最后將生態敏感性與生態系統服務進行疊加分析,將生態空間分為高-中-低三個等級,得出流域生態空間區劃結果。在此基礎上,識別重要生態源地,構建流域生態網絡,進一步穩固生態系統。此外,村莊作為黃土高原地區重要的人類聚居單元,與流域生態空間聯系緊密,通過生態空間分區結果進行村莊分類管控,合理規劃村莊用地發展模式,既能協調村莊發展與生態空間之間的矛盾,同時也可保障流域生態網絡的連續性和穩定性。概括來說,流域生態空間的分區管控應包含“區劃-網絡-布點”三個方面。

2.3 分區-要素統籌的流域生態空間管控方法體系

本研究從要素管控與分區管控兩部分綜合建構流域生態空間管控方法體系。首先是要素管控,分析流域生態空間的本底條件,將流域地形地貌和水文特征的分析結果作為管控基礎;分析景觀格局與水文過程的量化關系,作為生態水文過程保護的指引依據;進行不同情景下的土地利用預測,通過對比分析得出適用于流域生態保護導向的未來土地利用配置結果,作為用地指標控制的依據。其次是分區管控,從生態敏感性與生態系統服務兩個方面評估,疊加分析得到流域空間分級分區結果,進而構建生態安全格局。最后根據不同尺度的管控單元,從空間結構、功能指引、指標控制提出對應流域生態空間管控建議及策略,實現生態空間管控“落地”機制(圖4)。

3 黃土高原地區流域生態空間管控模式

3.1 流域生態空間管控模式

3.1.1 流域生態空間要素管控

本研究對于流域生態空間管控的研究側重于地表生態本底保護,主要以地表徑流為剛性約束條件,以“景觀指數-地表徑流-土地利用”的協同關系為基礎,提出“水文過程剛性約束,生態要素彈性管控”協同的要素管控模式。生態空間管控的難點在于“量”的空間落位,尤其是目前國土空間規劃的多目標性和功能的多變性、復雜性,難以指導流域生態空間管控。因此,要實現生態要素的“落地”管控,前提是厘清生態空間要素“量”的作用及其關系(圖5)。主要包含兩個部分:一是建立地表徑流與景觀指數的關系模型,明確能夠有效控制地表徑流的景觀指數類型;二是進行生態水文保護導向下的土地利用預測,其結果將作為流域片區與單元內用地指標管控的參考依據。

3.1.2 流域生態空間分區管控

通過建立三層雙向管控機制,即“縱向分層傳導,橫向制約管控”,將“結構-功能-指標”對應落位在流域的三個尺度中,并且均是以地理單元為范圍界限(圖6)。一是以生態敏感性與生態系統服務疊加為基礎,進行流域層面的宏觀生態空間結構管控;二是以地形地貌及人類活動特征對流域進行功能片區劃分作為中觀層面的管控;三是以水文分析中的子流域地理單元為最小管控單元進行微觀層面的指標量化管控。此外,分層傳導同時包含兩個方面,一是橫向上延展性,即在流域層面進行“區劃(面)-網絡(線)-布點(點)”的管控模式;二是豎向上的縱深性,即“流域管控-片區指引-單元控制”的管控模式,實現立體化的管控操作和差異化的管控策略。橫向制約管控是以不同的空間尺度為約束邊界,采用相對應的管控方法,指導對應尺度的管控內容,從而約束不同尺度的管控途徑。

3.2 流域生態空間管控案例分析

旬邑三水河流域位于東經108°13′~108°52′,北緯34°55′~35°32′,屬于黃河流域的三級支流,地處黃土高原中黃土塬區與黃土丘陵區的交錯帶,由于水土流失和由此引發的各類生態問題,致使其原有的生態本底條件十分脆弱,加之長期以來低效的生態空間管控,嚴重阻礙了三水河流域生態保護與高質量發展。因此,本研究以旬邑三水河流域為案例區,從“流域-片區-單元”三個尺度探討流域生態空間要素與分區統籌的生態空間管控模式。

