基于生態基礎設施的城市空間發展格局

1　背景

　　臺州市位于浙江中部沿海，市域陸地面積9413平方公里，人口546萬。市區1536平方公里是本研究的主要范圍，由椒江、路橋、黃巖3個區位核心構成，空間上呈三足之勢,現狀市區城鎮戶籍人口65.7萬。
　　臺州市屬亞熱帶季風氣候區，臺風和洪澇災害頻繁。區域內有豐富的山林景觀，三個建成區圍繞的綠心是臺州自然景觀的一大特色；境內大小河流有700多條,河塘水網密布,濕地豐富。在漫長的農耕時代，因為其對農耕環境的生態意義，這個山林與水網景觀系統一直得到良好的呵護并被編織入鄉土景觀之中。
　　臺州文化景觀豐富，包括宗教文化景觀、海塘水閘等工程設施景觀、歷史建筑和街區等。黃巖蜜桔是獨特自然條件和千百年來人類活動的共同產物，大片的柑橘園成為一大鄉土景觀特色。
　　八十年代以來，臺州經濟快速增長，是目前中國市場經濟和城市化最活躍的地區之一，是中小企業集群發展的典型。正是在這樣的背景下，城市擴張基本上由單一經濟發展所推動，混亂的城市擴張使大地景觀喪失生態的完整性和地域特色（圖-01）。《論“反規劃”》一文中提到得有關城市和環境問題，在臺州都有充分的反映。因此，以臺州作為 “反規劃”案例，具有典型意義。

2　目標和方法

　　通過建立一個生態基礎設施（EI），來保障關鍵的自然和文化過程的安全和健康，維護大地景觀的生態完整性和地域特色，并為城市居民提供持續的生態服務。這個EI將作為區域和城市規劃設計的基礎，并引導和框限城市的空間形態和格局(圖-02)。生態基礎設施通過三個尺度來建立：宏觀，中觀，微觀(圖-02)。
　　這三個尺度上的EI規劃和設計分別與城市發展建設規劃（“正規劃”）的總體規劃和城鎮體系規劃階段、分區規劃和控制性規劃階段、以及修建性詳細規劃等各個階段相對應（表1），并分別成為各個建設規劃階段的基礎。

表1“反規劃”與“正規劃”的空間關系
Table-1 Comparisons Between Conventional Approach and Negative Planning

尺度	反規劃（區域和城市EI規劃）	正規劃（城鄉建設物質空間規劃）
宏觀 （>100平方公里）	區域EI總體規劃：在什么地方不可建設。引導和框限城市整體空間格局	城鎮體系規劃和城市總體規劃：在什么地方建設什么
中觀 （>10平方公里）	如何控制不建設區域和景觀元素，包括：（1）城市分區EI；（2）主要EI元素，如生態廊道的控制性規劃。作為建立城市內部結構和進行形態控制的基礎。	分區規劃和控制性詳細規劃：如何進行建設
微觀 （<10平方公里）	地段EI修建性規劃和設計： 包括（1）通過地段城市綜合設計，使區域和城市EI的服務功能導入城市機體內部；（2）進行EI的局部設計以最大發揮EI的服務功能，作為地段城市土地利用的基礎	城市地段控制性規劃和修建性詳細規劃：建設成什么樣子

3　基于EI的臺州城市空間發展格局

3.1　宏觀：EI總體規劃及基于EI的城市總體空間發展格局

　　這一階段對應“正規劃”的總體規劃和城鎮體系規劃階段。主要內容是在區域尺度上，通過景觀過程的分析和景觀安全格局（Security pattern, 簡稱SP）的判別（Yu, 1996;俞孔堅,1998,1999），綜合自然、生物和人文過程的安全格局建立區域EI。形態上呈現為完整、連續的景觀網絡，它們在整體上維護著多種過程的安全和健康，為城市提供可持續的生態服務，包括免受洪澇災害、保障多樣化的生物和生命過程、可持續的遺產保護和游憩體驗以及良好的視覺體驗。具體步驟包括：
　　第一步、確定主要的景觀過程；
　　第二步、針對以上各種過程，建立景觀安全格局(SP)；
　　第三步、宏觀區域EI的整合；
　　第四步、基于不同水平的EI，進行城市發展空間格局的情景模擬；
　　第五步、比較評價多種城市發展空間格局的效益和可行性，并選擇適宜格局。

