第一章 绪论

第一节 研究背景与意义

一、学科发展与整体研究趋势

快速城市化背景下土地利用变化是影响生态系统服务最为关键的影响要素之一（Tolessa et al.,2017; Turner et al.,2016; Wang et al.,2015; Nahuelhual et al.,2014）。在联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）气候变化评估计划、千年生态系统评估（Millennium Ecosystem Assessment, MA）、生态系统和生物多样性经济学项目计划（The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB）和联合国环境署生物多样性与生态系统服务政府间科学决策平台（Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, IPBES）等全球性环境评估组织的推动下，从土地利用变化视角研究人类活动对生态系统服务的影响，已成为国内外全球变化研究领域的核心命题之一，相关研究内容也由生态系统服务价值评估逐渐扩展到生态系统服务空间异质性、生态系统服务间关联性、生态系统服务与人类福祉的相关性，以及规划管理应用等诸多方面。其中，基于生态系统服务的土地利用规划管理研究已成为当前相关学科关注的重点（You et al.,2017; Liang et al.,2017；BenDor et al.,2017; Plieninger et al.,2015; Ahern et al.,2014; Bateman et al.,2013）。

诚然，当前国内外大量研究已经从多个视角分析了生态系统服务对土地利用变化的响应，如脆弱性角度（Zang et al.,2016; Tzilivakis et al., 2015; Metzger et al.,2006）、供需变化角度（Kain et al.,2016; Larondelle et al.,2016; Baróet al.,2015）、时空权衡角度等（Wu et al.,2017; Cebrián-Piqueras et al.,2017; Kim et al.,2016; Frank et al.,2014），但当前已有的基于生态系统服务的土地利用规划管理研究多侧重于从生态系统服务价值评估视角进行相关规划管理及对策措施探讨（Cai et al.,2017; Darvill et al.,2016; De Vreese et al.,2016; Larondelle et al.,2016），难以较为系统与全面地反映土地利用变化对生态系统服务的影响并满足规划管理决策需求。

研究生态系统服务对土地利用变化的响应主要目的是辅助自然资产管理与规划决策应用（Zheng et al.,2016; Guerry et al.,2015; Koschke et al.,2012; Schößer et al.,2010; De Groot et al.,2010; Daily et al., 2009），尤其是应用于区域土地利用规划与生态系统管理（Arkema et al., 2015; Lawler et al.,2014; Butler et al.,2013; Goldstein et al.,2012;Egoh et al.,2007）。国外基于生态系统服务的规划管理研究已形成较为成熟的研究理论与方法体系。主要研究方法有基于“压力——状态——响应”（DPSIR）模型的研究框架（Albert et al.,2016; Maes et al.,2016; Kelble et al.,2013; Müller and Burkhard,2012; Atkins et al.,2011）、TEEB项目提出的“生态系统和生物多样性——人类福祉”评估框架，战略环境评估方法（Strategic Environmental Assessment, SEA）、基于欧盟委员提出的IA方法框架（Helming et al.,2013）等。国内研究相对滞后，近年来参考国外已有研究理论与方法体系开展的相关研究逐渐增多（Liang et al.,2017;Xue et al.,2015; Hou et al.,2014；冯喆等，2016；戴尔阜等，2016；李双成等，2013、2014；张永民等，2014），但整体仍处于初步探讨阶段。探讨土地利用变化的生态系统服务响应，可为促进生态系统服务研究转向规划管理实践提供参考，同时对当前正成为热点问题的弹性城市与气候适应性城市建设具有重要理论指导意义。

二、长三角地区发展需求背景

从区域层面来看，开展土地利用变化的生态系统服务响应与可持续管理研究有利于生态保护红线管理更加科学化、精细化，为区域生态保护红线管理制度的真正落地提供管理对策建议。从长三角地区发展来看，其作为我国经济最为发达的城市群之一，当前肩负的国家和国际战略地位不断攀升，对城市群的可持续发展提出了重要挑战。面对过去40年城市化快速发展带来的一系列生态环境问题，亟须从城市群尺度转变发展方式与发展理念，以绿色发展理念推进土地利用的可持续管理，保护地区层面生态系统服务的可持续性。

