大清河流域生态适度恢复的安全格局构建

诸葛亦斯 ，梁晓旭 ，2，李国强 ，陈一迪 ，3，石浩洋 ，3，聂 睿 ，3，李双双

（1.中国水利水电科学研究院水生态环境研究所，100038，北京；2.河北大学雄安生态环境研究院，071002，保定；3.三峡大学水利与环境学院，443002，宜昌）

大清河流域地表水资源匮乏，地下水资源长期处于超采状态。以2018年为例， 大清河流域总供水量达61.96 亿 m3，其中地表水占 14%，地下水占53%，外调水占24%，其他水源占9%。 大清河流域河流水量不足，导致河道干涸、湿地萎缩，河道水动力过程减弱，自净能力弱化，水环境问题突出，加之滥采滥挖等人类活动，河流结构破坏，水土流失严重，生境斑块破碎化，生态功能无法有效发挥。

大清河流域生态、社会背景十分特殊，政治地位极其重要，水资源极度短缺。 大清河流域生态廊道构建，既要打破生态环境限制社会发展的窘迫现状，也不再一味盲目地牺牲生态空间谋求经济发展。 这一背景下，生态廊道构建不能盲目追求全流域生态完全恢复，而需要探寻水资源与生态功能相平衡的一种状态，实现流域生态的适度恢复。 因此，探索适度恢复目标下的大清河流域生态廊道构建指标体系，具有重要意义。

一、生态安全格局构建研究方法

生态安全格局构建研究方法包括三部分：生态区划分、生态源地识别以及廊道构建。 技术路线如图1 所示。

1. 基于不同指标因子主导性原则的生态分区

明确生态功能退化空间分布及其驱动力因素， 是生态修复的前提。只有从区域角度出发，采用生态修复工程与经济社会调控相结合的生态修复调控手段，才能从根本上解决生态问题。 分区指标筛选的合理性是开展科学合理分区的基础。 分区指标选取，应尽可能体现区域特征及其内部规律， 既体现相同性又体现差异性。结合大清河流域特点， 确定地貌类型、干燥度（蒸发量/降水量）、人口空间分布以及县级市行政区划图为生态分区具体指标因子，由此确定大清河流域分区指标体系。

2.借鉴“伞护种”“旗舰种”理论的生态源斑块识别

伞护种、 旗舰种是生物学概念，指通过对选取物种的保护，并利用该物种对社会公众的吸引，达到对其他物种的保护。 比如，李敏等在多物种廊道构建上，选择大熊猫作为旗舰种和伞护种，由此主导建设廊道，吸引大量保护资源。 结合前人研究结论，生态源选取主要考虑自然湿地、生态红线、自然保护区、森林公园、风景名胜区等区域，筛选生态源斑块，期望通过对选取生态源斑块的生态保护与修复，实现对全流域生态修复的辐射。

3.基于MCR 模型的生态廊道连接

最小累积阻力模型最早于1992年由Knaapen 等提出，指物种从生态源地出发到目标源地的运动过程中所需克服的最小累积阻力值。 通常，把生态服务功能最高的物种生境区的阻力值设为1， 而物种最难或无法穿过的景观区域设为100， 其他景观类型赋值介于两者之间。 大多阻力值的设定是相对主观的。 考虑河流廊道构建，水体阻力不计，将水体阻力值设为0。 在调查研究区域生态环境质量现状基础上， 经多位专家打分，确定土地利用类型、人口密度和地形坡度3 个阻力因子权重，分别为0.8、0.1和0.1，其阻力值如表1 所示。 最后将不同阻力因子的阻力面加权叠加成综合景观阻力面。

表1 各阻力因子阻力值

二、大清河流域生态安全格局构建

1.战略地位指导生态定位

结合太行山特殊地理位置，考虑京津冀协同发展的生态需求，提出大清河流域的战略地位：一是疏解北京非首都功能的主要承载区；二是华北地区连山接海的重要生态屏障。

大清河流域的战略地位，对流域生态定位提出了更高要求。 流域西北部建有太行山绿化工程，水源涵养与水土保持的生态定位十分重要。 作为北京非首都功能主要承载区，其开发利用的生态定位是大势所趋。 作为三大洼淀的东淀、 文安洼和贾口洼，大清河流域的防洪责任至关重大，洪水调蓄的生态定位，更是不可置疑。 大清河流域作为连通上游太行山区与下游滨海湿地、渤海湾之间的承上启下连接者，生态屏障这一战略地位意味着，下游生物多样性保护的生态要求。 由此确定大清河流域宏观尺度上5 个生态定位：一是水源涵养；二是水土保持； 三是开发利用； 四是洪水调蓄；五是生物多样性保护。

