建立国土空间规划生态空间安全技术的底图的体系探索-清华

国土生态安全的土地空间
生态系统安全土地资源 的保护空间
保障全民福祉和全民健康 的必要资源
属于国家资源、国家权利 和国家责任
公共服务的 重要义务和权利
保障国土安全的途径
“多规合一” 与空间规划 体系变革专 题论坛
生态系统的安全受 到威胁
基础性地 保护国土生态安全
基于国土生态安全的顶层设计
对生态系统 结构与形态的保护
生态系统的功能与性质
气候与人居系统 自然生态系统中的人类活动 生态系统、生态资源 生态系统与人居系统
地理学(geography)
研究对象
地球表层
它是由岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类智慧圈等相 互作用、相互渗透形成的自然-社会-经济综合体。
地理要素 水 土壤 生物 大气 人类活动
简称水土气生人五大要素
生态系统的组成成分 无生命物质
两个部分
自养型生物，包括各种绿色植物和化能合成细菌 异养型生物，包括草食动物和食肉动物 异养型微生物，如细菌、真菌、土壤原生动物和 一些小型无脊椎动物，靠分解动植物残体为生
有生命物质 生物群落
生态系统的核心 三大类群 生产者 消费者 分解者
生态系统的营养结构 无生命物质 无机条件
技术 底图
科学客观依据
生态安全空间技术底图的体系
国土空间规划 生态安全空间技术底图的科学体系
生态系统安全
基于生态优先 先导性空间控制
生态功能安全 生态资源安全
生态人居安全
本底条件
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1.生态系统与生态人居安全
地理学 地理过程
生态学 生态系统的概念、分类
生态系统学
生态系统的组成成分 生态系统的营养结构
2019（第十四届）城市发展与规划大会
中国城市科学研究会和郑州市人民政府主办
“多规合一”与 空间规划体系变 革专题论坛
建立国土空间规划
生态安全空间技术底图的体系探索
清华大学建筑学院副教授 饶戎博士 科技部—清华大学 城乡生态规划与生态修复国家重大科研成果办公室
20190828
目录
0.导言 1.生态系统与生态人居安全 2.生态功能区划与生态系统 3.国土空间规划中生态空间 4.国土空间规划的生态空间控制的技术体系构成 5.案例解读
面积大小悬殊 整个生物圈到一滴水及其中的微生物都可看作是生态系统
整个地球表层就是由大大小小各种不同的生态系统镶嵌而成
生态系统的分类
类型上分类 森林、草原、荒漠、冻原、沼泽、河流、海洋、湖泊、 农田和城市等；
区域上分类
例如分布有森林、灌丛、草地和溪流的一个山地地区 或是包含着农田、人工林、草地、河流、池塘和村落 与城镇的一片平原地区都是生态系统。
非生物条件 地质环境安全 气候与气象
生物条件
植物系统
动物系统
人工条件
土地利用
环境影响
水文资源安全 微生物系统 城乡建设
国土空间规划
生态系统安全 生态功能安全 生态资源安全 生态人居安全
基于生态优先 先导性空间控制
保障国土生态安全的 受限管控空间
4.国土空间规划生态空间控制的技术体系构成
生态空间控制的途径与方法
研究地理要素或者地理综合体空间分布规律、时间演变过程和区
域特征的一门学科,是自然科学与人文科学的交叉，具有综合性、交叉 性和区域性的特点。
技术变化
从强调陆地表层系统的综合研究,研究范式经历着从地理学知识描述、 格局与过程耦合，向复杂人地系统的模拟和预测转变
地理综合体
自然生态系统
地理综合体
复合生态系统
生态系统与人居系统
非生物生态资源系统 生物生态循环链系统 地球气候变化适应系统 自然环境保护与影响系统
自然 生态 系统
人居 生态 系统
人居行为生态组织系统 人工景观生态功能系统 人类生态文明建设系统 人居与自然共生保护系统
自然生态演进的自维护保育系统 自然生态服务功能输出保护系统 自然生态扰动的自恢复缓冲系统
人工生态系统
生态发育 自然演进
+
人类活动 人为扰动
地理过程
无生命物质 无机环境
地质 水文 气候 。。。
两个部分
有生命物质
生物群落
植物 动物 微生物 。。。
生态学(Ecolog)
生态学是德国生物学家恩斯特·海克尔于1866年定义的一个概念 研究核心
研究生物体与其周围环境(包括非生物条件和生物条件)