3.1.1　確定主要的景觀過程，它們是區域EI所要保障目標

　　根據臺州的自然和人文過程的特點，區域EI的建立，主要考慮維護下列過程的安全：
　　(1) 非生物過程：洪水和雨洪管理；
　　(2) 生物過程：生物多樣性保護；
　　(3)文化過程：包括鄉土文化遺產和文化景觀保護和游憩過程。

3.1.2　建立景觀安全格局

　　（1）洪水安全格局
　　洪澇在臺州平繁發生，水泥高壩通常被作為防洪的工事。依賴工程途經的治水傳統在國際上已經受到了普遍質疑，開放式的防洪和雨洪管理途經正在被各國所嘗試（Mitsch，1995；Tilley and Brown，1998；Petersen，1999；Islam，2001；戴昌達，唐伶俐，等，1998，劉志民，2000；董哲仁，2004；金衛斌，雷慰慈，2000）。
　　本工作強調：在不設防洪堤壩的前提下，如何避免洪水災害和進行雨洪管理。通過水文過程的模擬，判別洪水安全格局，它們由關鍵性的低洼地、濕地、河流網絡和湖泊、潛在的濕地和滯洪區構成。基于不同的安全水平，形成三種防洪安全格局（圖-03）：
　　低安全水平洪水SP，10年一遇的洪水淹沒區；
　　中安全水平洪水SP，20年一遇的洪水淹沒區；
　　高安全水平洪水SP，50年一遇的洪水淹沒區。

　　（2）生物多樣性保護安全格局
　　通過選擇指示物種，基于地形和地物圖，進行適宜性分析，判別現狀和潛在的棲息地。同時，利用GIS模型和運用景觀生態學原理，分析棲息地之間的關系，規劃一個景觀生態網路，這便是一個對生物多樣性保護具有關鍵意義的景觀安全格局 (Yu,1996;俞孔堅,1998,1999)。
　　在這一景觀安全格局中，標明戰略點、關鍵性的區域和通道，它們將是管理和設計所需要特別關注的地方。特別是在一些市政基礎設施與生態網絡相交叉或重疊的地方，則需要特別的景觀設計，如建立穿越高速道路的動物綠色通道。關于這方面的研究，景觀生態學，特別是道路生態學提供了有力的依據（Forman, 1995; Forman, et al, 2002）。
　　基于不同的生物保護安全水平，形成三種生物多樣性保護景觀安全格局（圖-04，05）：
　　低安全水平生物多樣性保護SP，保護最基本的指示物種棲息地；
　　中安全水平生物多樣性保護SP，保護現有棲息地并建立相互之間的聯系；
　　高安全水平生物多樣性保護SP，同時保護現有和潛在棲息地，并建立相互之間的聯系。

　　（3）文化遺產景觀安全格局
　　通過遺產廊道和遺產景觀網絡、以及建立線形文化線路方式來進行遺產點的保護對維護和利用鄉土景觀具有高效性，目前已成為國際文化遺產保護的一個前沿領域（Fabos,1995；Searns, 1995； Zube,1995；王志芳 孫鵬，2001；俞孔堅，2005）。在臺州案例中，被列為文物保護單位的和沒有被列為保護單位的鄉土文化景觀都應成為遺產保護的對象（源）。基于空間阻力（與地形和地物有關），建立遺產地之間的空間聯系，形成一個以游憩和教育為目的的文化遺產網絡（俞孔堅，李偉等，2005）。
　　基于不同的遺產保護安全水平，形成三種遺產保護安全格局（圖-06）：
　　低安全水平遺產保護SP，使每個孤立的遺產點都能得到最低限度的保護；
　　中安全水平遺產保護SP，保護每個遺產點，并建立相互之間的聯系，形成遺產景觀網路；
　　高安全水平遺產保護SP，保護每個遺產點，并建立足夠的緩沖地帶，同時建立相互之間的聯系，形成遺產景觀網路。

