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发表于 2018-3-12 08:34:40
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报告│生态环境承载力:雄安人口应限制在500万人
2018-03-12 京津雄城市群
朕知道了
原文中有一张图有误差,完善后重发。
原标题:提升水资源与生态环境承载力 助雄安新区建设目标实现
中国网/中国发展门户网讯 设立河北雄安新区,是以最高领导为核心的党中央作出的重大历史性战略选择,对于集中疏解北京非首都功能、探索人口经济密集地区优化开发新模式、调整优化京津冀城市布局和空间结构、培育创新驱动发展新引擎,具有重大现实意义和深远历史意义,是千年大计、国家大事。
最高领导指出,雄安新区首先是疏解北京非首都功能集中承载地,要坚持生态优先、绿色发展,着力建设绿色、森林、智慧、水城一体的新区,打造要素有序自由流动、主体功能约束有效、基本公共服务均等、资源环境可承载的区域协调发展示范区,为京津冀建设世界级城市群提供支撑。
为落实最高领导的指示,中科院地理科学与资源所在中科院发展规划局的支持下,依托区域发展模拟、全国主体功能区划和资源环境承载力评价等方面的研究基础,基于卫星与无人机遥感、定位观测及历史文献资料,从历史、现实、未来多个维度,开展雄安新区(雄县、容城、安新 3 县)资源环境承载力评价和调控提升研究,形成了以下阶段性成果。
资源环境承载力评价
区位条件
雄安新区西承太行,北望燕山,地处海河水系大清河流域腹地(图 1)。海河水系发源于黄土高原,横切太行山脉后进入华北平原汇流入海。大清河上游支流潴龙河、孝义河、唐河、府河、漕河、萍河、杨村河、瀑河及白沟引河,九水汇集,注入华北明珠白洋淀。特殊的地理位置赋予新区背山向海、坐拥华北平原最大湿地等自然环境优势。
太行山东侧冲积平原自古繁华,从北到南屡建“首善之区”而被誉为中国“古都廊道”(图 2),北京、燕下都、灵寿故城、邯郸、邢都、邺城、安阳等古都(表 1),都分布在这条廊道之上。新区临近“古都廊道”,连接荣乌高速、大广高速、京港澳高速及京广铁路和京九铁路,与京津两地相距 100 余公里,区位优势明显。
表1 太行山东麓古都状况
新区地处太行山断裂带和郯庐断裂带之间的安全区域,地质条件稳定,历史地震烈度为Ⅶ度,仅与北京市西北部、天津市南部等低值区相当。
土地资源承载力
新区 3 县(雄县、安新、容城)土地总面积 1 557 平方公里,远高于新区规划起步区面积(100 平方公里)和中期发展区面积(200 平方公里),略低于新区远期控制区面积(2 000 平方公里)。
新区 3 县境内及周边以低海拔平原、洼地为主。按国家高程基准,新区 3 县最高海拔 18 米,最低 5 米,平均 8.3 米,低于海拔 10 米的地表面积 1 166 平方公里,适于承载农业、水产养殖业、湿地旅游业及低污染、无污染现代产业。
遥感调查结果显示,2015 年新区 3 县土地覆被类型主要为耕地、聚落和湿地(含水域),约占总面积90%;城镇建成区仅为 34.4 平方公里,约占区域总面积2.2%(表 2),发展空间充裕(图 3)。区域产业结构中农业占比大,城镇化水平较低。2016 年,户籍人口 113 万,城镇化率 42%(表 3)。
当前,新区 3 县人口密度仅为 726 人/平方公里,单位面积年经济产出 1 355 万元/平方公里,与上海浦东新区(人口密度 4 523 人/平方公里,单位面积年经济产出 6.53 亿元/平方公里)、深圳特区(人口密度 5 398 人/平方公里,单位面积年经济产出 9.66 亿元/平方公里)相比,土地资源承载力仍有巨大潜力。
水资源承载力
新区 3 县多年平均降水 516 毫米,水资源总量 1.2 亿立方米/年,其中 91% 为地下水(表 4)。2015 年,新区 3 县总用水量 2.53 亿立方米,其中地下水开发利用量 2.47 亿立方米,占总用水量的 97.6%。总用水量中,农业用水量占 77.3%,居民生活用水量占 9.9%,工业用水量占 8.6%。目前用水赤字 1.4 亿立方米/年,水资源承载力已达到自然的上限。
