测绘工程 基于遥感数据的生态环境评价
本文内容来源于《测绘工程》2020年第5期
基于遥感数据的生态环境评价戴晓琴 1 ， 王俊 2 ， 吴超超 3 ， 满丹 1 ， 刘辉 4 ， 常文蝶 1
1. 河南测绘职业学院
2. 河南省遥感测绘院
3. 北京天时宏图科技有限公司
4. 华北水利水电大学测绘与地理信息学院
基金项目 ：国家自然科学基金资助项目(41901411);河南省高等学校重点科研项目(19A420008)
关键词：卫星数据;深度学习;土地分类;精度评定;生态环境评价
摘要 ：将遥感技术应用在生态环境评价和生态环境保护领域,不但可以及时准确地反映地区的生态状况,也为环境保护管理部门提供了坚实可靠的数据支持,能为生态保护和可持续发展发挥重要作用。研究区域是河南省信阳市罗山县,该县地形多样,可作为生态环境评价的典型地区。获得该地区美国Planet卫星数据,首先对卫星数据进行预处理,消除数据获取过程中存在的误差,进而纠正原始图像中的几何与辐射变形。基于深度学习技术将处理后的数据进行土地利用分类,并对分类结果利用混淆矩阵法进行精度评定。利用满足要求的分类数据,进一步计算出生态环境状况指数,完成罗山县及各乡镇的生态环境评价。
正文与传统的环境监测方法相比,遥感技术获取影像及相关资料的周期较短,并且不会受到地面环境的影响,可对同一地区进行长时间的动态观测,因此,遥感技术被广泛应用在大气污染监测、国土规划、土地利用分类等各个方面[1,2,3,4]。在生态环境监测方面,诸多学者基于遥感数据开展了这方面的研究工作。王法溧等[5]利用1987—2018年的Landsat遥感影像,通过分析每年的综合遥感生态指数(RSEI),完成了对阿伯德尔国家公园近32年间的生态环境定量监测。单薇等[6]利用多源遥感数据,结合某区域的土地整治项目进行分析,通过构建RSEI模型,完成了该区域土地整治过程的生态环境监测,总结得出土地整治对生态环境所造成的影响。赵恒谦等[7]利用2006—2016年的ETM+和Sentinel-2A遥感数据,分析了北京市通州区的土地利用变化情况,从数据分析来看,该地区的耕地面积逐渐减少,而建筑用地以及城市绿化面积显著提升,可作为分析城市生态环境变化的典型案例。朱运海等[8]利用SPOT影像以及TM影像,综合应用了主成分分析法、光谱特征变异法等多个方法,准确、高效的完成了土地利用的变化监测。由此可见,卫星遥感数据在生态环境监测方面发挥着愈发重要的作用。伴随着深度学习技术的发展与应用,诸多学者将深度学习技术应用在遥感信息的提取上[9,10,11]。另外,孙晓敏等[12]利用“高分五号”高光谱卫星遥感数据基于U-net模型完成了土地利用分类研究,验证了深度学习中的语义分割方法在“高分五号”高光谱卫星数据中进行土地利用分类的重要意义,扩展了“高分五号”数据的应用能力。韩洁等[13]通过深度学习方法与传统方法的对比实验,研究了深度学习方法在利用遥感图像进行城市变化检测方面的应用。由此可见,深度学习理论大大提升了遥感图像应用的效率和价值,越来越多的学者展开了这方面的研究与创新。本文将选取河南省信阳市罗山县作为研究区,结合深度学习技术,基于遥感数据完成土地利用分类,进一步完成罗山县各乡镇的生态环境评价。
1 研究方法
本文的研究技术方案包含三部分[14]内容:高分辨率卫星影像预处理、基于深度学习的数据分类以及生态环境评价。
1.1 卫星数据预处理
遥感数据获取过程中不可能完全精准的记录地表信息,受到系统本身、空间等各方面的影响,不可避免的存在一些误差,而这些误差降低了遥感图像的质量,所以,在利用图像进行分析之前,必须对遥感原始图像进行预处理[14]。图像预处理的主要目的是纠正原始图像中的几何与辐射变形。光学卫星数据处理流程一般包括辐射定标、计算表观反射率、去云、大气校正、影像配准、融合、镶嵌、裁剪等过程。处理过后的数据即可以直接用来进行特征提取和特征选择,并进行遥感图像土地利用分类。
1.2 深度学习分类
1.2.1 卷积神经网络模型
