姚利鵬 秦海旭 楊琳 俞欣 劉春蕾

（南京市生態(tài)環(huán)境保護科學研究院 江蘇南京 210013）

0 引言

工業(yè)化、城市化進程的加快，使得城市生態(tài)空間不斷被蠶食，資源和環(huán)境逐漸成為制約我國城市未來可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，生態(tài)環(huán)境保護與城市開發(fā)建設之間相互制約的問題亟待解決［1］。長期以來，由于規(guī)劃功能定位的限制，環(huán)境保護規(guī)劃及措施在空間上不落地，環(huán)境對城市長遠發(fā)展和空間布局的約束和引導有限［2］。黨的十八屆三中全會《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》提出“建立空間規(guī)劃體系，劃定生產、生活、生態(tài)空間開發(fā)管制界限，落實用途管制”，環(huán)境保護工作開始注重并強調空間落地管控。

近年來，各省、市在嚴格劃定生態(tài)保護紅線、試點編制城市環(huán)境總體規(guī)劃、探索環(huán)境保護規(guī)劃參與“多規(guī)合一”、構建落實“生態(tài)保護紅線、環(huán)境質量底線、資源利用上線和環(huán)境準入負面清單”（簡稱“三線一單”）等方面的工作均可視為環(huán)境保護工作在落實生態(tài)環(huán)境空間管控上的探索和具體實踐。本文在梳理生態(tài)環(huán)境空間管控的重點內容基礎上，剖析南京市在實踐生態(tài)環(huán)境空間管控上的探索，以期為城市尺度上生態(tài)環(huán)境空間管控技術實踐提供參考。

1 生態(tài)環(huán)境空間管控需求日益增大

隨著生態(tài)文明建設的推進，國家對生態(tài)環(huán)境空間管控越來越重視。擁有大量監(jiān)測、統(tǒng)計數(shù)據(jù)的環(huán)境保護工作面臨巨大挑戰(zhàn)和機遇，城市規(guī)劃和國土規(guī)劃領域日益重視生態(tài)環(huán)境。城市迅速發(fā)展和國土開發(fā)的提速，對完善和系統(tǒng)化生態(tài)環(huán)境空間管控的需求越來越緊迫［3］。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布系列技術指南（表1），指導、探索生態(tài)環(huán)境空間管控技術實踐。

表1 生態(tài)環(huán)境部發(fā)布涉及生態(tài)環(huán)境空間管控的部分技術指南

2 城市生態(tài)環(huán)境空間管控內容

構建空間規(guī)劃體系，應立足于生態(tài)文明建設，承擔起基礎性、指導性、約束性的功能［4］，就現(xiàn)階段而言，生態(tài)環(huán)境空間規(guī)劃滯后于生態(tài)文明建設和國土空間規(guī)劃改革的形勢［5］。在環(huán)境空間管控體系構建上，各地進行了一些有益的探索。深圳市率先劃定基本生態(tài)控制線，隨后武漢市、廣州市、廈門市等多個城市陸續(xù)開展相關工作，將其作為控制城市非建設用地、保護城市生態(tài)資源和生態(tài)格局的重要實踐手段。浙江省先行探索了市、縣層面劃定環(huán)境功能區(qū)劃的技術可行性，在細化落實省級層面的環(huán)境功能區(qū)劃基礎上，確保市縣區(qū)劃要可指導、可操作、可落地，實現(xiàn)全省“一個區(qū)劃、一張圖”和覆蓋全省的環(huán)境空間管制機制。2016 年，原環(huán)境保護部提出將“三線一單”的要求納入戰(zhàn)略環(huán)境評價的實踐和管理［6］，這是落實國土空間環(huán)境管控的有效手段，提供了系統(tǒng)性、可視化的生態(tài)環(huán)境空間管控規(guī)則［7］?？傮w來講，當前的生態(tài)環(huán)境保護工作中涉及到生態(tài)環(huán)境空間管控的內容主要體現(xiàn)在生態(tài)保護紅線劃定、環(huán)境功能區(qū)劃、要素（水、氣、土等）空間管控、環(huán)境風險區(qū)劃、資源環(huán)境承載力評估等方面［8］，在城市發(fā)展過程中起到“剎車”功能，解決“底線”問題。