自然与人居共在生 态系统
人居生态的人工运行与循环功能系统 生态人居科学与人文组织建设系统 人居的自然功能人工保护与修复系统
自然与人居生态安全 人工综合集成调控系统
适宜人居的生态健康 人工宜居质量调控系统
地球生物圈生态资源 循环与再分配组织系统
地球生物圈生态 承载功能调节系统
地球生态危机应急 反应预警监控系统
生态系统、生态资源与人类生存
生态系统自维护能力 生态人居自平衡能力
自然城乡共生和谐系统 人居城乡生态修复系统
能源
需求
能力
后果
成本
价值
生存 理念
价格
客观 规律
资产
规范 标准
资本
政策 导向
交易
持续 发展
人类生存 生态资源
条件
人类生存 生态资源条件
持续 能源
生产 材料
生命 条件
存续 方式
行为 效益
共生 关系
相互关系的科学 发展为"研究生物与其条件之间的相互关系的科学"
生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独 立的学科。
生态系统的概念
自然界
任何生物群落总是通过连续的能量—物质交换 与其生存的自然环境不可分割地相互联系和相 互作用着，共同形成统一的整体
生态功能 单位
生态 系统
生态系统是地球表层的基本组成单位
人居空间 人为扰动 人居运行 资源消耗 人居系统 生态退化 人居过载 格局失衡
自然生态系统中的人类活动
扰动输入
释放扰动
地球自然 生态系统
地球生物圈
消耗释放
村镇人工 生态系统
人居 生态系统
农田及人工
转 换
近自然野化 消
复合生态系统耗
城市人工 生态系统
资源输出
输出能量
能量转换
自然生态系统中，人类活动是其循环演进的一个组成部分。 存在但不仅仅是其活动，影响着地球气候变化。人类在有限的能力条件下，尽可能 参与到核心影响气候变化的碳排放引起温室效应的调控之中。
地理过程+生态系统 无生命物质
两个部分
有生命物质
无机环境
气候 地质 水文 。。。
作为系统能量来源的太阳辐射能 温度、水分、空气、岩石、土壤
和各种营养元素等物理、化学环 境条件； 生物物质代谢的原料如CO2、 H2O、O2、N2和无机盐类等。
生物群落
构成生物生长、发育的能量与物质基础 又称为生命支持系统
因此，生态系统又是一个控制系统或反馈系统
生态系统研究的意义
使我们对生命自然界的认识提高了科学逻辑水平 为我们观察分析复杂的自然界提供了有力的手段
成为解决现代人类所面临的环境污染、人口增长和自 然资源的利用与保护等重大问题的理论基础之一
气候与人居系统
气候变化
环境影响
人为活动
气体排放 城市热岛 化学污染
国土空间规划与城乡规划 生态空间控制的技术体系构成
现状动态管控的技术系统
基于地理学解读与辨识 基于生态学、观生态学的算法
基于卫星遥感技术解析 基于田野调查集成统计 基于现状存在属性归纳
客观量化界定的科学系统
基于生态学的科学逻辑 基于生态人居科学理论 基于生态多专业学科群 基于生态技术耦合集成 基于卫星遥感空间底图
0. 导言 国土生态安全 国土生态安全与国土生态空间的关系 保障国土安全的途径 意义 方法
“多规合一” 与空间规划 体系变革专 题论坛
生态优先，绿色发展
如何建立支撑生态优先国家战略的 科学逻辑体系 ？ 如何构建保障生态优先国家发展的 科学技术系统 ？
国土生态安全
“多规合一” 与空间规划 体系变革专
国土空间规划中生态空间分类解析的示意
客观空间
科 学
国土空间
现象空间
关 系
主观空间
构 成 关 国土空间 系
自然空间 复合空间 人工空间
国土空间
安全空间
优化空间
保 障
调节空间
关 系
管 控 国土空间 关 系
受限空间 逻辑空间 组织空间
国土空间规划的生态安全空间
国土自然生态安全空间 国土人居生态安全空间
地球人类生态安全与人居健康 动态管理与平衡组织行动系统
2. 国土空间规划的生态功能
《全国生态功能区划》 战略意义 内容 生态功能与生态系统的关系
全国生态功能区划
中华人民共和国环境保护部 中国科学院
2008年7月18日 发布《全国生态功能区划》
2015年11月13日 发布《全国生态功能区划》（修编版）
生态功能一级区： 生态功能二级区： 生态功能三级区：
区域生态特征 生态系统服务功能 生态敏感性空间分异规律