深度学习是机器学习的一个新的研究方向,主要利用多层非线性结构,从低到高逐层提取数据特征,深度学习模型由输入层、隐藏层和输出层等多层感知器组成[15]。同机器学习方法一样,深度机器学习方法也有监督学习与无监督学习之分,不同的学习框架下建立的学习模型是不同的。本文采用的学习框架是TensorFlow框架,建立的学习模型是卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),这是一种深度的监督学习下的机器学习模型。典型的CNN结构是由输入层、卷积层、池化层、全连接层构成,每一层有多个特征图,每个特征图通过一个卷积滤波器提取输入的一种特征。CNN的训练是通过反向传播和随机梯度下降进行的,逐层更新卷积神经网络的权重和偏重。
文中采集了大量的实测数据,为使用CNN进行分类建立了坚实的数据基础。本文利用样本数据进行CNN模型训练,由于CNN可以很好地获取遥感影像纹理特征和像素空间特征,因此,通过模型训练,优化模型参数,可以进一步的提高模型分类准确率。对遥感影像进行土地分类的示意图如图1所示,使用卷积神经网络模型中的卷积层对图像中的地物进行特征提取,有效提取其中的深层特征,并寻找地物所拥有特征的规律,将原始影像映射到隐含层的特征空间当中,再通过神经网络将提取到的地物影像分布式特征映射表示到地物影像样本的标记空间。
1.2.2 分类精度验证
对深度学习分类结果进行精度评价,常用的精度验证方法有两种:一种是Tensorboard模型精度曲线;另一种是混淆矩阵。
TensorBoard是TensorFlow的可视化工具,它可以通过分类模型在学习的过程中输出的日志文件可视化分类模型的整体性能和状态。神经网络的训练十分复杂,使用TensorBoard可以有效展示模型训练中的计算图,各种指标随着时间的变化趋势以及训练中使用到的图像等信息,通过对比模型的训练集的命中率及验证集的命中率曲线,整体评估模型性能。
1.3 生态环境状况评价
生态环境各项评价指标的权重见表1 。表1 各项评价指标权重2.1 卫星影像数据
本项目采用美国Planet数据进行整个罗山县域的生态监测分析,美国Planet卫星是世界上唯一具有全球高分辨率、高频次、全覆盖能力的商业遥感卫星,具有如下特点:数据覆盖效率高,Planet小卫星星座具有170余颗卫星,可以实现全球每日覆盖;影像自主覆盖,Planet卫星影像无需编程,上百颗卫星每天对全球进行自主拍摄。Planet卫星的有效载荷指标如表3所示。表3 Planet有效载荷指标3 实验结果与分析
将下载的2018年10月卫星影像数据进行数据预处理,然后基于深度学习方法进行分类。根据外业实测的八大类别数据,根据需要挑选样本数据送入深度学习模型中,通过反复迭代、训练,得到罗山县土地利用分类的深度学习模型,模型精度如图2所示。3.1 罗山县土地利用分类成果
根据以上分类结果制作出罗山县土地利用分布图,如图3所示,罗山县植被覆盖度高,水资源较为丰富,生态环境较好,植被主要是林地和耕地,其中林地主要分布在南部。3.2 罗山县县域生态环境状况评价
根据《生态环境评价技术规范》(HJ192-2015),结合罗山县2018年生态遥感土地利用分类结果数据和地面生态环境参数,计算得到罗山县2018年生态环境状况指数,如表5所示。根据生态环境状况分级标准,罗山县生态环境状况为良(当55≤EI<75时,生态环境状况级别为良)。据《生态环境评价技术规范》(HJ192-2015)和罗山县各乡镇2018年生态遥感土地利用/覆盖分类结果数据、水资源统计数据、污染源排放量等数据计算得到2018年罗山县各乡镇生态环境状况指数如表6所示。4 结 论
本文基于河南省信阳市罗山县卫星影像数据和野外实测样本数据,利用深度学习方法,进行深度学习模型训练,完成了罗山县土地利用分类,并对深度学习分类结果进行精度评价,精度评价结果显示分类结果较好。结合其它统计数据计算出各乡镇的生态环境指数,结果显示,罗山县整体生态环境较好,均没有出现较差以及差的情况,在基于遥感数据进行农村生态环境评价方面具备较好的借鉴意义。 初审：纪银晓复审：宋启凡终审：金 君往期推荐
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高国力等：黄河流域生态保护和高质量发展的重要进展、综合评价及主要导向