新区水资源承载力不足的一个重要表现是新区 3 县地下水位快速下降。2006—2015 年,容城地下水埋深由19.2 米下降到 22.5 米,雄县地下水埋深由 17.8 米下降到19.2 米,安新地下水埋深由 7.8 米下降到10.8 米,下降幅度达 38%。新区 3 县地下水已不同程度超采,容城县因严重超采而形成 20 米深的漏斗。
华北地区水资源短缺是刚性的长期性问题。1960 年以来,华北地区每 10 年增温 0.1℃—0.3℃,降水量每 10 年减少 5—20 毫米(图 4),蒸发量呈增加趋势。中科院大气物理所的模拟研究表明,2026 年以前是华北地区弱的多雨期,2026—2046 年则为极端的干旱时段,华北地区水资源短缺形势将可能加剧(图 5)。
生态环境承载力
白洋淀是华北平原最大湿地,主要分布于安新县(312 平方公里)和雄县(18.3 平方公里)境内,计有143 个淀泊、3 700 条沟壕,属于典型的浅水型淡水湖泊。白洋淀一直被作为海河流域重要的蓄滞洪区,在拦蓄上游洪水、拱卫津冀安全,调节华北气候、补充地下水源方面发挥不可替代的作用,其水环境状况直接反映并影响雄安新区的生态环境承载力。
资料显示,白洋淀曾多次干淀,1984—1988 年白洋淀曾连续 5 年干淀。为维持湿地生态系统基本功能,1996 年以来引水济淀 32 次。遥感调查结果证明,1995 年白洋淀水域面积为 177 平方公里(图 6),2005 年仅为 53 平方公里(图 7),2015 年“引黄济淀”后为78.5 平方公里(图 8)。
水量减少和生产、生活污水排放导致白洋淀生态环境承载力进一步下降。据水利部海河水利委员会《海河流域水资源公报(2015)》评估结果,白洋淀约 1/3 水域水质为 V 类,2/3 水域水质为劣 V 类,底泥存在不同程度污染,约 2/3 的水体达不到水域功能的基本标准。
生态承载力下降直接影响白洋淀的生物多样性、水产品生产和旅游业发展。白洋淀湿地生态系统自然保护区内,死鱼事件频发,现存 47 种大型水生植物、197 种栖息鸟类(含国家一级重点保护鸟类 4 种、国家二级重点保护鸟类 26 种)的繁育生长遭受不同程度威胁。
此外,大气雾霾也深刻影响新区生态环境承载力。资料显示,过去 30 年新区 3 县大风天数每 10 年减少 2—5天,雾霾时有发生。2015 年,保定市  M2.5年均浓度为 107 微克/立方米,是标准限值的 3.1 倍,在全国 74 个重点城市中排名倒数第一。
灾害风险
大清河流域年均降水 500—600 毫米,其中每年 7—8月降水占全年降水的 60%,暴雨频发。暴雨通过山前扇形河网快速下泄,注入白洋淀,汇水同步性强,洪涝灾害极易发生。据史料,过去 700 年雄县特大涝灾12 年 1 次。1963 年 8月,大清河七峪站 7 天降水 1 329 毫米,白洋淀水位超过海拔 11 米达 13 天之久,京广线中断 27 天,百姓生命财产损失巨大。
全球增暖将导致流域暴雨增强,中科院大气物理所的模拟结果显示,如增暖 2℃,暴雨将增强 20%。根据对《近 500 年中国旱涝图集》、《清代海河滦河洪涝档案史料》和雨雪分寸记录分析,结合陆面水文模型 VIC、多功能高性能水文-地质灾害模拟系统 HiPIMS的模拟结果:当发生 20 年一遇的洪涝灾害时,3 县淹没面积达34%,陆地平均淹没水深为 3.2米(图 9);当发生 100 年一遇的洪涝灾害时,3 县淹没面积达 61%,淹没水深约为4.5 米(图 10);当发生 300 年一遇洪涝灾害时,3 县淹没面积达 90%;当发生 500 年一遇的洪涝灾害时,3 县全境被洪水淹没,平均淹没水深超过 7 米。
洪涝风险评估结果还表明,除西北、东北及西南小部分地区外,约 1 100 平方公里的地域洪涝灾害风险较高,占新区 3 县总面积的 68%(图 6)。