（一）土地利用生态系统服务是生态保护红线划定的基础

1．区域生态保护红线落地亟须完善管理制度建设

党的十八大首次将生态文明建设纳入社会主义现代化建设的总体布局，十八届三中全会明确提出了“划定并严守生态保护红线”的战略要求；党的十九大报告更加强调推进生态系统整体性保护，要求通过“统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度”，并系统完成对生态保护红线、永久基本农田控制线、城镇开发边界线的划定工作。以长三角核心城市——上海为例，为响应国家生态文明建设要求，上海市积极响应2017年中办、国办《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》（以下简称《意见》）中的政策措施，落实生态保护红线划定工作，并顺利通过国务院批复同意。在此背景下，如何建立起最严格的生态保护红线制度，守住生态安全底线，成为上海推进生态保护红线制度建设的当务之急。生态保护红线管理制度建设是确保红线“成色”和生态环境保护政策真正“落地”的重要保障，对于落实国家生态文明建设和生态保护体制改革意义深远。

2．生态保护红线是确保国家生态安全的生命线

改革开放以来，我国社会经济粗放增长与生态环境问题之间的矛盾日益凸显。虽然当前我国自然保护区、森林公园等各类自然保护地建设数量众多，约占陆域国土面积的18%，但生态环境仍不断受损、生态系统功能退化、环境污染严重、自然灾害多发，已经对国家生态安全与人居环境安全造成严重威胁。与此同时，我国自然保护地体系存在空间界线不清晰、交叉重叠现象严重等问题。生态保护红线制度作为国家推进生态文明建设与生态环境保护体制改革的一项战略性举措应运而生，并且被提升至国家战略层面，成为确保国家生态安全的“生命线”，在国家生态文明建设与生态环境保护体制改革中的重要地位显而易见，国家《生态文明体制改革总体方案》明确了划定并严守生态保护红线的要求；《意见》具体阐释了生态保护红线制度的核心要义和战略设计。上海在《意见》的指导下，积极开展生态保护红线划定工作，是贯彻落实党中央、国务院生态文明建设重要战略部署，是响应党的十九大报告精神，加快生态文明体制改革，积极实施长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”战略的重要举措，同时也是上海保障城市生态安全底线、实现卓越全球城市建设的重要战略举措。

3．生态保护红线已经划定，下一步关键是严守

以上海市为例，2017年7月，上海市形成了生态保护红线划定的初步方案，于同年8月，经审议通过后上报；同年11月30日，经原环境保护部、国家发展改革委审核并原则通过；2018年2月，国务院正式批复同意。上海市按照国家统一部署，以“应划尽划、划则尽守”为基本原则，遵循“多规合一、陆海统筹”的要求，通过与《上海市城市总体规划（2017—2035）》《上海市主体功能区规划》进行充分衔接，完成了全市生态保护红线划定工作，覆盖“生物多样性维护红线、水源涵养红线、特别保护海岛红线、重要滨海湿地红线、重要渔业资源红线和自然岸线六种类型”，“红线总面积2082.69平方千米，占比11.84%。陆域面积89.11平方千米，生态空间内占比为10.23%，陆域边界范围内占比为1.30%；长江河口及海域面积1993.58平方千米；自然岸线总长度142千米，占岸线总长度22.6%”。下一步重点是落实严守工作，确保生态保护红线制度真正“落地”。

