基于空間途徑的城市生態安全格局規劃

　　目前，生態安全的研究主要集中在生態安全問題評述及生態安全評價指標選取等方面㈣，這些研究大多是針對自然區域或農業生態安全展開：在城市規劃領域，城市發展的生態安全保障問題已引起重視，  “反規劃”、非建設用地規劃、生態基礎設施規劃等都是對這一問題的積極探索。這些研究都是從某一角度，側重技術方法的研究，而針對城市生態安全及其空間格局規劃尚無系統、全面的研究。

　　1    城市生態安全及其空間格局

　　生態安全是維護某一尺度下的生態環境不受威脅，并為整個生態經濟系統的安全和持續發展提供生態保障的狀態。它包涵兩個層面的含義：一是生態系統自身的安全；二是生態系統對于人類社會系統的服務功能。生態系統的服務職能涉及人類社會的許多方面，當這種服務功能指向城市時，即產生城市生態安全概念。城市生態安全強調生態系統對城市生存、發展的保障職能。在快速城市化的背景下，城市用地增長形成的生態干擾，是我國城市生態安全問題的主要誘因。生態系統安全依賴于“結構一過程一功能”的有機結合、城市生態安全格局是城市生態安全的空間存在形式，因而是生態安全和城市規劃之問產生對話的有效途徑(圖1)：從空間規劃的角度可描述為城市生態安全格局的空間模型：城市復合生態系統中某種潛存的空間格局，由一些點、線、面的生態用地及其空間組合構成，對維護城市生態水平和重要生態過程起著關鍵性作用的空間格局。

　　2 　城市生態安全格局研究的特點

　　2.1  空間途徑與定量分析的結合

　　城市規劃學科在其空間規劃屬性向社會、經濟規劃延伸的同時，相關的技術方法也不斷的豐富和完善。作為應對城市空間增長和生態環境保護的整體性對策，城市生態安全格局研究必然要借助定量分析的研究方法和成果，以空間規劃為途徑，才能科學應對用地增長與環境保護的問題。例如：通過生態格局指數等的研究，為以格局優化為主要丁作內容的空間規劃提供支撐。

　　2.2對研究尺度的關注——粒度

　　尺度是景觀生態學的一個重要概念，只講邏輯而不管尺度的無條件推理和無限外延，是許多理論悖謬產生的哲學根源。同一城市空間運動過程或格局形態，由于研究粒度的不同會產生不同的結論。圖2是杭州城市生態格局(局部)，在200×200m的研究粒度下，城市生態系統中的自然生態斑塊相對完整，具有大面積的內部生境和連續的邊界，說明城市生態狀況良好；在100x100m的研究粒度下．可以看出城市空間拓展的干擾造成了高度的生境破碎化。由此可見，200x200m，。的研究粒度導致城市生態安全重要信息的丟失，因而未能真實反映城市生態系統的實際安全狀況。選擇科學的研究尺度對于城市生態安全研究極為重要。一般來說，隨著研究對象范同的擴大，研究尺度呈逐漸增大的趨勢，這意味著組織層次高的城市空間往往需要較大的研究尺度，而大尺度的研究往往導致一些信息被忽略。

　　2.3強調格局與過程的安全

　　生態安全格局規劃希望通過空間格局的建構來實現生態系統的“結構、過程、功能”的有機結合。因此“結構”規劃是實現“過程”與“功能”健康的重要途徑，  “結構”規劃除了要考慮關鍵性的社會要素、生態系統要素（如關鍵性大型生態斑塊）外，更要選擇那些具有重要生態意義的受干擾的生態過程，以及具有重要社會意義的空間過程，以及具有重要社會意義的空間過程（如區域城市協作、城市增長模式、人文景觀保護等），才能實現空間結構與生態過程、功能的有效對接。生態安全格局研究應針對城市發展的空間需求，綜合各種重要的社會過程和生態過程，研究潛在生態影響類型及其累積性后果，為城市空間健康發展指引方向。

　　3.　城市生態安全格局規劃的空間途徑

　　城市生態安全格局規劃是目標規劃與問題規劃的結合，其本質是通過空間途徑實現城市生態格局的優化，并對城市空間增長進行生態干擾的控制和引導。因此，具體規劃方法主要包括基于格局優化的規劃和基于干擾分析的規劃，并可運用預案研究實現目標規劃與問題規劃的有機結合。
　　3．1  目標規劃——基于格局優化的規劃方法

