國土空間生態修復關鍵技術初探

在當前加強生態文明建設的大背景下，國土空間生態修復正處在多目標協同治理、全要素全過程耦合的重要發展階段。如何快速推進國土空間生態修復關鍵技術研發，促進生態系統質量與穩定性提升，守住自然生態安全邊界，成為實現“人與自然和諧共生”核心愿景的關鍵問題。

國土空間生態修復面臨的新形勢

工業文明以來，生境損失、環境污染等典型生態系統受損問題逐漸顯現。全球氣候變化和城市化背景下，“社會—經濟—自然”復合生態系統的復雜性愈發凸顯，與經濟社會快速發展伴生的人地矛盾突出，供給、調節、文化等多項生態系統服務供需不均衡加劇。面對人類社會發展的多重挑戰，新時期生態文明建設理念引領了“山水林田湖草沙冰”一體化保護和修復的戰略訴求，“人與自然和諧共生”成為人類發展的核心愿景。由此，國土空間生態修復概念應運而生，其更強調全域、全要素、全過程的系統性思維，更注重從保護自然中尋找發展機遇，探索符合自然生態、社會經濟規律的發展路徑。

國土空間生態修復是實現氣候治理目標、增強人類社會對于全球變化適應性的重要抓手。2020年9月，在第七十五屆聯合國大會上，中國政府莊重承諾2060年前實現碳中和目標。碳達峰、碳中和已是國土空間治理現代化的重要內容。因此，如何結合美麗中國建設目標，通過國土空間治理創新，發揮國土空間治理作用，構建低碳導向的土地利用格局與治理體系，踐行綠色復蘇的氣候治理新思路，是當前亟待回答的重大課題。

國土空間生態修復是落實“雙重”規劃、實現國土空間治理的重要形式。2020年，伴隨著《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃（2021—2035年）》和《山水林田湖草生態保護修復工程指南（試行）》的印發，國土空間生態修復工作有了科學方法指引。在國土生態安全網絡格局構建背景和生態文明理念指引下，國土空間生態修復地位持續提升，不僅成為新時期生態文明思想統領下的國家重大戰略任務，且逐漸成為現階段國土空間治理的重要形式，也是落實“雙重”規劃的重要抓手。

生態修復技術體系是支撐一體化保護修復、促進生態修復成效顯現的重要工具。國土空間生態修復是支撐復合生態系統健康穩定與和諧發展的重要途徑。全面統籌“山水林田湖草沙冰”全要素，構建新的技術體系，科學分區系統治理，合理量化評估技術效果等，不僅需要全流程管理思維下的科學實驗予以驗證，更需要完備的技術體系作支撐。

生態修復理念與技術的發展

國際上生態修復理念起源于19世紀后期～20世紀中期，當時以資源利用管理為導向，生態修復目標較為單一，且以人為干預的工程措施為主要修復手段。20世紀后期，生物多樣性維系、水土保持、大氣環境改善等也被納入生態修復需求，因此，面向不同類型自然生態系統，保護與修復逐漸關注綜合目標與生態效益。我國生態修復源起于20世紀80年代，強調通過生態工程實現退化、損傷或破壞生態系統的重建，如三北防護林建設、退耕還林工程等，該階段生態修復的核心理念是基于人工干預措施直接應對國土空間生態環境破壞問題。

近年來，在全球可持續發展目標指引下，再野化、基于自然的解決方案等先進生態修復理念得到了廣泛認可和應用，我國生態修復的應用范圍也由最初的場地尺度、單一對象等轉為更宏觀、涵蓋多種生態系統的國土空間生態修復，呈現出新載體、全要素、多尺度的新發展格局。以“山水林田湖草沙冰”一體化保護和修復為代表的國土空間生態修復，正在經歷著從早期地方試點走向國家頂層設計、從重大工程布局到科學評估長期監管的關鍵轉型時期，對實現人與自然和諧共生、多目標協同的可持續發展具有重要戰略意義。