内容摘要： 新中国成立以来，我国治黄先后经历了“根治水害、开发利用”“科学调度、节约用水”“生态优先、系统治理”三个阶段。黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略后，在共抓大保护、协同大治理、水资源节约集约利用、绿色高质量发展、幸福黄河建设等方面取得了重要进展。通过综合评价进一步发现，2013年以来黄河流域生态保护水平提升幅度大、进展速度快，但高质量发展推进相对缓慢，成效不够显著。进入新发展阶段，黄河流域生态保护和高质量发展要推进生态环境治理从控制污染转向山水林田湖草沙系统治理，治理方式从条块分割转向协同共治，发展方式从粗放扩张转向绿色低碳，黄河文化从无序开发转向保护传承利用，民生保障从行政区转向全流域均等化。围绕生态保护和高质量发展这两大关键主题，在关键领域创新体制机制，为扎实推进黄河流域生态保护和高质量发展提供坚强保障。
关键词： 黄河流域；系统治理；绿色发展；生态保护；政策保障；高质量发展
正文如下： 黄河是中华民族的“母亲河”，是中华民族的重要象征。新中国成立以来，在党中央坚强领导下，黄河在治理、开发、保护、发展等方面取得了显著成绩，书写了黄河安澜的伟大奇迹。进入新发展阶段，黄河流域生态保护和高质量发展有了更高要求，总结战略实施的最新进展，开展综合评价，有针对性地提出对策建议，对于扎实推进黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。
一、新中国治理黄河的历程
新中国成立70多年来，以“八七分水”方案实施水量统一调度和党的十八大为界，我国治黄先后经历了三个阶段。2019年，党中央将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略，使黄河开启了生态保护和高质量发展新局面。
（一）新中国成立到“八七分水”方案水量统一调度前的“根治水害、开发利用”阶段
黄河在历史上曾是一条水患频繁的河流，数千年来屡次改道，沿黄百姓饱受洪灾泛滥之苦。近代以来，黄河下游多次决口，给人民群众生命财产安全造成巨大损失，并对生态环境和农田耕地产生巨大破坏。新中国成立后，党中央高度重视治黄事业，1952年毛泽东在郑州视察黄河时发出“要把黄河的事情办好”的伟大号召，黄河治理从此被列入治国理政的重要日程。黄河水少沙多，水沙不平衡，治黄的关键在治沙，这一时期，我国把治黄重点放在了治理黄河泥沙问题上，通过水利工程建设起到拦截泥沙、控制洪水、发电灌溉的综合效果。1955年，一届全国人大二次会议通过了根治黄河水害、开发黄河水利的综合规划，部署开展黄河水土保持和黄河水利工程建设。从1957年开始，我国在黄河干流上开始新建大型水利枢纽和水电站，陆续开工建设了三门峡、青铜峡、刘家峡、盐锅峡、三盛公、八盘峡水利枢纽，20世纪70年代又新建了天桥、龙羊峡水利枢纽，与此同时，一批干支流水库、分滞洪区、引黄涵闸等水利工程也相继投入使用。这一时期黄河的治理和开发取得了显著成效，防洪能力和泥沙综合处理能力明显提升，在协调水沙关系的实践上实现了突破，黄河实现了岁岁安澜。
（二）“八七分水”方案实施水量统一调度到党的十八大的“科学调度、节约用水”阶段
黄河流域水资源相对匮乏，多年平均河川径流量仅为长江的5%，流域人均水资源占有量不足全国平均水平的三成，属于极度缺水地区。20世纪70年代至90年代末，受全球气候变化的影响，黄河流域气温升高、降水量减少、蒸发量加大，生态流量严重不足。同时，改革开放后沿黄地区经济社会快速发展，农田灌溉、工业生产、居民生活等用水需求大幅增加，水资源供需矛盾逐渐凸显，水资源开发利用率远超一般流域40%的生态警戒线。无序过度用水加之缺少统一调度，黄河开始出现频繁断流，不但影响正常生产生活，还造成河道湖泊萎缩、水体自净功能下降、生态系统失衡，对社会经济发展和生态环境保护提出了严峻挑战。为缓解黄河流域上下游之间竞争性用水矛盾，国家实施了水量统一调度。1987年，国务院批准《黄河可供水量分配方案》，方案以1980年沿黄相关省市实际用水量为基础，综合考虑灌溉规模、工业和城市用水增长等因素，对黄河水权进行高度集中的行政性分配。1998年，《黄河水量调度管理办法》印发实施，黄河水量开始实行统一调度、总量控制、以供定需，结束无序用水的历史。2006年，《黄河水量调度条例》由国务院颁布实施，使黄河用水进一步制度化、规范化。通过精心调度、严格管理，1999年至今，黄河干流连续22年无断流，河道萎缩态势初步遏制，为国内外解决大江大河断流问题提供了重要经验。