　　空間格局優化本身就是城市規劃工作的主要內容，但是由于缺乏對生態過程與格局關系的認識，在城市規劃中存在將綠地規劃“等同于”生態規劃的錯誤觀念，導致重要生態過程的保護被忽視，使生態格局呈現出一種慨念化、套路化的所渭“點、線、面”網絡格局。基于格局優化的規劃方法以生態用地的分類研究為基礎，注重探明生態系統中的重要生態過程及其空間存在形式．實施格局保護和優化。具體方法如下。
　　3.1.1　背景分析
　　將建設用地作為城市生態系統的活躍斑塊，分析歷史時期自然和人為擾動的特點，以及城市斑塊增長與生態格局的關系。
　　3.1.2　關鍵地段識別
　　在城市“社會－生態”過程及問題的分析評價基礎上，識別具有關鍵生態作用和社會價值的生態用地，探明城市生態格局中保證系統健康和服務功能的具有重要意義的生態用地及其格局。 圖3為根據彩色航片（1：1.5萬）和數字地形圖（1：1萬），借助GIS及GPS定位確定樣方，對湖州市埭溪鎮的生態背景與生態格局的多尺度分析。400×400m粒度的分析顯示：埭溪城鎮建設用地作為人為干擾因素，已深入山體圍合的溝谷地中從維護生態梯度和減少對生態基質內部生境的干擾考慮，未來城鎮應向東發展，并避免建設用地將天目山余脈圍合的溝谷地的出口處阻塞，阻斷各種生態流的循環空間；200×200m粒度的分析顯示：埭溪鎮的生態基質以山體植被為主。各部分基質的邊緣相對完整，生境破碎化的情況微弱，但南北生態基質之間的聯系相對較弱；100×100m粒度的分析顯示：埭溪鎮的生態基質已出現一定程度的破碎化，且散點狀分布的居民點存在蔓延、連接成網的趨勢，因此需要對農居點進行嚴格的控制和引導發展。對不同尺度的生態分析進行整合，形成如圖4所示的城鎮生態格局。這是根據不同的生態功能形成的多尺度生態廊道相疊合的生態格局。生態廊道的交接點是城鎮生態格局的戰略點，應重點保護。

　　3.1.3　風險評估
　　研究城市增長趨勢和生態風險的約束因素，將城市用地增量與地區生態風險防治相結合，并落實在用地格局的空間配置上，為城市生態安全格局規劃提出具體目標。
圖5－6為埭溪鎮的發展適宜性綜合評價分析和生態風險因子評價分析。通過地區生態風險、發展適宜性的分析，結合生態背景與生態格局的多尺度分析，為城鎮空間發展及生態格局規劃提供決策支持。

　　3.1.4　總體布局
　　采取集中與分散相結合的原則，保護和建設大型的環境資源型生態用地（作為物種生存和水源涵養所必須的自然棲息環境）、一定數量的小型生態斑塊和廊道（用以保護水系和物種流動）。這種格局在生態功能上具有不可替代性，是生態安全格局的基礎格局（圖7）。

　　3.1.5　生態屬性規劃
　　宜居現狀用地利用的特點和問題，結合城市空間增長的動態屬性，進一步明確生態優化和社會發展的關系，調整、優化現有生態用地格局，確定城市生態系統及其組分的發展格局和功能。
　　3.1.6　空間屬性規劃
　　將上述的生態和社會需求落實到規劃設計的方案中，即通過生態用地的格局配置，用空間規劃的手段對用地斑塊的屬性和技術指標（如生態用地的大小、形態、邊緣的寬度、長度、復雜度的等）、開發建設時序、保護或改造措施進行明確的規定（圖8）。

　　以格局優化為途徑的生態安全格局規劃是目標導向型的規劃方法，它重現生態用地的空間格局與重要生態過程的動態關系，并通過提出合理的空間格局來調控城鎮空間增長的空間干擾。