未来发展情景与资源环境压力模拟
条件设置
依据雄安新区定位,参照沿海先发先进城市的标准,以人口规模 300 万和 500 万为目标值,在土地适宜性评价和洪涝灾害模拟的基础上,建立如下基本假设,开展多尺度区域发展与资源环境压力模拟。
根据非首都功能集中承接地的功能定位,新区未来人口和产业主要集中在非农产业,人口机械增长全部来自区外的北京非首都功能疏解,区内原有农村人口将在新区建设的推动下逐步城镇化。
根据国家《新型城镇化规划》,新增城市人口的人均建设用地标准为 100 平方米。初期基础设施建设需求大,工矿交通用地面积在最初 10 年按 20% 速度增加,第二个 10 年降为 10%,第三个 10 年降为 5%,此后保持不变;农村居民点面积随农村人口城市化逐步减少;未来新区产业用地规模约占城镇建设用地面积的 20%。
建设用地布局优先考虑土地适宜性,按土地适宜程度从高到低依次开发。土地适宜性评价综合考虑土地利用、地块高程、洪涝风险、交通通达性等因素。
针对区域水资源短缺和水环境问题,新区产业选择偏向低耗水或节水工业,现有耗水型工业逐步退出,可能造成区域水环境污染的皮革、造纸、化工、有色冶金等行业逐步退出,工矿用水总量基本保持不变;城镇用水(含生活和城镇服务业)参照北京市用水标准;农村生活用水控制在人均 100 升/天的标准;农业用水随耕作面积而变;生态用水基本保持不变,充分利用中水。
根据新区建设目标,未来新区以高端、高技术、绿色环保产业为主,单位土地面积的产出效率达到同类地区的产出水平。
模拟情景 1:人口 300 万
模拟结果显示:
当人口规模达到 300 万时,雄安新区核心区人口预计达到 250 万人,城镇建设用地需求 485 平方公里,建设用地占区域土地总面积 31%,其中产业用地 100 平方公里,区域资源环境系统从目前以农业系统为主体转变为以城市为主体。
城镇生活用水需求达到 5 亿立方米/年,农村生活用水需求下降至 0.14 亿立方米/年,工矿用水基本保持不变,农业用水需求降至 2.14 亿立方米/年,总用水需求 8.11 亿立方米/年。
新区西北部、东北部将成为城市化区域(图11),传统农业生态系统减少 60%。当发生 100 年一遇洪涝灾害时,按国家基准地理高程估算,将有 1/3 建成区存在洪涝灾害风险(图 12)。
新区产业体系基本建成,有能力与中关村国家自主创新示范区、滨海新区等形成分工合作体系,经济效率可望达到张江高新技术园区的水平,单位面积的年经济产出约 4 亿元/平方公里,年产出总量超过 1 900 亿元,成为推动京津冀经济转型发展的引擎。
模拟情景 2:人口 500 万
模拟结果显示:
当人口规模达到 500 万时,核心区人口预计达到 450 万人,城镇建设用地需求 671 平方公里,建设用地占新区土地总面积的 43%,其中产业用地 130 平方公里。
城镇生活用水需求将达到约 9 亿立方米/年,农村生活用水需求降至 0.1 亿立方米/年,农业用水需求降至 1.7 亿立方米/年,总用水需求达到 11.6 亿立方米/年。
新建城区在西北部和东北部进一步扩展(图13),新区湿地系统、陆地景观格局将发生功能性变化,传统农业生态系统减少 90%。当发生 100 年一遇洪涝灾害时,约一半的建成区存在洪涝风险(图 14)。
新区产业规模达到国家技术创新中心水平,单位面积经济产出与国家自主创新示范区持平(单位面积年经济产出约 8 亿元/平方公里),地区年经济总量将超过 5 300 亿元,高于目前保定市经济总量。
资源环境承载力调控提升方向
现有生产生活模式下,新区 3 县资源环境承载力已接近自然上限;未来新区建设将进一步加大区域资源环境压力;要实现新区建设目标,必须科学调控、提升新区资源环境承载能力。针对水资源短缺、地表水质污染和洪涝灾害风险等区域资源环境承载力主要限制因素,提出 4 点对策建议。