4．严守生态保护红线根本保障是加强管理制度建设

根据《意见》中提出的全国各省市划定生态保护红线的时间节点安排，2020年年底前，生态保护红线制度须基本建立，全国各省份生态保护红线的划定工作须全面完成。截至目前，京津冀和长江经济带沿线地区的14个省份已发布本行政区域生态保护红线。其他16省份均已形成划定方案并多数通过省级政府审议。为切实强化我国生态保护红线监管工作，目前生态环境部正研究制定相关管理办法。当前我国环保体制在横向上以环保部门为主，国土、森林、海洋、水利等多个行业主管部门共同参与，而环保部门与其他行业主管部门之间的环保职能与权力配置模式与当前生态保护红线的管理要求很难相适应；在纵向上，中央与地方之间、地方各级之间权力约束机制，以及实施生态系统整体性保护的跨区域、跨部门综合管理机制建设目前尚存在不足。从现行的生态保护红线制度的立法保障来看，尚存在立法体系不够完备，在生态保护红线的立法内容方面过于原则化，生态保护红线的监督与管理的法律责任不够明确等问题。生态保护红线管理制度建设是落实这一核心制度安排的重要支撑和根本保障。亟须在分析生态保护红线管控的具体要求基础上，构建较为系统完善的管控制度体系，形成纵向联通、横向协调、多方协作的管理机制框架，并完善配套管控政策与措施。

（二）城市群发展崛起亟须补足土地利用可持续管理短板

中国城市群建设在助推城镇化建设与经济高速集聚发展的同时也面临着一系列生态环境问题，尤其是土地利用变化对区域生态系统服务的影响。随着中国城市群肩负的国家和国际战略地位不断攀升，以及当前国家提出推动经济高质量发展的要求，都不断促使城市群发展模式与发展方式的转变。由是，中国绿色城市群发展战略是满足自身高质量可持续发展的必然选择，也是补足土地利用可持续性这一重要竞争短板的关键。

1．中国城市群建设绩效显著与可持续发展问题并存

改革开放40年来，我国城市群发展创造了举世瞩目的成就，城市群建设规模和数量不断增加，由改革开放之初的1个长三角城市群逐步发展演变至现在遍布全国的19个城市群，并逐步从追求数量与规模增长迈向城市群高质量发展阶段。作为国家新型城镇化的重要载体、国家经济发展的战略中心，我国城市群建设对社会经济发展做出了不可替代的巨大贡献：城市群面积占全国比重由改革开放之初的19.26%增加到2016年的30.69%，城镇化率稳步提升；总人口占全国比重由56.27%增加到76.57%，城镇人口占全国比重由58.38%增加到72%，有效促进了人口的城市化；现价GDP占全国比重由75.46%增加到80.05%，财政收入占全国比重由79.14%增加到91.19%，城市群已然成为全国经济发展战略核心。然而，受经济增长方式粗放影响，我国城市群在贡献全国80%左右GDP产出的同时，产生了超负荷的环境污染，城市群发展面临严峻的可持续发展问题。根据中国科学院地理科学与资源环境研究所《中国城市群发展报告（2016）》显示：1980—2015年，我国城市群工业废水排放量占全国的比例高达73%以上，近40年来年均增长速度约为0.43%；城市群废气排放量占全国的比例高达72%以上，历年废气排放量平均增长速度为7.07%；城市群固废排放量占全国比例高达65%以上，多年来固废排放量年均增长速度约为5.81%；此外，我国城市群在作为经济发展核心的同时也是碳排放强度最高的地区，且由于产业经济规模、产业结构、能源结构等因素的影响，我国城市群地区碳排放强度还存在着较大的空间差异，城市群地区的低碳转型发展仍然面临较大的挑战。