　　3.2　問題規劃——基于干擾分析的規劃方法

　　干擾一般指顯著改變系統自然格局的事件，它導致生態資源與空間格局的改變和重組。通過空間增長對生態環境問題相應的人為干擾，或通過有益的人為干擾優化生態格局與過程提供支持。
　　通常的城市規劃方法往往忽視對空間增長的生態干擾分析，如圖9所示，由高程分析推導出的用地布局，導致建設用地對溝谷、岸線空間的“填充”，不僅割斷了山體與水系的空間聯系，而且也完全割斷了山體與水系的生態過程（如水文過程）。基于干擾分析的生態安全格局規劃方法是問題導向型的規劃方法，針對不同功能的生態用地，從空間干擾的發生和影響特征出發，提出相應的控制對策。城市空間增長對生態環境構成的干擾可分為：1.改變過程的干擾；2.直接影響保護目標的干擾；3.間接影響的干擾；4.產生環境壓力的干擾等。干擾分析的規劃方法將干擾的引導或排除作為生態安全規劃的線索，通過保護自然干擾和適度人為干擾來保持城市生態系統異質性，通過生態用地的格局配置來阻擋不利干擾，進而實現城市生態安全。
　　基于干擾分析的規劃方法通過對人為干擾的分析，識別城市生態系統所受干擾的種類、過程、結果，繼而可以作城市生態系統空間管理的支持。對城市生態安全格局的干擾分析包括：建設用地增長過程中，關鍵生態系統的完整性和可持續性，主要生態過程的連續性等。這與干擾分析的類型劃分和層次劃分都是可以對應的。

　　3.3　預案研究

　　預案（scenario）研究是目前廣泛用于區域發脹規劃、景觀生態規劃等領域的一種不確定性規劃方法，主要是對未來各種可能性進行探索并尋求實現途徑。其目的不是回答“將會發生什么”，而是考慮“如果這樣，將會怎樣”。在面臨復雜性和不確定性的問題時，預案研究既能拓展思考范圍，又能收斂以抓住問題的關鍵，從而使不確定性逐漸明晰化。預案研究可歸納出一些不可能發生和不能發生的情況，從而為城市空間增長建立一個空間限制的框架，在這些限制范圍內城市用地增長需求能夠得到最大限度的實現。
　　將湖州市埭溪鎮的城鎮總體規劃和城鎮發展與生態格局規劃作為兩個預案進行分析比較（圖10－11、表1）。結果顯示，常規的城鎮總體規劃方案對地區生態背景、生態格局、生態廊道等方面的研究和規劃缺乏針對性的、深入的研究和應對策略；而基于生態安全格局建構的城鎮發展規劃雖然增加了建設用地規模，但由于考慮了多尺度生態廊道、生態戰略點的保護，確保了城鎮在生態安全格局框架下的積極發展。
　　城市生態安全格局規劃的預案研究方法主要是通過“由下到上（bottom-up）”及”由上到下（top-down）”兩種思路的對接來完成。bottom-up方法基于生態干擾分析，研究城市增長的空間需求及生態系統本身的限制因素，以明確城市用地增長的各種生態限制因素及可供選擇的范圍。top-down方法基于生態格局優化，著眼于控制城市生態系統的空間結果及其變化的驅動力與過程。因此可用于把握和限定城市空間增長預案的方向性及可能性。預案研究的top-down和 bottom-up方式正好對應目標導向規劃和問題導向規劃，將兩種規劃途徑結合，適應于生態安全格局研究的針對性、系統性和主動性強的特點。 

　　4.　結語

　　城市生態安全格局規劃一方面要沖破城市規劃學刊的界限，尋求生態學尤其是景觀生態學的理論支持，從系統的高度來發現問題和解決問題；另一方面，城市生態安全格局規劃應積極借鑒相關規劃設計方法及其經驗和教訓，如景觀生態規劃（Landscape eco-planning）的步驟和方法；預案（scenarios）研究的方法、生態系統管理的概念和方法。應該認識到，城市生態安全格局規劃的具體實施還面臨很多現實問題：1.生態環境問題中生物多樣性信息缺乏；2.生態系統功能的不確定性；3.生態系統開放性和聯系性尺度經常超越行政管理界限。城市生態安全格局規劃應該認識到這些障礙，并設法從方法的不斷改進上去克服它們，才能實現其規劃設計的目標。總之，城市生態安全格局規劃的原則和方法是在不斷發展的各類規劃設計方法基礎之上的又一探索，該原則和方法的不斷研究和完善將為城市生態安全提供技術支持。