　　（4）游憩景觀安全格局
　　本研究中，游憩被當作人在景觀中需要克服阻力的一個過程，濕地、森林、水體和文化景觀是游憩活動的源或吸引物。基于這些景觀元素的游憩價值評價和可達性、以及游憩源之間的空間聯系，建立游憩景觀安全格局。基于不同的游憩資源保護目標和游憩環境水平（安全水平）,形成三種游憩景觀安全格局，并在此基礎上，規劃游憩網絡（圖-07）：
　　低安全游憩SP，每個孤立的游憩源都能得到保護，并能到達；
　　中安全游憩SP，每個孤立的游憩源都能得到保護，并能到達，同時建立相互之間的連續通道，形成一個游憩景觀網絡；
　　高安全游憩SP，將所有游憩源聯系在一起，并通過建立更大范圍的緩沖區，形成一個更為理想的游憩景觀網絡。

3.1.3　宏觀區域EI的整合

　　區域EI是通過將洪水安全格局、生物保護安全格局、文化遺產保護安全格局以及游憩景觀安全格局疊加整合而成的。根據安全水平的不同，形成低、中、高三種質量的EI方案。它們將指導城市空間擴展并成為城市空間形態的基本框限（圖-08）。

3.1.4　基于EI的城市發展空間格局情景模擬

　　以三種不同水平的EI作為不可建設的剛性框架，定義出城市發展建設的“答案空間”，借助GIS 技術對城市的空間擴張進行模擬，得到三種模式：
　　（1） 蔓延改良式(圖-09)：這是相對于沒有EI框限下的城市空間蔓延模式而言的（圖-01），是建立在低安全水平EI上的城市空間擴張格局。基本形態為在城市建筑和硬地基底上，鑲嵌著一個綠色的、連續的生態網絡。在這種模式下，城市的可建設空間足以容納500萬人口，也就是說，只要能保護好基本的EI，即使臺州市從目前的65.7萬城鎮人口擴大到500萬人（接近目前547萬的市域總人口），臺州市區域景觀的生態完整性和地域特色能得到最低限度的維持，每個市民能持續獲得較低限度的生態服務。
　　（2）組團式 (圖-10)：建立在中等安全水平EI上的城市空間擴張格局。基本形態為在城市建筑和硬地基底上，鑲嵌著一個綠色的、連續的、更為完整的生態網絡；建成區被綠色切割成黃巖和椒江－路橋兩大組團，以及一些小組團。在這種模式下，城市的最大人口容量是300萬，仍然遠遠高于以往城市總體規劃的估計2010年的90萬， 2020的130萬和2030年的150萬。所以，建立在中等EI基礎上的城市不但能夠完全滿足長遠的城市發展需求，而且內能有一個較為理想的區域EI，給每個城市居民提供持續的、良好的生態服務。
　　（3）分散式 (圖-11): 基于高質量EI的城市空間擴張格局。基本形態為在綠色的自然系統基底上，分散著城市建筑群．在這種模式下，城市的最大人口容量是200多萬，仍然高于城市發展可能達到的人口數。所以，建立在高標準EI基礎上的城市仍然具有可能性，是一個自然基質中的理想城市．但這并不是說這種城市模式是最好的，因為，它必須同時受到社會經濟標準的檢驗。

3.1.5　比較多種城市發展空間格局的效益和可行性，并選擇適宜格局
 
　　對上述三種城市空間發展格局進行多目標的比較,除了檢驗其對“反規劃”所優先考慮的四種過程的保障程度外，還需檢驗城市空間格局對交通和其他它市政基礎設施的經濟性，以及城市運轉的經濟性等關鍵方面進行比較評價(表-2)。評價通過組織專家和決策者進行，即所謂的德爾菲法（Field and MacGregor,1987; Georgantzas and Acar, 1995;Pease and Coughlin,1996;）。最后，基于綜合的評價和可行性比較，選擇基于中標準EI的組團式。 這是一個具有良好EI、生態環境和經濟效益相對均衡的發展模式。中標準EI因此也將作為一個綠線控制的“負規劃”，體現為具有法律效應的區域EI的綠線進入立法程序（目前正在報請臺州市人民代表大會討論）。同時，進一步的技術工作是制定規劃管理導則來使區域EI付諸實施。