（三）党的十八大以来的“生态优先、系统治理”的绿色高质量发展新阶段
党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，明确了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，习近平总书记高度重视长江、黄河中华民族母亲河的生态保护和系统治理，多次到沿黄省区考察，并两次主持召开座谈会。2019年9月18日，习近平总书记在郑州主持召开座谈会，将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略，作出了“治理黄河，重在保护，要在治理”的战略要求，明确了生态优先、绿色发展的战略导向，强调以水定城、以水定地、以水定人、以水定产的水资源刚性约束和山水林田湖草沙一体化保护的系统治理方式。2021年10月22日，习近平总书记在山东省济南市主持召开座谈会，强调沿黄河开发建设必须守住生态保护这条红线，必须严守资源特别是水资源开发利用上限，用强有力的约束提高发展质量效益。2021年10月，中共中央国务院公开发布《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，一系列政策、机制、制度相继确立，搭建起黄河保护治理“四梁八柱”。
二、黄河流域生态保护和高质量发展战略实施重要进展
随着黄河流域生态保护和高质量发展战略的深入实施，保护治理的顶层设计加快完善，沿黄各省（区）共抓大保护，协同大治理的局面初步形成，取得一系列显著成效。
（一）共抓大保护取得新成效
通过完善生态保护立法，建立生态补偿机制，打造沿黄河生态廊道，构建以国家公园为主体的自然保护地体系，推进山水林田湖草沙系统保护修复，共抓大保护取得了明显成效。一是国家公园建设成效显著。三江源国家公园植被生态质量整体改善，固碳释氧量增加，扎陵湖和鄂陵湖水体面积增大；祁连山国家公园荒漠化土地面积进一步减少；若尔盖国家公园和黄河口国家公园的申报创建工作正积极稳步推进。二是黄河生态廊道建设有序推开。河南省将黄河生态廊道建设作为提升流域生态质量和稳定性的重要抓手，截至2021年4月已建成沿黄河生态廊道400千米，占总任务的56.34%；山东省以黄河滩区、东平湖、南四湖、黄河三角洲等区域及黄河沿线为重点，大力实施生态保护修复、生态补水、生态廊道建设等工程，黄河下游河畅堤固、岸绿景美的景象更为普遍。三是流域横向生态补偿机制逐步建立。财政部、生态环境部、水利部和国家林草局联合印发《支持引导黄河全流域建立横向生态补偿机制试点实施方案》，明确了试点范围期限、主要措施和组织保障，河南省与山东省、甘肃省与四川省分别签订了省际间的横向生态补偿协议。四是黄河立法积极推进。《中华人民共和国黄河保护法（草案）》已通过国务院常务会议并首次提请全国人大常委会审议，黄河禁渔期制度实施顺利，黄河渔业资源出现好转迹象。
（二）协同大治理取得新突破
一是统筹水中和岸上，一体推进水沙关系调节和水土保持治理，水土流失明显好转，黄河泥沙量大幅减少。陕西省加快淤地坝建设，有效调节水沙关系，年入黄泥沙量减至2.7亿吨左右，治理水土流失面积2160平方千米；甘肃省完成防沙治沙综合治理588万亩，470余处风沙口得到巩固治理；宁夏回族自治区全区水土流失实现了总体逆转，治理率达到58%；山西省编制完成《山西省黄河流域淤地坝和坡耕地水土流失综合治理“十四五”实施方案》，初步确定在黄河多沙粗沙区28个县新建淤地坝，在34个县实施坡耕地水土流失综合治理。二是加强干支流污染治理，黄河水质明显好转。数据显示，2020年黄河流域监测的137个水质断面中，Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例达到84.7%，比2019年上升11.7个百分点，全面消除劣Ⅴ类断面，干流水质为优，支流水质良好。三是通过智慧治洪、部门联动，有效应对极端天气暴雨洪涝灾害。河南省2021年“7·20”特大暴雨灾害中，通过运用数字智能等手段进行动态监测、实时分析，及时调度盘石头水库、白沙水库等的下泄流量，精细调度宿鸭湖、出山店等20多座大中型水库，蓄滞结合，拦洪削峰，在险情面前赢得主动，多部门联动开展监测预报、抢险救灾和恢复重建工作，经受住了特大洪水冲击。