2.基于空间要素分析的景观格局识别与生态分区

大清河流域主要地貌类型为山地和平原，海拔范围为8～2 741 m，山地和平原之间的过渡带很短，几乎直接相交，界线分明，地势总趋势西高东低， 平原区内部存在着洼淀地形。流域干燥度南北分异、东西分异都很显著，干燥度范围为 0.306～1.992。 相对而言，山区比较湿润，平原比较干燥。 大清河流域人口空间分布范围为63～27 857 人/km2， 从流域人口分布看，中部平原是整个流域人口密度最大的区域；山区为流域人口分布最少的区域。 考虑生态定位与景观格局，将流域生态划分为5 个区域，分别为太行山水源涵养生态区、山前过渡带城市生态区、 白洋淀国家湿地公园区、文安洼森林湿地生态区与滨海交错带湿地生态区。

表2 大清河流域适度恢复目标下的空间布局定位

3.生态源地与生态廊道

在大清河流域生态水量完全有保障的情况下识别出10 个生态源地及14 个生态廊道。 生态源地包括太行山敏感区、王快水库、西大洋水库、安格庄水库、横山岭水库、口头水库、龙门水库、白洋淀、文安洼、渤海湾。生态廊道类型为河流廊道。

4.大清河流域生态安全格局构建

生态区、生态源地及生态廊道共同构建出大清河流域生态安全格局。整个流域具有山、水、林、田、淀、海各种生态系统类型空间分布特征。 其中“山”指流域西北部太行山区，“水”指流域内复杂的水网系统，“林”指我国六大林业工程中的重要组成部分太行山绿化工程，“田” 指大量农田，“淀”指白洋淀，“海”指渤海湾。

三、格局构建探讨

构建生态安全格局的目的在于通过合理规划生态用地与建设用地的布局，缓解经济社会发展与生态保护之间的激烈冲突，从而实现经济与生态两方面的持续发展。 近年，流域内城镇化进程加快， 人口密度升高，大清河流域水土资源时空分布极度不均衡， 降水在空间上呈山区多、山前平原少、 滨海平原多的特征。1956—2016 年， 多年平均降水量较1956—2000 年减少了 9 mm。 极端缺水背景下，大清河流域即使有一系列外流域调水工程，自然资源禀赋与经济社会发展的矛盾将一直存在。

大清河流域生态安全格局构建应该是适度的。 大清河流域生态水量完全有保障的情况下， 识别出的10个生态源地、14 条生态廊道。 严重缺水的大清河流域，由于现阶段水土资源无法支撑，须恢复廊道而不是恢复整个区域，只能先把廊道连起来。在生态廊道构建中，须先识别主轴，恢复有条件有潜力的廊道。 因此，大清河流域生态适度恢复的目标下，共识别出7 个生态源地、3 条生态廊道主轴。 结合现实水土资源情况，生态定位、生态区、生态源地以及生态廊道共同构建大清河流域适度恢复的生态安全格局。

生态廊道系统是流域生态格局中贯通生态分区，具有纵向连续、横向拓展和干支交错的空间特征，实现流域内物质输送、能量传递、信息传导和生物迁移的大通道。 流域内的水系网络贯穿整个格局， 是流域生态安全的生命线， 既保障平原地区耕地开发建设， 也连接下游环渤海经济圈，保证经济持续增长。 通过生态廊道建设支撑流域生态新格局，是破解流域内资源环境禀赋差、经济开发需求强烈、 保护形势紧迫严峻等复合矛盾的有效手段。 适度恢复目标下， 构建大清河三主轴布局及水域、 河岸带和生态缓冲带组成的廊道系统，贯通五大生态分区，串联十大生态源，对加快推进“六河五湖”生态治理与修复，形成上下贯穿、河湖相连、水岸一体的生态空间具有重要意义。