2．长三角城市群肩负的国家和国际战略地位不断攀升

当今，我国城市群的发展进入引领全球城市群发展的21世纪新时代，城市群连续15年被纳入国家新型城镇化的空间主体；同时，作为我国参与全球竞争的全新地域单元和“一带一路”建设的主阵地，肩负了世界经济发展重心转移的历史使命，城市群的国家及国际战略地位得到快速提升。中共中央和国务院发布实施的多个文件均提出把城市群发展作为推进我国新型城镇化的主体，如党的十八大报告、中央城镇化工作会议、《国家新型城镇化规划（2014—2020）》、中央城市工作会议等均提出将城市群建设作为推进新型城镇化的主体和新的经济增长极。近年来，国务院相继发布的国家“十二五”和“十三五”规划纲要、《国务院关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》《国务院关于大力实施促进中西部地区崛起战略的实施意见》等均提出要建设发展城市群；此外，2016年国务院专门批复通过《哈长城市群发展规划》《长江三角洲城市群发展规划》，2017年国务院关于对《北京城市总体规划（2016年—2035年）》的批复提出打造以首都为核心的世界级城市群，城市群发展的国家战略地位不断得到升级。中国城市群发展的国际战略地位也随着城市群建设演进不断得到提升，我国城市群的发展演进标志着国家进入工业化与城镇化中后期，形成新的参与全球竞争与国际分工的地域单元。随着欧美等发达国家城市群发展进入成熟阶段，中国城市群发展正逐渐成为21世纪全球城市群发展的主要阵地。近年来我国城市群进出口总额占全国的比例均在94%以上，是中国与世界进行贸易往来的关键门户；当前，中国共计有15个左右城市群位于“一带一路”沿线，城市群成为“一带一路”建设的主要阵地和排头兵。

3．经济增长方式转型倒逼城市群发展模式不断升级

城市群是城镇化与经济发展到一定阶段的重要标志，是国家经济发展和转型升级的重要政策和动力之一。改革开放以来，城市群作为我国经济发展的战略核心区，以强大的经济动力推动了我国经济持续增长，经济结构持续优化，城镇化水平与质量逐年提升，而我国经济增长的转型升级也倒逼城市群发展模式不断演进。过去40年间，我国经济保持着近10%的增速持续发展了近30年，与此同时，我国城镇化发展从“八五”时期首次提出“有计划地推进我国城市化进程”，随着城镇体系的建设与完善，在明确走中国特色城镇化道路的基础上，“十一五”规划第一次提出开展“新城市群建设”，并将其作为推进我国城镇化发展的主体形态。经济增长促进城市群数量呈快速增加，“十一五”时期我国城市群数量达到23个。2010年以后，我国经济增速连续下降，回落了近30%，保持在6.5%～7%区间范围内，中国的经济发展思路也日趋成熟，逐渐由改革开放之初的“唯GDP”论过渡到绿色可持续发展思路，党的十九大报告指出，我国经济已经由高速增长阶段向高质量发展阶段转变。经济发展转型也带来了城市群发展模式的转变，“十二五”规划提出“以大城市为依托，中小城市为重点”的城市群建设方略，明确了东部地区重点打造更加具有“国际竞争力的城市群”，中西部地区重点培育壮大若干城市群，逐步打造“两横三纵”的城市化战略格局，部分城市群开始合并，城市群数量开始逐渐减少，空间范围开始不断扩大。党的十八大提出要“科学规划城市群规模和布局”;2013年习近平总书记在中央经济工作会议上提出“要把生态文明理念和原则全面融入城镇化全过程，走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路”;2015年国家出台《关于加快推进生态文明建设的意见》，提出要“大力推进绿色城镇化”；“十三五”规划和党的十九大报告则强调城市群发展要以人的城镇化为核心，注重城乡一体化发展，构建不同规模城镇协调发展的城镇格局。由此可见，新时期我国经济高质量发展转型倒逼城市群发展从数量与规模扩张逐步转向发展质量提升。