（三）水资源节约集约利用取得新提升
沿黄省（区）坚持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”，强化农业节水，推进非常规水利用，水资源节约集约利用取得新提升。一是推动农业节水增效。山西省2020年农业用水占总用水量比重比2019年下降1.3个百分点；宁夏回族自治区2019-2020年有效灌溉农田面积增加140平方千米，耕地实际灌溉亩均用水量从2019年的706立方米下降至2020年的643立方米，农田灌溉水有效利用系数从0.543 提升至0.551。二是强化工业节水减排。甘肃省促进工业企业实行节水技术改造，2020年认定省级节水型企业30家，建立高耗水产业市场准入机制，严控高耗水行业用水增量，规模以上工业用水重复利用率90%以上；宁夏回族自治区积极推进工业节水，2020年重点用水行业规上节水型企业达到86%；内蒙古自治区自2018年以来，集中整治工业违规用水问题，加大非常规水源利用，截至2021年一季度，87%的工业用水已配置或者置换为地表水和非常规水，其中再生水、疏干水等非常规水源使用量占了近1/3，工业生产用地下水比2014年减少了2.9亿立方米，为黄河流域地下水生态保护起到了重要作用。三是促进城镇节水降损。宁夏回族自治区持续推动节水型城市建设，扎实推进公共节水，截至2020年底，节水型机关达到90%；甘肃省开展县域节水型社会达标建设，至2020年底，39个县被水利部命名为县域节水型社会达标县，6个城市达到国家节水型城市标准，7个城市达到省级节水型城市标准，累计创建各类节水示范载体4413个，基本覆盖了灌区、工业企业、行政机关、事业单位、中小学校、医院、宾馆、居民小区等各类用水户。
（四）绿色高质量发展迈上新台阶
沿黄省（区）统筹传统产业转型升级和新兴产业培育，积极探索以点带面的区域高质量发展方式。一是保障国家粮食安全、能源安全，推动产业提质增效。2021年，沿黄多地遭遇极端天气，九省（区）粮食仍实现增产，总产量突破2.38亿吨，占全国的35.0%，占全国比重比2012年提高0.9个百分点。沿黄省区积极推进“北煤南运”“西电东送”“西气东输”，推动“一煤独大”向新材料、高端化工等多元产业延伸。二是壮大绿色经济、数字经济、文化旅游等新动能。围绕绿色经济，落实国家“双碳”目标，积极发展清洁能源。围绕数字经济，内蒙古、甘肃、宁夏等省（区）加快实施“东数西算”，山东省、河南省大力发展数字经济重要载体产品。围绕文化旅游，加强系统性保护和整体性保护，强化创新性发展和现代化传播，建立非遗保护传承弘扬协同机制。三是强化中心城市带动作用，提升增长极支撑功能。强化兰西、黄河几字湾及西安、郑州、山东半岛等中心城市和城市群的辐射能力，宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区、济南新旧动能转换起步区建设开局良好，积极探索以点带面、协调联动的区域高质量发展方式。四是发挥流域经济纵深优势，推动内外开放合作。深化黄河流域同“一带一路”的有机融合，积极推动晋陕豫黄河金三角、晋陕蒙等区域合作。
（五）幸福黄河建设取得新收获
沿黄省（区）积极打造造福人民的幸福河，把系统治理综合治理和居民增收致富结合起来，在保护生态、治沙防洪的同时持续改善生产生活条件，不断巩固拓展脱贫攻坚成果。一是上游生态移民稳步推进，实施三江源、祁连山国家公园等高海拔地区生态移民工程，使生态脆弱地区的群众摆脱了贫困。二是中游的坡耕地治理与农业转型相结合，山西、陕西等省份实施坡耕地退耕还林还草，振兴山区经济，取得治沙保水与增收的多赢。三是下游积极推进滩区治理，河南省、山东省使百万迁建群众搬离黄河滩，改变了居住条件、提升了滩区生态、推动了产业发展群众增收。