3 GIS 在城市生態(tài)環(huán)境空間管控中的技術支撐

生態(tài)環(huán)境空間信息涉及基礎地理數(shù)據(jù)、主要污染源、自然地理條件等領域，涵蓋大氣、水、土壤、生態(tài)、固體廢棄物、噪聲、環(huán)境風險等環(huán)境要素。一方面，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術能夠管理和處理海量環(huán)境數(shù)據(jù)。利用GIS 屬性信息與空間信息一體化管理、矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)結合應用以及強大的數(shù)據(jù)管理和處理分析能力，可以對多源、多領域的生態(tài)環(huán)境空間數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)模擬、分析等數(shù)據(jù)處理，并可通過GIS 完成信息查詢、輸出各種需要的輔助圖件［9］。另一方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、虛擬現(xiàn)實技術、計算機開發(fā)技術與GIS的結合，GIS 將具備三維可視化、虛擬動態(tài)模擬等交互設計以及數(shù)據(jù)共享、二次開發(fā)等功能［10］，是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境空間管控的有力工具。

信息化是環(huán)境與經(jīng)濟相互滲透、相互融合的橋梁，借助GIS 進行環(huán)境數(shù)據(jù)科學分析處理，可以使生態(tài)環(huán)境保護工作具有更寬廣的視角，能夠更加科學地把握生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的聯(lián)系和規(guī)律，從而克服現(xiàn)有局限，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)科學化應用，更加有效地促進環(huán)境、經(jīng)濟、社會的同步發(fā)展，為環(huán)境決策、管理、執(zhí)法、科研全面服務。

4 南京市生態(tài)環(huán)境空間管控中的實踐

4.1 生態(tài)紅線落地劃定與多規(guī)合一

生態(tài)保護紅線規(guī)劃是環(huán)境保護領域開展生態(tài)環(huán)境空間管控和融入“多規(guī)合一”的重要切入點，然而生態(tài)保護紅線劃定與其它空間規(guī)劃銜接程度不夠，特別是城市尺度上的生態(tài)保護紅線劃分技術研究還較薄弱［11］。為落實南京市“多規(guī)合一”總體工作部署和生態(tài)紅線空間落地管控，需將生態(tài)紅線落地劃定，并與土地利用總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等規(guī)劃協(xié)調對接。

基于GIS 平臺，采用人機交互判讀與無人機現(xiàn)場勘查相結合的方法，對南京市省級生態(tài)紅線進行邊界優(yōu)化。在1：2000政務版電子地圖上優(yōu)化南京市省級生態(tài)紅線，利用0.3 m 高清分辨率航拍影像輔助判別，結合已有保護區(qū)域規(guī)劃邊界和自然邊界，保證紅線的連續(xù)性和完整性，將生態(tài)紅線邊界落實到具體地塊。協(xié)調“多規(guī)合一”差異圖斑調整、重大項目落地等矛盾與差異，將生態(tài)紅線與其他規(guī)劃對接融合，形成生態(tài)保護紅線數(shù)據(jù)“一個庫”、分布“一張圖”?？傮w實踐過程中，構建了“統(tǒng)一—輔助—調整—對接”的技術方法體系（圖1）。

圖1 生態(tài)紅線區(qū)域優(yōu)化調整技術方法體系

優(yōu)化生態(tài)紅線區(qū)域邊界是開展與生態(tài)紅線相關的生態(tài)環(huán)境空間管控工作的基礎。此項成果在南京市“多規(guī)合一”工作中，配合全市差異圖斑梳理、支撐“多規(guī)合一”信息平臺建設。此外，在南京市開展江蘇省國家生態(tài)紅線劃定及核定、江蘇省畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定等工程中提供了重要工作基礎。