3.2.1 空間結構布局

從“區劃(面)-網絡(線)-布點(點)”三個維度對整體流域生態空間結構進行管控(圖7)。其中,“區劃”管控是根據生態敏感性與生態系統服務疊加分析結果,將整個三水河流域生態空間劃分為三個等級,其中生態嚴格保護區面積約為317.34 km2,占總流域面積的23.95%,主要分布在上游山地區;生態控制緩沖區面積約為538.86 km2,占總流域面積的40.74%,主要分布在流域東北及中部地區;適宜建設開發區面積為467.35 km2,占比35.31%,主要分布在三水河中下游地區。

“網絡”管控是在分區結果的基礎上,識別出核心生態源地共35個,梳理出流域潛在生態廊道75條,包括山體型35條、河流型29條和道路型11條。由于其實際生態源地的面積大小和形態等因素,使得原有的生態廊道難以形成穩定的生態網絡布局,因此通過增加踏腳石,增設生態廊道,建立小環形的網絡結構,提升網絡結構的環度和連接度,促進生態網絡功能的多樣化,以更好地發揮生態網絡的水土保持、水源涵養和生物多樣性保護功能等。

“布點”管控是通過分析聚落發展與生態空間的協同與矛盾關系,豐富生態空間管控的維度。相對城鎮而言,村莊基底與生態空間的關系較為密切,因此研究主要針對村莊聚落進行分類管控。首先依據分區結果將三水河流域的638個村莊居民點進行分類,其中387個村莊均勻分布在三水河流域適宜建設開發區內,定義為發展型;169個村莊在生態控制緩沖區內,定義為穩定型;82個村莊在生態嚴格保護區內,定義為衰退型。此外,流域生態廊道與部分村莊建設用地存在矛盾,主要分布在流域中游及下游地區,可通過整合沖突用地,規劃村莊綠地或是將廢棄耕地轉換為林地等方式,與流域生態廊道相融合,既協調了村莊發展與生態廊道之間的矛盾,也保障了研究區域生態網絡的連續性和穩定性。

3.2.2 片區功能指引

首先依據研究區域相關規劃成果和三生空間特征,對流域生態空間進行片區劃分,確定主導功能;再根據水文分析中的子流域劃分結果,將三水河流域分為21個子流域單元,即大小不一致但相對閉合的集水區,將其作為流域生態空間最小管控單元。具體內容包括:明確管控單元編碼、功能定位、用地規模等剛性控制要求;對片區內生態保護及開發建設活動提出引導策略;對生態農業、生態旅游產業發展提出管控要求,引導宜居生活環境建設制定彈性引導控制要求(圖8)。

其中生態保護保留區(編碼為A),按照點上開發、面上保護的原則,嚴格遵循各級生態空間分區管制要求,確保生態基底不受破壞,通過景觀格局優化提升水源地生態空間的穩定性;在保護生態資源的同時開發生態產品,包括合理利用森林公園、紅色革命根據地等旅游資源以及綠色農產品;加強環保、水利等部門的執法力度,鞏固已有生態保護成果,嚴禁開發建設活動。高效農業生產區(編碼為B),遵循因地因時制宜、優化用地配置的理念,合理發展三水河流域主導產業,包括提高人工林地面積,科學種植經濟林地,改良坡面荒地,增加生態產品供給;發展農業旅游的同時,保障景觀功能的穩定性。塬地宜居生活區(編碼為C),以生態宜居為主要目標,重點解決人居環境的品質問題,主要包括以下三個策略:一是將人口遷出生態敏感區,提高防災能力;二是集中安置分散人口,配置公共服務設施,以減少對生態環境的壓力;三是改善引水設施,針對片區內水源涵養功能較低的特征,合理建設引水工程,解決村民用水與農業灌溉的問題。

3.2.3 單元指標控制

單元管控是對不同功能片區內子流域單元的生態保護與開發建設活動進行細化指引,將要素管控內容落位在21個管控單元中。主要包括兩個方面,一是根據生態保護導向下的土地利用預測模擬結果,對單元內的土地利用指標進行彈性管控;二是依據景觀格局與水文過程的協同關系約束單元內開發建設活動。研究以C-04單元為例進行管控實踐,如圖9所示。

