改革开放以来,伴随中国城市化和工业化的持续快速推进,社会经济发展水平和人口城市化速度取得的成就让世界瞩目。然而,在中国快速城市化过程中,产业低质同构、耕地资源浪费和生态环境恶化等问题日渐突出。面对中国城市化仍将持续推进、耕地资源十分紧缺和生态系统持续退化的现实困境,如何协调城市发展、耕地保护和生态系统保护的三者之间关系成为中国土地管理中的主要矛盾。虽然中国采取最严格的耕地保护制度,并在一定程度上对耕地保护发挥了重要作用,但也存在基本农田“划远不划近”、“划劣不划优”、上山下滩、空间布局频繁调整等问题。与此同时,城市土地利用粗放低效、盲目蔓延式扩张、占用耕地资源严重等问题依然严峻,而且在粗放式经济发展模式下,生态系统呈现出由结构性破坏向功能性紊乱的方向发展,因此转变发展方式、提升城市化质量,协调城市发展、耕地保护和生态系统保护之间的关系成为可持续发展的必然选择。党的十八大报告提出“大力推进生态文明建设,按照人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一的原则,优化国土空间开发格局”。十八届三中全会审议通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》要求“建设生态文明,必须建立系统完整的生态文明制度体系,用制度保护生态环境”。同时《生态文明体制改革总体方案》、《全国国土规划纲要(2016—2030年)》和《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》提出划定“城市开发边界”、“永久基本农田保护红线”和“生态保护红线”(简称“三线”)。由此可见,“三线”作为生态文明建设中的重要政策工具,得到了党和国家的高度重视。然而,生态文明理念对“三线”协调划定有怎样的启示?如何通过“三线”划定协调城市发展、永久基本农田保护和生态系统保护之间的关系已成为当今亟待解决的科学问题。因此,开展生态文明背景下“三线”协调划定研究具有重要的理论和现实意义。基于此,本研究首先对针对国内外相关研究进行梳理,分析国内外关于“三线”协调划定的相关研究成果,总结研究进展及存在不足;其次,系统分析生态文明的理论渊源、理念内涵及生态文明思想对“三线”协调划定的启示,明确生态文明背景下“三线”协调划定的目标导向以及“三线”的功能定位;最后,构建了生态文明背景下“三线”协调划定的方法体系,并以湖北省襄阳市为例开展了实证研究。为生态文明背景下“三线”的协调划定提供了理论依据和方法支撑。研究取得的主要成果和结论如下:(1)明确了生态文明背景下“三线”划定的基本原则,同时扩展了生态文明背景下“三线”的功能定位。城市开发边界、永久基本农田保护红线和生态保护红线都是根据不同目标导向而划定的特殊空间范围,因而划定过程中要符合不同目标导向下土地利用的基本规律。同时,为实现社会经济与生态系统的协调可持续发展,城市开发边界不仅具有引导城市扩张方向和控制城市规模的作用,而且还具有协调社会经济发展与粮食安全和生态系统服务功能的功能;永久基本农田保护红线将不仅承担保证区域的粮食安全的职责,而且在区域生态系统承载能力范围内,还具有满足城市理性发展的功能;生态保护红线作为保证区域生态安全而划定的最小空间范围,其不仅承担着保护生态系统完整性和连通性的功能,而且也具有指示永久基本农田保护红线和城市开发边界划定的作用,从而减少城市扩张和耕地保护对生态系统的影响。(2)构建了生态文明背景下“三线”协调划定的方法体系。本研究将城市扩张作为切入点,构建了“三线”协调划定的方法体系:一是,结合不同生态环境问题和生态系统服务功能的形成机制和产生机理确定生态保护红线的划定和识别方法;二是,测算目标年永久基本农田需求量,同时构建和确定基于农业发展的永久基本农田布局合理性评价的指标体系和评价方法;三是:预测和确定目标年城市规模的需求量和城市扩张过程的预测模型。最后,以城市扩张为切入点,建立以永久基本农田的供需、生态系统服务功能供需和城市发展需求规模为纽带的函数关系,同时将生态保护红线为空间指示,利用UFE-CA模型实现了“三线”的协调划定。(3)构建了以永久基本农田供需、生态系统服务功能供需和城市发展需求规模为约束条件,以生态保护红线为空间约束条件的城市扩张预测模型,即UFE-CA模型。本研究以传统约束CA模型为基础,在吸收和借鉴相关学者研究成果的基础上,结合本研究的需要,对传统约束CA模型进行了一些改进:一是将生态保护红线划定结果替换原有的政府约束变量,体现城市扩张以生态系统保护为前提;二是城市扩张规模不在设定一个固定值(或模型的迭代次数),而是结合各种函数关系进行综合约束,即在兼顾粮食安全、生态系统服务功能和城市理性发展的目标下,构建模型的终止条件;三是不设置转换阈值,而是采用最大转换概率法,对城市扩展进行模拟。这种设计不仅可以解决城市扩张过程中由于各种因素作用而导致的不确定性问题,如城市扩张对粮食安全和生态服务功能影响,而且体现了生态文明背景下城市扩张的一种极限思维,从而在保证社会经济发展需求与生态系统服务功能的相协调的前提条件下,协调了城市开发边界、永久基本农田保护红线和生态保护红线之间的矛盾与冲突。(4)对湖北省襄阳市开展了“三线”协调划定的实证研究。结合襄阳市实际情况,划定了针对生物多样性、水土流失敏感性和水土保持功能重要性的生态保护红线,并结合《湖北省汉江流域综合开发总体规划(2011—2020年)》要求,将汉江及主要支流也纳入为生态保护红线范围之内,总计面积达为694984.56 hm2。同时将生态系统服务功能中的气体调节功能,即碳平衡关系,作为协调社会经济发展与生态系统服务功能之间关系的纽带。针对“三线”协调划定函数关系的关键参数值进行了测算,2020年襄阳市永久基本农田和城市规模需求量分别为450104.46hm2和38238hm2,社会经济发展的最大碳排放量将达到3587537.63t。2014年襄阳市生态系统固碳总量为3840506.63t,适宜布局永久基本农田的规模为591828.22hm2。将各参数代入UFE-CA模型,通过模拟结果可知,襄阳市2020年城市规模将达到38238.07hm2,其中新增城市建设用地主要来自于耕地,同时樊城区的城市扩张面积最大。最后结合模拟结果划定城市开发边界和永久基本农田保护红线,二者的面积分别为38238.07hm2、589151.14hm2,并结合“三线”划定的目标提出了相应管理建设和制度保障的措施。论文的主要创新点在于:(1)本研究将永久基本农田供需、碳收支平衡和体现节约集约思想的城市发展需求规模作为模型终止条件,将生态保护红线为空间约束条件,从而构建了城市扩张预测模型,即UFE-CA模型,并在Arcgis中进行了实现。为协调区域城市发展与永久基本农田保护和生态系统保护提供了一种新方法和新思路。(2)本研究以景观生态学理论为基础,结合“绿色基础设施”的设计理念和构成要素,提出了基于“源”地、缓冲区和廊道的生态保护红线的划定方法,从而将区域生物多样性保护从点状式保护转变为网络式保护,提高了生态保护红线支持当地物种生存繁衍和保持自然生态过程的能力。