4.2 水環(huán)境空間管理

水環(huán)境管理所涉及的大量環(huán)境信息，如水環(huán)境功能區(qū)劃、重點排水企業(yè)、污水處理廠、黑臭河流、飲用水水源地保護區(qū)、水質監(jiān)測點等，此類信息除具有時間性外，還具備空間分布的特點?；贕IS的數(shù)字化及建庫、空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、制圖顯示等功能技術，建立以GIS 為核心的水環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫。在GIS 平臺支撐下（圖2），利用南京市基礎測繪矢量數(shù)據(jù)、高清航拍影像圖、水系柵格圖等基礎數(shù)據(jù)，數(shù)字化并提取重點河流、湖泊、水庫等面狀要素數(shù)據(jù)入庫，構建南京生態(tài)環(huán)境水系基礎數(shù)據(jù)庫。加工處理重點排水企業(yè)、污水處理廠、水源地、水質監(jiān)測點等不同信息源、不同類型的數(shù)據(jù)，入庫建立專題數(shù)據(jù)集，構建水環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫。

圖2 水環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫數(shù)字化及建庫技術體系

水環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫的建立，便于水環(huán)境信息統(tǒng)一集中管理、快速準確查詢信息，科學有效地服務于水環(huán)境管理。此項成果為建設南京市水環(huán)境信息平臺奠定了堅實的數(shù)據(jù)基礎，對開展重點斷面達標、黑臭河流治理、重點湖泊水質改善、以及重點流域水環(huán)境整治等水污染防治工作起到了關鍵作用。同時，技術支撐推進南京市集中式飲用水水源地環(huán)境保護專項行動，針對飲用水水源保護區(qū)劃定不清、邊界不明等問題，應用水環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫中與生態(tài)紅線相關的飲用水水源地數(shù)據(jù)，結合無人機現(xiàn)場勘查資料庫，精準劃定南京縣級以上水源地保護區(qū)矢量邊界范圍，基本建立水源地基礎信息檔案。

4.3 大氣污染物排放清單可視化

大氣污染物排放清單是透析區(qū)域、城市、區(qū)縣等各種地理或行政管理區(qū)界范圍內大氣污染源排放結構及排放水平的重要基礎。將排放清單的排放量與區(qū)域地理信息相結合，利用GIS 空間定位、空間分析（疊加分析、緩沖區(qū)分析等）、空間統(tǒng)計等技術，構建南京市1 km×1 km的空間分辨率的網(wǎng)格化排放清單。根據(jù)污染源排放特征，結合GIS 中要素空間形態(tài)特征，將污染排放分為點、線、面三類空間分配方式：①對于可以獲得詳細經(jīng)緯度信息的電廠、鋼鐵、工業(yè)鍋爐、重點化工企業(yè)等重要工業(yè)污染源，主要作為點源直接進行空間分配；②對于道路移動源以及道路揚塵污染源，主要作為線源通過南京市路網(wǎng)信息進行空間分配；③對于其他未能獲得詳細信息的污染物，一般通過GDP、人口分布或土地利用方式，主要作為面源進行空間分配，形成1 套大氣污染物排放清單空間可視化技術體系（圖3）。

圖3 大氣污染物排放清單空間可視化技術體系

基于此套大氣污染物排放清單空間可視化技術體系，編制形成污染物種類較為齊全、空間分辨率較高的大氣污染物排放清單。此項成果對于了解南京市大氣污染物排放空間分布特征、研究大氣復合污染成因及機制提供了基礎數(shù)據(jù)，相關技術成果成功應用于2015 年南京市大氣污染物排放清單編制［12］，并在實踐中不斷改進，為南京市大氣污染防治措施的制定提供科學依據(jù)。

5 結語

隨著生態(tài)文明建設深入推進，尊重自然、順應自然、保護自然的生態(tài)文明理念深入人心，加快構建城市生態(tài)環(huán)境空間規(guī)劃體系的呼聲愈發(fā)強烈。GIS 技術及其應用可以實現(xiàn)對海量環(huán)境數(shù)據(jù)的管理、儲存、查詢等基本功能，同時，在空間數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)信息共享、二次開發(fā)等領域可為生態(tài)環(huán)境空間管控工作提供強有力的技術支撐。

近年來，南京市通過試點城市環(huán)境總體規(guī)劃、劃定生態(tài)保護紅線、參與“多規(guī)合一”、編制“三線一單”等工作不斷創(chuàng)新和強化生態(tài)環(huán)境空間管控的思路和手段，在生態(tài)保護紅線制度、水環(huán)境空間管理、大氣環(huán)境空間管理、網(wǎng)格化環(huán)境管理等方面做出了技術上的實踐與探索，以實現(xiàn)環(huán)境管理政策空間落地。