表-2多種城市空間發展模式情景比較
Table-2 Comparisons Among EI Based Alternative Development Scenarios 

	常規蔓延式 未考慮EI	蔓延改良式 基于低標準EI	組團式 基于中標準EI	分散式 基于高標準EI
防洪安全	洪水威脅頻繁，成本最高	防洪標準較低，成本較高	防洪標準較高，成本較低	防洪標準最高，成本最低
生物棲息地保護	生物棲息地受到嚴重破壞	最低限度保障了區域和城市內的生物棲息地和遷徙網絡	較好地維護了關鍵性的棲息地和遷徙網絡，是生物多樣性能逐年提高	生物棲息地和生物多樣性在城市內得到很好的保護， 但在同樣城市規模下，區域景觀的破碎化加強，從而不利于區域生態系統的完整性
文化遺產保護與地域景觀特色	只有被列入文物保護單位的文化遺產點得到孤立地保護，幾乎完全喪失地域景觀特色	較全面地保護了文物保護單位和鄉土文化景觀，并在有限范圍內建立遺產保護和利用網絡，地域景觀特色得到較低限度的保護	全面地保護了文物保護單位和鄉土文化景觀，并在較大范圍內建立一個遺產保護和利用網絡，地域景觀特色得到較好的保護	全面地保護了文物保護單位和鄉土文化景觀，并在很大范圍內建立一個遺產保護和利用網絡, 地域景觀特色得到最好的保護
游憩功能	城區游憩資源破壞殆盡，城郊游憩景觀可達性差	城區游憩資源得到最低限度的保護和利用，并與城郊游憩景觀建立基本的聯系	城區游憩資源得到良好的保護和利用，并與城郊游憩景觀形成完整的、連續的網絡	將城區和區域的游憩觀融入區域的區域景觀基質，具有最好的可達性和最好的保護和可利用狀態
交通功能	1.交通環線成為城市發展的脊粱，三區聯系最為緊密； 2.全市同區域的交通網絡連通接口便于設置	1.主城區之間聯系較弱。 2.各自具有對外聯系接口，不容易統一	1.較為獨立的黃巖，和椒江－路橋區利用各自優勢組織交通，但兩片間聯系相對比較弱， 2.各自具有對外聯系接口	1.各小組團之間會形成大量相互的交通聯系。但主城區之間聯系相對較弱； 2.區域尺度上難以安排統一的對外聯系接口
市政基礎設施投入和效益	基礎設施的集約利用效率最高，工程投資少見效快	基礎設施的集約利用效率相對較高，工程投資少見效快	椒江-路橋區基礎設施容易統一和協調。黃巖基礎設施相對自我完善。基礎設施配置可以兼顧效率與公平，工程投資少見效快	基礎設施的規模效益相對最低，建設工程量比較大，成本最高
近遠期城市開發的經濟效益	符合經濟增長規律和城市地價規律。近期建設和運營的成本最低，效益最好。但長遠來看，隨著居民對環境質量和居住要求的提高，城市的經濟性也將隨之下降，可持續性差	與常規蔓延式相比,近期城市具有經濟高效的優點,同時能較好地維持城市整體環境質量,具有可持續發展所必需的生態環境	試圖在經濟效益、生態效益、社會效益之間尋找平衡點，近期有利于經濟的整合與提升，總體上較為經濟，同時為長遠的可持續發展創造良好的生態環境	單個組團規模不足，城區分散使土地利用效率相對最低，維持城市生活方式的成本也相對最高。近期總體最不經濟，但隨著居民對環境質量和居住要求的提高，經濟性也將會隨之有一定的上升