目前，空間規劃、重大工程、政策保障已經成為開展國土空間生態修復的重要抓手，國際上涌現出以生態網絡建設、近自然生態工程、生態補償制度等為代表的諸多典型案例，貢獻了生態修復技術的成功經驗。我國也在政策和實踐等層面開展了諸多探索：2016年以來，中央財政支持實施35個“山水林田湖草”一體化保護和修復工程；《山水林田湖草生態保護修復指南（試行）》吸收了國際先進理念，首次對我國國土空間生態修復理念方法和技術框架進行了頂層設計，成為我國第一個按照“山水林田湖草是一個生命共同體”理念系統指導我國生態保護修復實踐、帶有通則性質的規范。

目前國土空間生態修復存在的問題

我國國土空間生態保護修復目前仍存在一些問題，特別表現在我國國土空間生態修復技術發展尚不成熟，體系尚不完備，不足以支撐當前迫切的生態修復需求等方面。

一是調查技術目前主要圍繞水、土壤、生物等單要素開發，適用于多尺度的調查評價標準尚不完備，難以滿足一體化保護修復的基本信息需求。生態問題識別和診斷缺少系統分析，導致問題診斷不全面、不準確。同時，評估技術主要關注生態安全、風險、生態系統服務、資源環境承載力等方面，缺少先進適用技術的多方案比選。

二是生態修復的規劃與布局基于不同的空間層級，技術側重點各有不同，但仍缺乏陸海統籌、時空協調的國土空間規劃技術， 面向多層級、系統修復目標的生態修復優先區不明確，生態修復工程布局難以有的放矢。

三是空間及要素統籌不足，綜合性的系統修復技術亟待聯合攻關。目前各類修復技術主要作用于生態空間，集中在森林、海洋、河流和山體等自然資源單要素修復領域，城鎮和農業空間多目標協同的生態修復技術體系尚不完備，三類空間缺乏要素耦合、空間統籌的技術集成研究。

四是效果評價目前多采取依托于遙感影像的單指標對比評估，或采用生態恢復分級評價生態修復程度。但評價結論嚴重依賴于資料完備性和遙感影像的時空分辨率，這對相關新技術的研發提出了更高要求。同時，現有技術中缺乏對人為主動干預和價值觀取向等生態修復隱含要素的科學考量，社會經濟系統與人文系統、生態系統的交互關系未引起足夠重視，生態系統服務的域外效應、跨區域流動過程尚不明晰。

生態修復關鍵技術領域與研究方向思考

國土空間生態修復技術按照項目開發時序，涵蓋了國土空間生態修復的前期調查評價技術、中期規劃設計施工技術、及后期監測、績效評價技術等。面對“生態問題是什么、在哪兒實施更科學、怎么修復更合理、修復效果怎么樣”的國土空間生態修復重大科學問題，根據當前國土空間生態修復技術不足和功能需求，筆者按照問題診斷、分區治理、分類修復和功能提升四個目標提出7類生態修復關鍵技術，分別對應生態調查與評估、生態規劃與布局、空間及要素統籌修復、修復效果評價四大項目實施環節，以期實現全域、全要素、全過程的國土空間系統修復。

重大生態問題監測與治理技術。水土流失、石漠化、荒漠化等典型區域重大生態問題的監測與治理是當前國土空間生態修復的基本任務。未來亟須開展我國主要生態問題的多尺度監測與評估，研究典型區域重大問題的成因與時空演變機制、基于自然的解決方案分級分類協同治理生態問題、基于未來氣候和土地利用變化情景研發典型區域重大生態問題治理成效的監測與預警技術，構建和強化面向生態問題治理的國土空間用途管制體系。特別是在全球氣候變化和城市化演變進程中，實現碳中和、生物多樣性保護等目標已經成為當前國家和地區發展的重大戰略訴求，必須深入明晰生態問題治理與區域重大戰略目標的協同機制與實現路徑。