三、黄河流域生态保护和高质量发展进展的综合评价
从生态保护和高质量发展的八个维度选取20个指标，构建评价指标体系，对2013年以来黄河流域生态保护和高质量发展的成效进行综合评价。（一）指标选取 参考《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》指标体系设置，兼顾指标的系统性、客观性、代表性、数据可获得性等原则，从水资源集约节约利用、生态保护修复、环境污染治理三个维度选取指标构建生态保护指数，从综合实力提升、创新驱动发展、绿色低碳转型、文化保护传承弘扬、民生福祉改善五个维度选取指标构建高质量发展指数，进而对黄河流域生态保护和高质量发展进行综合评价。指标体系如表1所示，共选取三级指标20项，包括十项生态保护指标和十项高质量发展指标。其中，地表水开发利用率、万元GDP用水量、农业用水占总用水量比重、人均生活用水量和万元GDP能耗等五项为负向指标，其余指标均为正向指标。（二）数据来源 文中分析数据均来自国家统计局国家数据网站、2014-2021年《中国统计年鉴》和黄河流域各省（区）《统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国科技统计年鉴》，以及《中国生态环境状况公报》。对于个别缺失数据，采用线性回归拟合补齐。（三）评价方法 熵权法是一种客观赋权的评价方法，评价指标的权重取决于指标值的变异程度，在一定程度上消除了人为因素和主观评价性，变异程度越大，权重越大，反映了指标之间的相对重要性。为了排除评价指标权重的人为因素干扰，在计算权重过程中反映原始数据的绝大部分信息，本文采用熵值法确定指标权重，对黄河流域生态保护水平和高质量发展水平进行综合评价，具体步骤如下：1.整理形成原始数据矩阵。假设有m个评价对象，n个评价指标，根据各指标原始数据，可以构建如下原始数据矩阵：四、黄河流域生态保护和高质量发展的主要导向
进入新发展阶段，黄河流域生态保护和高质量发展有了更高目标，在生态环境、治理方式、发展方式、民生保障和黄河文化等方面有了更高要求。（一）推动生态环境从控制污染转向山水林田湖草沙系统治理 黄河流域作为我国重要生态屏障和生态廊道，近年来持续推进水污染防治，干流的水环境质量整体上有了显著提升。但黄河流域生态本底条件脆弱，水资源匮乏，生态环境治理是一个长期而艰巨的过程，干流的水清了只是一个表象，水环境治理也仅仅是第一步，最终还要看生态系统功能是否增强、水源涵养功能是否提升，生物多样性是否提高。下一步，要将黄河生态环境治理目标从改善水环境质量升级到恢复水生态系统功能，为此要从源头上系统开展生态环境的保护、修复和治理，统筹山水林田湖草沙等生态要素，系统推进水环境、水生态、水资源、水灾害的保护治理，进一步改善黄河生态环境和水域生态功能。（二）推动治理方式从条块分割转向协同共治 黄河保护治理是一个多层次、多维度、多尺度的复杂过程，流域内外相互影响、上下游相互作用、左右岸相互支撑，牵一发而动全身。长期以来，黄河治理是由各部门各地方分头管理，在土地沙化、环境污染、水土流失等具体问题上，习惯于局部治理和点上治理，一个部门负责一个领域，一个地方仅考虑局部的区域，“谋一域”居多，“谋全局”不够，且缺乏协调配合，流域生态环境治理呈现出“横向分散”的碎片化特征，影响了整体效果。习近平总书记强调，黄河流域要共同抓好大保护，协同推进大治理。下一步，要加强跨部门和跨区域协作，引导政府、市场和社会力量多方参与，推进黄河上下游、左右岸、干支流协同治理，在协同中注重因地制宜，上游侧重水源涵养，中游抓好水土保持，下游促进湿地恢复，不断增强各项举措的关联性和耦合性，防止畸重畸轻、单兵突进、顾此失彼。（三）推动发展方式从粗放扩张转向绿色低碳 黄河流域由于能矿资源禀赋，逐步形成了资源密集型产业为主导的产业结构。进入工业化中期以后，由于市场需求旺盛，沿黄的能源、化工、钢铁、冶金、建材等高耗能、高耗水、高污染产业快速扩张，重复建设，不仅造成产能过剩而且加剧了水资源短缺和生态环境污染，沿黄倚能倚重、低质低效的粗放发展方式与流域脆弱的资源环境承载能力极不适应。