合理控制人口规模和产业结构,调控区域资源环境压力。坚决实施非首都功能疏解措施,并将雄安新区人口规模控制在 500 万以内,防止出现北京人口未减而新区却聚集数百万人口现象;发展低耗水、无污染现代高技术产业和现代服务业体系。
多途径调水,适度控制湿地和森林面积,提升水资源承载力。南水北调工程每年可向新区调水 4 亿立方米,如实施“人口疏解+调水指标”同步政策,每年另增加调水 1.5 亿—2.3 亿立方米(图 15);上游水库、“引黄济淀”每年为白洋淀注水 2.6 亿立方米;耕地转化为建设用地后,每年可减少用水 1 亿立方米。以上途径综合实施,每年可增加水资源量 9 亿—10 亿立方米。此外,应实施非常规水源利用政策,拓展供水渠道,按“海绵城市”理念建设新区。新区水面年均蒸发量 1 124毫米,约为降水量的 2 倍。为减少蒸发损失,湿地面积应控制在 400 平方公里。森林面积不宜过大。新区森林年均蒸散量 550 毫米,与降水量相当,草地年均蒸散量约为森林的 3/4。新区绿化应林草结合,森林覆盖率宜控制在 35% 以下,并将有效减少蒸散作为条件纳入森林布局规划。
加大减排治污力度,提高生态环境质量,提升生态环境承载力。首要任务是保护白洋淀。将整个白洋淀纳入新区管辖,建设国家湿地公园。控制新区污染物不超过目前水平的 20%;围绕淀周建设 1—2 公里森林带,稳定维持湿地面积 350 平方公里。在白洋淀周边和河流两岸规划建设生态廊道;结合新区功能布局,科学建设城市绿地生态系统。
提高防洪标准,科学选址建设项目,规避洪涝灾害风险。按 100 年一遇防洪标准,对千里堤、新安北堤、四门堤、障水埝、淀南新堤进行建设(图 16)。对白洋淀上下游河道实施疏浚和河堤加高工程,在白洋淀内实施开卡除堼工程。按 200 年一遇防洪标准建设城市项目。建立流域洪涝灾害风险监测、预警系统。建设项目选址优先考虑新区西北部地区,以防范洪涝灾害风险。如启动区选址不变,则应将“地面垫高 3 米”作为建设条件纳入规划。
图16 白洋淀堤防分布图
(原图有误,编者重新制作)
结论
综合上述分析,可得到三点结论。
一是雄安新区区位优势明显,土地资源丰富,但如维持现有的生产、生活、生态模式,新区 3 县资源环境承载力已接近自然上限。主要限制因素是:水资源短缺,地表水质污染,洪涝灾害风险。
二是新区规划建设将显著加大新区资源环境压力。当人口规模达到 300 万时,城镇建设和产业用地分别为 485 和 100 平方公里,年用水 8.1 亿立方米,传统农业生态系统减少 60%。当人口规模达到 500 万时,城镇建设和产业用地分别为 670 和 130 平方公里,年用水 11.6 亿立方米,传统农业生态系统减少 90%。当发生 100 年一遇洪涝灾害时,两种情景下分别有约 1/3 和 1/2 的建成区存在洪涝灾害风险。
三是实现新区建设目标,需科学调控、提升区域水资源和生态环境承载力。具体方向包括:新区人口规模控制在 500 万以内;多途径调水,适度控制湿地和森林面积;加大减排治污力度,提高生态环境质量;提高防洪标准,科学选址建设项目。
从百年尺度看,影响新区发展的关键因素是人口规模、供水能力和环境质量;千年后,确保雄安新区是否能够成为我们这代人留给子孙后代的历史遗产,则依赖于华北资源环境系统弹性幅度和新区灾害风险防范能力。要把新区建设成为绿色生态宜居新城区、创新驱动发展引领区、协调发展示范区和开放发展先行区,仍需统筹谋划,提出系统化、详尽的资源环境承载力优化提升方案。当务之急是进一步细化水土资源评价、环境污染整治、洪水灾害模拟、城市发展预测、产业结构规划、生态建设策略等 6 个方面的研究。通过深入研究和科学规划,从提升资源环境承载力和合理控制资源环境压力两方面入手,彻底破解新区建设发展面临的水资源短缺、地表水质污染、洪涝灾害风险等内附与衍生的资源环境问题。(作者:“雄安新区资源环境承载力评价和调控提升研究”课题组 《中国科学院院刊》供稿) |
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