4．绿色世界级城市群战略激发全球绿色发展新思路

未来中国城市群的建设将继续秉承绿色发展理念，打造绿色生态型城市群，中国绿色城市群发展战略也将激发全球绿色发展新思路。在中国经济高质量转型发展的背景下，中国绿色城市群发展所坚持的以下战略措施对全球绿色发展提供创新思路：一是坚持城市群作为推进国家新型城镇化的主体的战略地位不改变，并持续提升其战略地位，持续发挥城市群的高密度集聚效应和强大的吸管效应，从而使城市群对国家经济社会发展和城镇化的贡献继续加大；二是坚持将城市群作为国家经济发展的战略核心区，持续发挥城市群对经济发展各类要素资源的集聚效应，并通过在城市群内部不断培育新的经济增长极，带动城市群持续健康发展；三是逐步减少城市群数量，向注重城市群绿色发展质量提升的转变，例如打造京津冀、长三角和珠三角城市群等高集聚度的世界级城市群或大都市连绵带，积极推进城市群在生态环境治理方面的联防联动、区域绿色发展方面的跨界融合；四是在城市群总体向成熟阶段演变的过程中，充分利用市场的力量替代政府的力量发挥主要作用；五是城市群内部产业发展布局、基础设施、区域市场、生态建设与环境保护、城乡发展与城乡统筹、社会发展与基本公共服务等方面，始终朝向高度、完全和充分一体化方向发展。

三、选题意义

当前在“一带一路”、长江经济带发展等国家重大战略推动下，长三角地区社会经济呈一体化发展趋势，亟须从区域整体角度制定配套的生态环境协同管理方案，以维持“社会——经济——自然”复合生态系统的可持续性。本书选题契合区域发展导向。长三角是我国东部沿海社会经济发展最为迅速、城市化持续发展的地区，人类活动引起的土地利用剧烈变化对区域生态系统结构、过程与功能产生复杂影响，并引致城市生态系统弹性与气候适应性降低。以典型的快速城市化区域上海市为例，暴雨季节城市内涝与地表径流污染问题突显（权瑞松，2016；程江等，2010；刘敏等，2005）。识别土地利用变化对生态系统服务的影响，在土地利用管理中权衡社会经济发展与生态系统服务保护是重要的缓解途径。值得关注的是，较之当前国内外相关研究多侧重于从生态系统服务价值评估、权衡分析或供需平衡等单一视角进行规划管理对策措施探讨，而整合当前已有研究，从多个视角综合分析土地利用变化对生态系统服务可持续性的影响具有一定挑战。

本书在分析土地利用变化与生态系统服务变化的关联性基础上，尝试从生态系统服务脆弱性、供需平衡和权衡角度综合评价区域生态系统服务的可持续性，开展基于生态系统服务的土地利用可持续性情景模拟研究，为长三角土地利用规划管理过程中的生态系统服务保护提供科学参考依据。

（1）生态系统服务研究的重要目的是辅助自然资产管理与规划管理决策应用（Guerry et al.,2015）。客观来说，当前国内研究多数是单一视角的生态系统服务价值评价，难以满足当前规划管理的决策需求，从土地利用变化视角探讨生态系统服务可持续性评价方法，有利于加强土地利用变化与生态系统服务关联性的认识。通过建立生态系统服务与土地利用管理之间的反馈关联，开展生态系统服务的土地利用可持续性情景模拟研究，可为促进生态系统服务研究转向区域规划管理实践提供重要参考。

（2）长三角各省份社会经济发展背景与自然资源分布在空间上具有较大差异。由于行政区划分割，在追求社会经济快速发展的过程中对生态环境的保护相对滞后，宏观层面社会经济发展引致生态环境问题复杂而突出，因而探究土地利用变化与生态系统服务变化的关联性，一方面可以识别区域生态系统服务现状、演变趋势与特征，另一方面对当前生态环境管理过程中存在的问题进行初步诊断，为实施“共抓大保护、不搞大开发”的生态环境一体化管理提供基础参考。

（3）当前全国各地范围掀起海绵城市建设、弹性城市建设，以及气候适应性城市建设的热潮，旨在提升城市生态系统应对全球气候变化与人类活动干扰的适应能力。其本质共同点是通过保护和提升生态系统服务功能而维持“社会——经济——自然”复合生态系统的可持续性。为此，研究土地利用变化的生态系统服务响应，从脆弱性、供需以及空间权衡的角度综合评价区域生态系统服务的可持续性，可为当前弹性城市和气候适应性城市建设提供规划管理基础参考。