3.2　中觀：EI的控制性規劃

　　在中觀尺度上制定EI的控制性規劃，它們將作為城市建設分區規劃和城市地段控制性規劃的先決條件，主要內容分為兩種情況：
　　（1）在城市或城市分區尺度上（10平方公里以上），在總體EI基礎上，對EI的分布作進一步的明確，包括明確EI的具體位置、控制范圍（劃定綠線）、各個EI局部的主要功能、可干預的程度及方式，并制定相應的實施導則以指導地段的保護和建設設計。
　　（2）對總體EI的構成元素，特別是EI廊道（包括生態廊道、遺產廊道、游憩廊道）或斑塊，根據其總體功能和結構要求進行控制性規劃，以明確具體位置、控制范圍和可干預的程度和方式。并制定相應的實施導則以指導地段的設計。
　　在臺州案例中，分別對三個城市分區制定了分區EI控制性規劃和導則；并制定了四條典型廊道（椒江、永寧江、西江和洪家場浦）的控制性規劃和性導則。本文著重展示其中的永寧江廊道的控制性規劃。這是一條兼有防洪、生物保護、遺產保護、游憩等多種功能的廊道。廊道的控制以沿江的景觀分類為基礎，根據每一地段的地形、植被、農業及文化遺產、城市未來發展的關系以及功能需要為目標，分別制定規劃導則，這一導則將作為微觀城市土地開發和EI管理的前提條件（圖-12）。

2.3　微觀EI及基于EI的地段城市設計

　　探討如何將區域和中觀尺度上EI的生態服務功能，導引到城市肌理內部,讓EI的各種服務功能惠及每一個城市居民，并檢驗“反規劃”途徑的可行性及其與現行城市土地開發模式的兼容性。微觀EI將作為城市建設的修建性詳細規劃的依據。范圍一般在10平方公里以下的具體地段或EI的局部（表-1）。
　　局部EI的詳細設計案例見已建成的永寧江生態恢復工程（俞孔堅 等，2005），本文只介紹基于EI的城市地段土地開發模式。所選的特定地段位于永寧江兩岸的城市邊緣帶（圖-02）， 永寧江是主要一條的區域EI廊道。遵循中觀尺度上關于該廊道的管理和設計導則,探討“反規劃”理念下，在該地段進行城市土地利用的多種可能性，得出三種可能的模式：片層模式，網格模式，水鄉模式（表-3；圖-13，14，15）。
　　每個模式都有各自的特點，但同時都有一個共同點，即它們都是建立在一個完整的EI之上的,它們從微觀尺度上注解了基于“反規劃”和EI定義城市空間形態的多種可能性。它們將提供給決策者和開發商參考。

表-3微觀尺度上基于EI的城市土地開發模式和城市形態
Table-3 Urban Land Development Pattern Based On EI

	方案特色	出發點和目標
片層模式	1.片層結構，梳理和導引生態服務功能；人工與自然系統如“三明治”結構交替變化，和諧共生； 2.模式單元，便于土地市場化開發和混合型城市地段的形成； 3.動態遞進，便于分期開發.	完善和充分利用永寧江廊道的生態服務功能，并將其導入城市肌體； 檢驗“反規劃”途徑與市場化、混合型的城市開發過程的兼容性
網格模式	1.“負”格網結構,即以EI引導和框限城市開發，而非傳統的道路網為先導的城市開發； 2.清晰的“綠干、枝、葉”EI,鑄就明晰的城市格局； 3．模數化的開發系統，簡潔而不失多樣性	1.通過EI網格方式,將EI導入城市肌理; 2.檢驗“反規劃”和EI途徑與傳統網格模式的相容性
水鄉模式	1.化整為零的過洪斷面;通過將一條大河分流為十條小水巷，化解雨洪為清流，并成為健康的生態服務，流入城市肌理，而非通常的裁彎取直和高壩防洪； 2.新江南水巷, 在現代城市的高密度和高強度開發條件下和現代生活方式下，重現水鄉景觀和生活	檢驗在城市地段上如何使“反規劃”與防洪功能、江南水鄉城市格局相兼容