进入经济新常态后，我国发展理念和发展方式都发生了变化，“不能过度消耗资源环境换取经济增长”“必须坚持保护优先、节水优先”等日益成为全流域和全社会的共识，绿色低碳循环发展成为经济转型和产业升级的重要方向。下一步，黄河流域应贯彻新发展理念，积极落实国家双碳目标要求，不再搞粗放式的大开发，因地制宜推进产业结构转型升级与绿色低碳化改造，大力发展可再生能源等绿色新动能，加快形成绿色生产生活方式。（四）推动黄河文化从无序开发转向保护传承利用 黄河流域历史文化底蕴丰厚，黄河沿线文化遗产数量众多，但长期以来，黄河文化存在“重开发、轻保护”的现象，现有区域式、分段式、单元式的文化保护模式容易造成各自为政、分散经营和同质竞争等问题，一些地方政府为了本地经济发展，一味地注重开发黄河文化的经济价值，进行盲目开发和超负荷利用，不但使经济价值不能得到合理利用反而破坏了文化遗产的原真性。下一步，应突出历史文化保护与传承，深入挖掘黄河文化内涵，加强系统研究和保护，积极讲好黄河故事，推动沿黄各省区共建黄河国家文化公园，推动优秀传统文化创造性转化和创新性发展。（五）推动民生保障从行政区转向全流域均等化 黄河流域横跨我国东中西部地区，上中下游区位条件、资源禀赋和经济基础不同，发展不平衡不充分的问题还比较突出，不同行政区的基本公共服务水平、基础设施通达程度、人民生活保障水平仍有很大差距。为此，应坚持以人民为中心的发展思想，坚持共同富裕方向，注重基本公共服务的均等化，从全流域的更大空间范围保障和改善民生，不断提升发展的协调性、平衡性、包容性。应促进上中下游地区协同发展和错位发展，持续改善欠发达地区基础设施条件，提升产业配套能力，增强自我造血功能，聚焦重点区域、重点人群和重要机制，自觉主动缩小城乡差距、地区差距和不同群体收入差距，让更多发展改革成果惠及人民。五、对策建议
黄河流域生态保护和高质量发展是一项重大的系统工程，涉及地域广阔、流域内人口众多，生态保护和高质量发展的任务繁重艰巨，要围绕生态保护和高质量发展这两大关键主题，在关键领域创新体制机制，为扎实推进黄河流域生态保护和高质量发展提供坚实保障。
（一）探索建立黄河上中下游省市之间的对口合作
黄河流域涵盖上中下游的九个省级行政单元，省际之间发展差异较大，要发挥各自的比较优势，通过加强合作促进高质量发展，不断提升黄河流域内部发展的平衡性和协调性。一是参照《东北地区与东部地区部分省市对口合作工作方案》，研究建立黄河流域中下游地区相对发达省份或地市与黄河中上游地区欠发达省份或地市建立对口合作机制，通过市场化合作促进要素合理流动、资源共享、园区共建，开展干部交流培训，支持黄河中上游地区进一步转变观念，增强市场意识和竞争意识，激发内生活力和动力，促进黄河中下游地区与黄河中上游地区在合作中相互借鉴、优势互补、互利共赢，共谋发展，形成优势互补高质量发展的经济布局。二是根据财政部、生态环境部、水利部关于联合印发《支持引导黄河全流域建立横向生态补偿机制试点实施方案》的要求，遵循“保护责任共担、流域环境共治、生态效益共享”的原则，选择地方具有强烈政策诉求的河段，先行探索建立具有示范意义的流域横向生态补偿模式，强化联防联控、流域共治和保护协作，加快实现高水平保护，推动流域高质量发展，保障黄河长治久安。
（二）发挥政府资金杠杆作用撬动社会资金进入生态保护和高质量发展重点领域
发挥有为政府和有效市场的作用，发挥政府资金的杠杆撬动作用，引导社会资金参与黄河流域生态产业化和产业生态化项目，为黄河流域生态保护和高质量发展开拓资金来源渠道。一是要加快设立国家层面的黄河流域生态保护和高质量发展基金，由财政部、黄河流域九省区、金融机构等联合出资，通过设立基金，发挥中央财政投入的杠杆效应、乘数效应，引导社会资金流向黄河生态保护和高质量发展领域。二是研究推进黄河流域九省区设立相应黄河流域生态保护和高质量发展基金，推行投贷联动模式，重点投向水资源集约高效利用、水生态修复、水环境保护、生态农业、生态文旅等领域及新兴产业。三是在满足防洪和生态保护要求的前提下，按照黄河流域生态保护和高质量发展的要求，选择部分干支流河段，探索委托战略性投资者开展综合治理与系统开发的新模式，通过授予战略投资者适当期限的特许经营权，引导战略投资者参与黄河流域的生态保护和高质量发展，不断激发黄河流域的内生发展动力。