C-04單元位于三水河流域下游塬地宜居生活區,其中適宜建設開發區面積為3 348.38 hm2,占比68.36%,生態控制緩沖區面積為1 344.51 hm2,占比26.65%,生態嚴格保護區面積為251.89 hm2,占比4.99%;根據土地利用預測結果,村莊以發展型為主,其中建設用地應控制在200.52 hm2,占比3.79%,耕地面積應控制在2 714.16 hm2,占比53.80%。單元內生態敏感性較低,生態系統服務的功能一般,長期開發建設活動對生態環境影響程度較深,是年徑流量最大的區域,其徑流深度約為412.57 mm。因此需要遵循內部挖潛,增容不增量的原則,在適宜建設開發區內適度進行用地擴張,嚴格控制耕地斑塊面積,適當增加林地及草地斑塊聚集度,以穩定水源涵養功能,保持土壤肥力,減輕河道污染。

4 討 論

黃土高原地區流域生態空間管控是實現黃河流域生態保護和高質量發展的重要抓手。在國土空間規劃的語境下,如何統籌要素與分區成為實現多要素、多尺度、多維度流域生態空間管控的重要途徑?;谏鷳B水文過程的流域生態空間管控具有以下六個特點:一是以流域尺度作為切入點,依據其層級性與差異性的自然特征,明確不同尺度的管控目標。流域層面是以生態空間分區與結構優化為主導,片區層面則以功能指引為主導,單元層面則以指標控制為主導。二是以水文過程為主線,探尋山水林田湖草的時空演化規律,揭示流域生態空間的本底特征,從時空兩個維度建立水文過程與生態空間管控的耦合框架。三是統籌分區類與要素類生態空間管控內容,從空間邊界、空間結構、空間功能和要素指標等多個維度建立系統性的管控模式。四是以土地利用配置為紐帶,實現生態要素量化分析的空間落位。五是建立縱橫交叉的立體分區管控模式,強調生態空間管控的縱深性與延展性,能夠準確的定位與調整生態空間的管控內容。六是制定生態空間管控導引圖則,將管控內容落實在空間傳導的路徑中,強調了科學的操作性與實踐性,對流域生態空間管控要素的指標提出了精細化控制及建設引導。

隨著新模式、新技術、新方法的產生,國土空間規劃的深入研究需要多學科交叉、多源數據融合以及多種技術綜合,才能有效實現不同領域已有成果的實踐應用。本研究建立了適用于黃土高原地區氣候條件與生態環境特征的流域生態空間管控模式,與傳統的生態空間管控相比,以流域為單元的生態空間管控更符合該地域特征及生態規律,破除行政邊界壁壘更有利用跨區域分析生態要素的變化機理,圍繞生態水文過程建立的流域生態空間管控模式更符合以水為脈的發展理念,充分體現了“山水林田湖草”的共生關系;以自然單元為邊界有利于打破不同學科之間不可通約性,集成不同領域的相關理論與技術方法并與實際空間規劃相結合,可更加科學地指導黃土高原地區流域生態空間的保護措施,構建安全穩定的生態格局。面向流域空間高質量發展的國土空間規劃,應立足于流域生態環境本底的保護與治理,從操作性與實施性出發,建立科學有效的管控模式,推動生態文明建設邁上新臺階。

5 結 論

研究通過梳理國土空間規劃背景下黃土高原地區流域生態空間管控的內涵特征,圍繞流域生態水文過程建立了要素與分區統籌的生態空間管控模式,并以旬邑三水河流域為例進行了實踐探索,具體結論如下:

1)遵循“歷史演變規律-流域現狀特征-多情景模擬預測-分區施策與空間落位”的思路,構建了基于水文過程的流域生態空間管控耦合框架;

2)運用“景觀格局-水文過程-土地利用”的協同關系制約生態空間要素,定性分析了其結果之間的影響關系,量化控制指標,提出了“水文過程剛性約束,生態要素彈性管控”的要素管控模式;

3)通過流域生態敏感性與生態系統服務的綜合疊加分析,劃定流域生態空間分區分級方案,提出了“縱向分層傳導,橫向制約管控”的分區管控模式;

