基于地理国情的城市资源环境监测体系构建与实践——以武汉市为例

程琦，张勇，谭波，秦思娴

(武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022)

1 引 言

党的十八大把生态文明建设提升到与经济、政治、文化、社会建设并列的高度，提出“五位一体”的总体布局。2014年住建部发布《海绵城市建设技术指南》，2015中办印发《生态文明体制改革总体方案》(中发[2015]25号)，2017年中办、国办印发《关于建立资源环境承载能力监测预警长效机制的若干意见》(厅字〔2017〕25号)。2016年，中国正式批准签署了应对气候变化《巴黎协定》，国家十三五规划纲要也提出了“低碳发展”“海绵城市”“生态城市”的发展目标。2020年，我国正式宣布将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。这都是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求而作出的重大战略决策。

2 地理国情普查与监测概述

地理国情是空间化、可视化的国情信息。地理国情普查摸清了自然地理要素(种植植被、林草覆盖、荒漠与裸露地表、水)和人文地理要素(房屋建筑区、铁路和道路、构筑物、人工堆掘地)家底，客观、准确地反映了各类要素的空间分布，常态化的地理国情监测按年度反映了要素空间演变规律，为开展资源环境监测、建设生态文明奠定了良好基础。

结合城市特点，武汉市地理国情基础性监测指标体系在国家、省级基础上，增加了地下空间利用(地下交通、轨道交通、地下通道、地下车库)、行业专题信息(人口、企业、政务服务、公共服务和城市建设管理)2个大类，以及8个二级类，33个三级类，将城镇综合功能单位扩展到11个四级类。专题性监测围绕区域城市联系、城市空间格局、开发区规划实施、综合交通网络、基本公共服务、滨江滨湖生态环境等方面开展了持续监测与综合分析研究。同时，定期收集利用全市民政、统计、公安、教育、环保、建设、交通、水务、农业、文化、卫生、园林、旅游、体育、税务、房管、宗教等行业专题资料，初步构建了城市资源环境监测体系。

3 城市资源环境监测体系框架

围绕城市资源环境面临的突出问题，监测体系内容包括生态城市建设、低碳城市建设、海绵城市建设和资源环境承载力等四大监测内容，分别为自然资源保护、城市碳中和评估、海绵城市建设效果评估、国土空间规划实施评价等多领域服务，如图1所示。

3.1 生态环境要素监测

监测水体、山体、绿地、绿楔和绿道的现状和变化，构建生态环境综合评价指标，全面评价全市生态环境总体状况，能更好地为人居环境建设服务。其中，水体监测包括河流、湖泊和水库的面积变化与水质分析(图2)；山体监测包括山体破损和山体修复分析；绿地监测包括绿地面积和覆盖率分析；绿楔监测为武汉市总体规划确定的6大生态绿楔的用地结构变化分析；绿道监测包括绿道长度和服务能力分析。将生态环境系统工程建设、市政基础和实际服务人口信息相结合，评价生态环境保护与生态修复工程建设成效。

图1 基于地理国情的城市资源环境监测体系

图2 生态环境要素分布与统计(水域)

3.2 低碳城市建设监测

从碳排放空间差异和植被碳汇时空变化两方面开展低碳城市建设效果监测。一方面根据市、区两级统计年鉴，利用碳排放因子法，核算主要行业(包括工业、农业、交通运输、建筑施工及居民生活)碳排放总量，以街道为统计单元，利用地理国情要素中种植土地、居住小区、工矿企业等地类图斑，对不同行业碳排放量进行空间化尺度下推，横向和纵向对比分析碳排放结构和空间变化；另一方面将地理国情地表覆盖林草图斑为边界与森林二类调查树种分布进行叠加，通过气候、降水、林木蓄积量等特征，构建不同植被覆盖类型的生物量模型，确定不同植被覆盖类型碳汇密度，计算植被碳汇量和变化，如图3所示。长序列的观察碳源碳汇的时空变化，以空间化、定量化、精细化的分析手段评价低碳城市建设成效。

图3 碳排放和植被碳汇空间分布

3.3 海绵城市建设监测

海绵城市是围绕“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，通过“自然积存”实现削峰调蓄控制径流量，地表径流系数是一项有效评价海绵城市建设的定量化指标。海绵城市建设监测就是将地理国情地表覆盖与城市不透水面建立对应关系，提取评价地块的不透水面与透水面，并分类加以修正，分析不透水面的基本面积、构成、分布、环线特征及变化规律。对照各类下垫面的地表径流系数，结合土壤类型等地质专项调查数据，计算不同海绵城市建设分区的地表径流系数(图4)，以地表径流控制率目标值为导向，从规划目标、现状、改建效果方面进行监测和评估研究。

图4 海绵城市建设分区地表径流系数

3.4 资源环境承载力评价

以自然资源部技术指南为指引构建城市级“双评价”指标体系，开展城市区域性精细化评价，为城市国土空间规划现状评估提供有效的数据基础，同时从强制性指标、约束性指标的偏离度实施预警。一方面，在城市全域范围开展土地资源、水资源、环境、生态和灾害等资源环境单项要素评价和承载能力集成评价，叠加土地质量等级、地质灾害易发区等指标，划定面向生态保护、农业生产和城镇开发的承载等级(图5)，为生态控制线划定、城市功能布局提供基础；对非建成区部分进行面向三大功能指向的适宜区划分，分析当前主要的承载潜力和冲突问题。另一方面，聚焦城市建成区，围绕土地承载对象(人口、经济、建设和交通)，对生活空间和工业生产空间的承载压力和潜力进行评价，以横向区域差异表示压力，以规划差距表潜力，并对承载对象进行成因分析。

图5 城镇功能指向承载等级分布

4 城市资源环境监测评价指标体系

将监测评价指标分为基础监测指标和综合分析指标两大部分，基础监测指标包括生态环境、低碳城市、海绵城市、资源环境承载力等4方面，属于直接获取、易于表达的直观性指标；综合分析指标是对某类现象的概括性、抽象化表达，是在基础监测指标基础上归纳、凝练形成的综合指数，共分为4个方面、14个基础监测指标和4个综合指数，监测评价指标体系如表1所示。

5 城市资源环境监测分析评价技术流程

城市资源环境监测分析评价所利用的方法包括资料收集与整理、地理国情监测更新、模型计算与定量遥感、统计分析等。其中，资料收集与整理、地理国情监测更新成果是分析评价的基础，利用模型计算与定量遥感、空间统计分析方法从微观和宏观尺度、定性和定量角度探求资源环境变化与城市发展的空间分布规律，揭示社会现象背后的经济社会原因。技术路线如图6所示。

城市资源环境监测评价指标体系 表1

图6 技术路线图

6 结 语

将地理国情监测与行业应用、城市可持续发展结合，使地理国情监测数据服务于经济社会发展和城乡建设，通过构建监测指标体系和评价方法，为生态文明建设的实施提供定量化的评价体系，进一步促进测绘地理信息行业的转型升级发展。另一方面通过监测和分析研究自然生态环境和社会经济活动之间的内在联系，为实现地理国情监测与碳源碳汇、城市不透水层和自然资源调查等方面的融合应用，充分发挥地理国情在国民经济建设和社会发展中的基础公益智库作用，为实现资源环境与经济的可持续发展奠定基础。