对生态系统现状趋势、构成、特征和地表现象的辩识 有利于国家战略的宏观决策支撑与阶段性战略结构调整与组织
全国生态系统分布
全国生态环境十年变化（2000~2010年）调查评 估报告发布
全国生态功能区划 2015
生态功能与生态系统的关系
生态 因子
生态 关系
生态 系统
体系
逻辑
地球生态系统
国土生态系统 国际公域生态系统
地域生态系统
城乡生态系统
全球生态功能区划
国家生态功能区划
人居系统生态规划 城市生态系统规划 乡村生态系统规划
自然生态系统 人工生态系统 社会生态系统
3.国土空间规划的生态空间
国土空间规划中生态空间分类解析的示意
实现对生态系统安全空间 保护性的管控
国土生态体系上进行体系化组织
不同生态分区上 打破行政区划的分割
实现基于不同生态分区 的垂直管控
意义
“多规合一” 与空间规划 体系变革专 题论坛
基于国土生态安全的顶层设计
实现对生态系统安全空间 保护性的管控
生态安全保护对城乡规划发展的 必要性与先决条件上位约束
国土生态安全与人居生态安全是 国计民生与国家战略的一体化保障
地方、不同专业部位之间的 利益纠葛与权利纠葛
落实 空 间 结
解决 构
不同生态分区上 打破行政区划的分割
实现基于不同生态分区 的垂直管控
方法
“多规合一” 与空间规划 体系变革专
题论坛 保证 客观落实 先导性 国土空间生态安全
建构 国土空间和城乡建设的生态安全
科学导向 科学规划体系
构建
生态系统规划 生态规划
间开发格局，加快转变经济发展方式,促进经济长期平 稳较快发展和社会和谐稳定具有重要战略意义
由经验型管理向科学型管理转变 由定性型管理向定量型管理转变 由传统型管理向现代型管理转变
内容 结论
基于气候和地貌的分区方法： 3 将全国陆地生态系统划分为 个生态大区
东部季风生态大区 西部干旱生态大区 青藏高寒生态大区 生态大区又分为3 个等级
有生命物质 生物群落
生产者
指生态系统中的无机环境 与生物群落之间和生产者、 消费者与分解者之间
消费者
分解者
通过营养或食物传递形成的一种组织形式
生态系统最本质的结构特征
生态系统的功能与性质
开放系统
完全被动地接受环境的影响，在正常情况下的一定限度内 具有反馈机能 使它能够自动调节，逐渐修复与调整因外界干扰而受到的损伤 维持正常的结构与功能 保持其相对平衡状态
国土空间规划与城乡规划 生态空间控制的技术体系构成
现状动态管控的技术系统
基于地理学解读与辨识 基于生态学、观生态学的算法
基于卫星遥感技术解析 基于田野调查集成统计 基于现状存在属性归纳
地理过程 地理综合体 表徵现象辨识 表象过程推演
客观量化界定的科学系统
基于生态学的科学逻辑 基于生态人居科学理论 基于生态多专业学科群 基于生态技术耦合集成 基于卫星遥感空间底图
题论坛 关系到国家战略、国家复兴和国家可持续发展的关键环节
国家安全战略的必要基础
以中央统合的体系化管理 垂直管理与法制化管理
国土空间规划
国土生态安全与国土生态空间的关系
“多规合一” 与空间规划 体系变革专 题论坛
必然的因果关系
生态破损
影响着中国社会可持 续发展的动力
正在影响着中国社会秩序稳定与社会 资源配置的有序化
光污染 声污染 水污染 固废排放
自然资源消耗
臭氧层资源消耗 土壤退化与沙化 生物退化与灭绝 地球固碳资源消耗 有效水资源枯竭 土地资源破损消耗 生态系统退化破碎
地球生态 系统扰动
自然力推动
地外深空扰动 地质运动扰动 海洋运动扰动 植物光和扰动 生物循环扰动 大气环流扰动 系统灾害扰动
人居生态系统
人居系统安全
目的
加强重要区域自然生态保护 优化国土空间开发格局 增加生态用地
保护和扩大生态空间的要求
全国生态功能区划
2008年
全国生态功能
全国生态功能区划意义
针对我国国土空间具有
战略性 基础性 约束性
科学开展生态环境保护工作的重要手段 指导产业布局、资源开发的重要依据
战略意义 对于推进形成人口、经济和资源环境相协调的国土空
国土空间规划与城乡规划 生态空间控制的技术体系构成
现状动态管控的技术系统
客观量化界定的科学系统
国土空间规划与城乡规划 生态空间控制的技术体系构成
现状动态管控的技术系统
基于地理学解读与辨识 基于生态学、观生态学的算法
基于卫星遥感技术解析 基于田野调查集成统计 基于现状存在属性归纳
客观量化界定的科学系统