4)基于“空間結構布局-片區功能指引-單元指標控制”的管控途徑,并制定了片區和單元管控導引圖則,主要是以不同的空間尺度為基礎,明確具體的指引策略及控制內容;

5)通過在旬邑三水河流域進行實踐應用,劃分出了生態嚴格保護區、生態控制緩沖區和適宜建設開發區三個等級分區;梳理出了75條生態廊道,構建了穩定的流域生態網絡;將流域內村莊分為衰退型、穩定型以及發展型三類,提出相應的管控措施;制定了片區與單元兩個尺度的管控圖則,實現了流域生態空間管控內容在不同尺度的空間落位。

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Governance pattern of basin ecological space in Loess Plateau of China

Zhang Lingda, Hou Quanhua※, Duan Yaqiong

(,,710061,)

The governance pattern of basin ecological space is an important spatial blueprint to implement high-quality development in the Loess Plateau in China. The rapid economic development at the expense of natural ecological resources has posed a serious threat to the high-quality development of land and space, such as imbalance of spatial pattern, inefficient utilization of resources, and degradation of ecological functions. The Loess Plateau is one of the areas with the most serious soil erosion. There is a long-term impact of soil conservation in the Loess Plateau with the unique hydrology, climate, and geomorphology on the ecological security of the Yellow River, and the sustainable development of regional communities. Therefore, the basin ecological space control model is one of the most important approaches to deal with the ecological and environmental challenges in the Loess Plateau. The concept of ecological space was first introduced into China in the 1990s. The spatial relationship began to draw much attention in the ecosystem, including scale, spatial pattern, and mosaic dynamics. Since then, various concepts have emerged continuously, such as ecological security patterns, ecological zoning, ecological corridors, and ecological networks. Most control models of ecological space were dominated by the spatial pattern, boundary, relationship, and control rules. The ecological space on spatial planning can be used for the regional ecological environment and comprehensive evaluation from multiple dimensions, such as ecological service, sensitivity, carrying capacity, and disaster risk. Two main types can be divided, such as the zoning and element type. The ecological space control has presented much more comprehensive, diversified, different and systematic features in recent years. However, a previous ecological space system failed to realize the zoning and factor coordination suitable for the complex ecological process and the spatial positioning of regional control contents at different scales. A basic paradigm was normally selected to explore the relationship between the ecohydrological process and landscape pattern, due mainly to the climatic and geographical conditions of the Loess Plateau. In this study, a new framework was proposed for the basin ecological space management during the ecohydrological process, considering the connotation and characteristics of basin ecological space control under territorial spatial planning. At the element level, an element control model was established with the coordination of landscape pattern, eco-hydrology, and land use. At the zoning level, a three-layer bidirectional zoning control model was constructed to combine vertically stratified conduction and horizontally restricted control. Taking Sanshui River Basin in Xunyi County as the research area, the zoning control was implemented from “surface, line and point” to construct the ecological security pattern at the basin scale and complete the index control of ecological elements from landscape index and land allocation. Finally, the spatial positioning of control content can be realized in the form of a guide map, particularly for the decision-making in ecological space restoration and comprehensive management. This finding can promote the scientific guidance of ecological space at the river basin scale for a better ecological environment in the Loess Plateau of China.

ecology; basin; zoning; element; eco-hydrology; governance pattern; Loess Plateau

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025

TU984.1

A

1002-6819(2021)-10-0206-08

張令達,侯全華,段亞瓊. 黃土高原地區流域生態空間管控模式[J]. 農業工程學報,2021,37(10):206-213.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025 http://www.tcsae.org

Zhang Lingda, Hou Quanhua, Duan Yaqiong. Governance pattern of basin ecological space in Loess Plateau of China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(10): 206-213. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.025 http://www.tcsae.org

2020-12-21

2021-04-26

陜西省重點研發計劃項目(2020SF-395);陜西省社科界2020年度重大理論與現實問題研究項目(SX-432);陜西省哲學社會科學重大理論與現實問題研究項目(2021ND0458)

張令達,博士生,研究方向為鄉村三生空間管控。Email:zhangld@chd.edu.cn

侯全華,博士,教授,博士生導師,研究方向為鄉村三生空間管控。Email:houquanhua@chd.edu.cn

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