一體化生態修復優先區識別技術。明確生態修復空間層級和基本單元是布局國土空間生態修復重大工程的重要依據。依托地理學、生態學及景觀生態學等多學科交叉，未來須深化“山水林田湖草生命共同體”的理論內涵與關鍵技術支撐，明晰“山水林田湖草沙冰”等多要素綜合的一體化生態修復基本空間單元的劃分方法，進一步構建面向多層級修復目標協同的生態地理分區、生態安全格局構建技術體系。具體而言，應關注土地退化風險、生態系統脆弱性和敏感性等評估體系構建，發展多尺度生態安全閾值研判和系統預警方法，研發生態安全屏障、重點生態功能區、自然保護地體系、一體化修復優先區等關鍵地域定量識別技術。

城鎮、農業和生態空間統籌修復技術。作為國土空間的三大基本類型，城鎮、農業和生態空間承擔著居民生產生活、生態服務或產品供給的關鍵功能，明確城鎮、農業和生態空間統籌修復技術是平衡區域發展與保護的基本途徑。在深化退化生態空間綜合修復技術的基礎上，應研發城市化地區可持續發展與生態安全協同技術，構建農業空間土地可持續管理與生態系統服務協同提升技術，進一步提出城鎮空間和農業空間復合生態系統的韌性提升途徑，構架城鎮、農業和生態空間中結構失衡、功能紊亂、綜合效益低下的沖突區域識別與監管體系，發展全域、全要素、全過程的多尺度國土空間統籌修復技術。

礦山生態修復技術。礦山是兼具自然資源供給和劇烈人類活動干擾的典型區域，礦山開采伴隨著高強度生態系統退化與損害，因此礦山生態修復是當前開展國土空間生態修復的重要抓手。面向礦山開采全流程，未來亟須明晰不同受損程度、恢復階段的礦山全生命周期關鍵調控因素，探究“礦區自然—社會復合生態系統”時空演變模式與調控技術，研發礦區及相關流域“土壤—植被—水耦合系統”的風險評估與預警防控技術，特別關注礦區土壤重構、植被重建、地表—地下水系統修復、高陡硬質邊坡修復、生物多樣性保護與重構等關鍵技術體系研發。

水平衡監管與預警技術。調控水資源供需均衡與動態平衡是實現生態系統可持續管理的基礎保障，發展水資源監管與預警技術也是國土空間生態修復的優先領域。基于國家含水層探測與三維可視化技術提升，需要明晰不同區域大氣降水、地表水、地下水、固態水等多種類型水資源的相互轉化規律和動態平衡原理，建立水資源數量與結構優化配置技術體系，研發面向水資源質量提升的可持續生態系統評估與治理修復技術。特別是在水資源確權管理背景下，應建立水平衡“監測—模擬—預警”的全過程監管體系，推進國土空間規劃和生態修復規劃水資源控制指標的閾值厘定技術研發。

近海與海島（礁）生態安全保障技術。近海與海島（礁）作為陸地生態系統和海洋生態系統的重點過渡與耦合區域，未來亟待明晰近海生態風險防范途徑與海島（礁）可持續管理體系。一方面，要構建近海富營養化、有害藻華、缺氧、酸化等多重海洋生態災害的實時立體監測與預警技術，研究近海生態系統對人類活動和氣候變化的響應機制與穩定性提升技術；另一方面，要探究海島（礁）形成與演化和海洋環境變化規律，研究島體結構與工程安全的監測與評估方法，建立海島（礁）開發保護多目標統籌下的資源綜合利用技術體系。當前，尤其需要關注沿海紅樹林濕地生態價值，發展關鍵生態系統服務特別是碳匯核算體系，研發面向碳匯能力提升的近海生態修復技術。

生態系統質量與穩定性提升技術。生態系統健康水平及其抵抗外界干擾的穩定性決定了國土空間生態修復的對象與層級的狀態。以生物多樣性保護與安全利用技術研究為基礎，未來需要構建面向生態系統結構、過程與功能的監測和評估技術，以及生態風險預警體系，并適時提出生態系統質量與穩定性提升的系統解決方案與重點工程布局。此外，綜合考慮社會系統需求及其與生態系統的時空耦合關系，須研發多尺度參數本地化的生態系統服務評估技術，明晰全程耦合框架下生態系統服務的跨區域流動過程，研究面向不同類型工程和政策的生態補償機制，研發國土空間生態修復工程與政策成效量化的關鍵技術。