結論與討論

　　“反規劃”不是簡單的“綠地優先”，更不是反對規劃，而是一種應對快速城市化和城市發展不確定性條件下如何進行城市空間發展的系統途徑；與通常的“人口-性質-布局”的規劃方法相反，“反規劃”強調生命土地的完整性和地域景觀的真實性是城市發展的基礎。臺州案例表明，地球上有足夠的地方進行城市建設，我們沒有必要與洪水過程爭空間，也完全可以給生物、文化遺產以及游憩活動以更多的空間；我們甚至可以不用盲目的犧牲更多的土地來地保護這些自然和人文過程及遺產，我們更需要通過解讀土地，精明地為這些過程和資源建立綜合的、安全高效的格局或戰略性的結構（EI），然后在這些EI定義的答案空間里進行城市開發；我們也完全可以謹慎地使用，甚至不用工程措施（如河流的裁彎曲直、水泥堤岸防洪工程），來保障城市的生態安全。實現生態與人文理想的城市，有賴于科學和道義的結合。規劃的科學性源于對城市發展的不確定性的把握，而道義則體現在對生命土地的關懷，包括對土地上的非生物過程、生物過程、地域的歷史文化過程的關懷。

[注] 
研究參與人員：北京大學景觀設計學研究院：俞孔堅，李迪華，劉海龍、韓西麗、張蕾、李偉、李春波、裴丹、黃剛、方琬麗、姜斌、朱強、郭凌云、王建武、楊江妮、王瀟瀟。
臺州市規劃局： 程進、吳志恒、陳桂秋、顧群、沈磊。

[作者簡介]
俞孔堅，北京大學景觀設計學研究院教授
李迪華，北京大學景觀設計學研究院講師
劉海龍，北京大學景觀設計學研究院博士
程　進，臺州市規劃局局長

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圖-01 問題: 臺州城市的擴張及普遍存在的問題,生態完整性和地域特色的喪失
Figure-01 The issue: The urban sprawl of Taizhou city, the loss of ecological integrity and local cultural identity

圖-02 目標和方法: 建立生態基礎設施,保障自然和人文過程的安全和健康,維護土地的確生態完整性和地域特色,為城市居民提供持續的生態服務.
Figure-02 The objectives and methodology: build an ecological infrastructure (EI) to safeguard the natural, biological and cultural processes and secure the integrity and identity of the landscape, and provide sustaining ecosystem services to the city.

圖-03 宏觀:洪水安全格局
Figure-03 Large scale: security patterns of flood control.

圖-04 宏觀:生物多樣性保護安全格局
Figure -04 Large scale: security patterns for biodiversity conservation.

圖-05 宏觀:規劃完善生物多樣性保護安全格局
Figure-05 Large scale: Planned landscape security pattern for biodiversity conservation.

圖-06 宏觀:文化遺產保護安全格局
Figure-06 Large scale: security pattern for cultural heritage protection.

圖-07 宏觀:游憩景觀安全格局
Figure-07 Large scale: security pattern for recreation. 

圖-08 宏觀:區域生態基礎設施
Figure-08 Large scale: overall regional ecological infrastructure. 

圖-09 城市增長情景:蔓延改良式, 基于低安全水平EI的城市空間發展格局,能最大容納500萬人口,并能保障關鍵的景觀格局并使城市獲得基本的生態服務
Figure-09 Urban growth scenario: the adjusted sprawl. At a lower security level, the EI will allow the city to accommodate a maximum population of 5 millions, and yet still keep a minimum critical landscape structure in safeguarding the integrity and identity of the landscape, and provide minimum ecosystem services. 

圖-10 城市增長情景:組團式,基于中等安全水平的EI
Figure -10 Urban growth scenario: the aggregated urban pattern based on the EI at a medium security level.

圖-11 城市增長情景:分散式,基于高安全水平的EI
Figure-11 Urban growth scenario: the scattered, the urban pattern based on the EI at a higher security level.

圖-12 中觀: EI廊道設計導則
Figure-12 Medium scale: EI corridor design guidelines

圖-13 微觀, 基于EI的城市開發模式: 片層模式
Figure-13 Small scale, urban development based on EI : the slice alternative

圖-14 微觀, 基于EI的城市開發模式: 網格模式
Figure-14 Small scale, urban development based on EI : The grid alternative.

圖-15 微觀, 基于EI的城市開發模式: 水鄉模式 
Figure -15 Small scale, urban development based on EI: The water town alternative