（三）支持黄河中上游地区开展绿色低碳转型试点示范
黄河上游地区承担着涵养水源的重要功能，黄河中游地区承担着水土保持的重要功能，促进黄河中上游地区绿色低碳转型发展，对于促进黄河流域生态保护和高质量发展具有十分重要的意义。应认真落实国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》的要求，在中上游地区选择若干具有典型示范和带动作用的地区或园区，开展绿色低碳转型试点示范，以此带动整个黄河流域的绿色低碳转型发展。立足黄河流域是我国重要能源基地的实际，根据国家碳达峰碳中和的要求，建立科学合理的考核评价体系，充分利用好新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制的有利契机，创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，实现精准化控碳，加快形成减污降碳的激励约束机制。立足黄河中上游地区煤炭资源丰富的实际，突出碳排放总量和强度“双控”倒逼，坚持先立后破，稳住存量，通过发展清洁能源，不断拓展增量，以保障国家能源安全和经济发展为底线，争取时间实现新能源的逐渐替代，推动能源低碳转型平稳过渡，稳妥有序、循序渐进推进碳达峰行动，确保安全降碳。
（四）研究开展水资源节约集约利用试点示范
立足黄河流域水资源十分短缺的现实情况，建立水资源刚性约束制度，严格用水总量控制，统筹生产、生活、生态用水，大力推进农业、工业、城镇等领域节水。把水资源作为最大的刚性约束，坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，合理规划人口、城市和产业发展，坚定走绿色、可持续的高质量发展之路。一是优化黄河分水方案。坚持生态优先，大稳定、小调整，优化细化《黄河可供水量分配方案》，鼓励下游地区更多使用南水北调供水，腾出适当水量用于增加生态流量和保障中上游省份生活等基本用水需求。二是研究开展水权交易试点。结合优化后的黄河分水方案，完善黄河流域水权确权工作，逐步建立黄河流域统一的水权交易系统，引导开展集中交易，并将水权交易逐步纳入公共资源交易平台体系，推广合同节水管理模式，通过市场化手段促进水资源节约集约利用。
（五）加强重大水利工程的研究论证工作
重大水利工程建设为避黄河水之害、用黄河水之利提供了重要支撑，尤其是南水北调东中线等跨流域重大水利工程，从很大程度上缓解了黄河流域相关城市严重缺水的局面，在更大的空间范围内促进了水资源的优化配置。黄河流域的生态保护和高质量发展，离不开重大水利工程的支撑，但要统筹考虑重大水利工程的多方面影响，加强重大水利工程的生态环评和战略环评，综合比选，趋利避害，优中选优。一是深化跨流域调水工程研究论证。加快开展南水北调东中线后续工程前期工作并适时推进工程建设，深化南水北调西线工程等研究，统筹考虑跨流域调水工程建设多方面影响，加快规划方案论证和比选工作。二是加强黄河流域内水利工程研究和论证。推进上游的龙羊峡水电站、青铜峡水利枢纽，中游的海勃湾水利枢纽、黄河潼关水文站，下游的三门峡水利枢纽等之间的联合统一调度，不断增强控水、调沙、防凌、灌溉、发电等综合功能，研究开展小浪底等水库清淤试点。推进古贤水利枢纽前期工作，深化黑山峡河段开发重大专题论证，不断完善以骨干水库等重大水利工程为主的水沙调控体系。
黄河流域生态保护和高质量发展的重要进展、综合评价及主要导向[J].兰州大学学报（社会科学版），2022，50（2）：35-46.注释从略。
作者信息： 高国力（中国城市和小城镇改革发展中心），贾若祥、王继源、窦红涛（国家发展和改革委员会 国土开发与地区经济研究所）。
高国力简介： 中国城市和小城镇改革发展中心主任、二级研究员、博士生导师，从事城乡区域经济理论与政策研究工作。
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