基于空間途徑的城市生態(tài)安全格局規(guī)劃

　　目前，生態(tài)安全的研究主要集中在生態(tài)安全問題評述及生態(tài)安全評價指標選取等方面㈣，這些研究大多是針對自然區(qū)域或農(nóng)業(yè)生態(tài)安全展開：在城市規(guī)劃領域，城市發(fā)展的生態(tài)安全保障問題已引起重視，  “反規(guī)劃”、非建設用地規(guī)劃、生態(tài)基礎設施規(guī)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(cè)重技術方法的研究，而針對城市生態(tài)安全及其空間格局規(guī)劃尚無系統(tǒng)、全面的研究。

　　1    城市生態(tài)安全及其空間格局

　　生態(tài)安全是維護某一尺度下的生態(tài)環(huán)境不受威脅，并為整個生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的安全和持續(xù)發(fā)展提供生態(tài)保障的狀態(tài)。它包涵兩個層面的含義：一是生態(tài)系統(tǒng)自身的安全；二是生態(tài)系統(tǒng)對于人類社會系統(tǒng)的服務功能。生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)生城市生態(tài)安全概念。城市生態(tài)安全強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)對城市生存、發(fā)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(tài)干擾，是我國城市生態(tài)安全問題的主要誘因。生態(tài)系統(tǒng)安全依賴于“結構一過程一功能”的有機結合、城市生態(tài)安全格局是城市生態(tài)安全的空間存在形式，因而是生態(tài)安全和城市規(guī)劃之問產(chǎn)生對話的有效途徑(圖1)：從空間規(guī)劃的角度可描述為城市生態(tài)安全格局的空間模型：城市復合生態(tài)系統(tǒng)中某種潛存的空間格局，由一些點、線、面的生態(tài)用地及其空間組合構成，對維護城市生態(tài)水平和重要生態(tài)過程起著關鍵性作用的空間格局。

　　2 　城市生態(tài)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(guī)劃學科在其空間規(guī)劃屬性向社會、經(jīng)濟規(guī)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(tài)環(huán)境保護的整體性對策，城市生態(tài)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(guī)劃為途徑，才能科學應對用地增長與環(huán)境保護的問題。例如：通過生態(tài)格局指數(shù)等的研究，為以格局優(yōu)化為主要丁作內(nèi)容的空間規(guī)劃提供支撐。

　　2.2對研究尺度的關注——粒度

　　尺度是景觀生態(tài)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(chǎn)生的哲學根源。同一城市空間運動過程或格局形態(tài)，由于研究粒度的不同會產(chǎn)生不同的結論。圖2是杭州城市生態(tài)格局(局部)，在200×200m的研究粒度下，城市生態(tài)系統(tǒng)中的自然生態(tài)斑塊相對完整，具有大面積的內(nèi)部生境和連續(xù)的邊界，說明城市生態(tài)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(tài)安全重要信息的丟失，因而未能真實反映城市生態(tài)系統(tǒng)的實際安全狀況。選擇科學的研究尺度對于城市生態(tài)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(diào)格局與過程的安全

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

　　3.　城市生態(tài)安全格局規(guī)劃的空間途徑

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

　　空間格局優(yōu)化本身就是城市規(guī)劃工作的主要內(nèi)容，但是由于缺乏對生態(tài)過程與格局關系的認識，在城市規(guī)劃中存在將綠地規(guī)劃“等同于”生態(tài)規(guī)劃的錯誤觀念，導致重要生態(tài)過程的保護被忽視，使生態(tài)格局呈現(xiàn)出一種慨念化、套路化的所渭“點、線、面”網(wǎng)絡格局。基于格局優(yōu)化的規(guī)劃方法以生態(tài)用地的分類研究為基礎，注重探明生態(tài)系統(tǒng)中的重要生態(tài)過程及其空間存在形式．實施格局保護和優(yōu)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(tài)系統(tǒng)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(tài)格局的關系。
　　3.1.2　關鍵地段識別
　　在城市“社會－生態(tài)”過程及問題的分析評價基礎上，識別具有關鍵生態(tài)作用和社會價值的生態(tài)用地，探明城市生態(tài)格局中保證系統(tǒng)健康和服務功能的具有重要意義的生態(tài)用地及其格局。 圖3為根據(jù)彩色航片（1：1.5萬）和數(shù)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(zhèn)的生態(tài)背景與生態(tài)格局的多尺度分析。400×400m粒度的分析顯示：埭溪城鎮(zhèn)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(tài)梯度和減少對生態(tài)基質(zhì)內(nèi)部生境的干擾考慮，未來城鎮(zhèn)應向東發(fā)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(tài)流的循環(huán)空間；200×200m粒度的分析顯示：埭溪鎮(zhèn)的生態(tài)基質(zhì)以山體植被為主。各部分基質(zhì)的邊緣相對完整，生境破碎化的情況微弱，但南北生態(tài)基質(zhì)之間的聯(lián)系相對較弱；100×100m粒度的分析顯示：埭溪鎮(zhèn)的生態(tài)基質(zhì)已出現(xiàn)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(wǎng)的趨勢，因此需要對農(nóng)居點進行嚴格的控制和引導發(fā)展。對不同尺度的生態(tài)分析進行整合，形成如圖4所示的城鎮(zhèn)生態(tài)格局。這是根據(jù)不同的生態(tài)功能形成的多尺度生態(tài)廊道相疊合的生態(tài)格局。生態(tài)廊道的交接點是城鎮(zhèn)生態(tài)格局的戰(zhàn)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(tài)風險的約束因素，將城市用地增量與地區(qū)生態(tài)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(tài)安全格局規(guī)劃提出具體目標。
圖5－6為埭溪鎮(zhèn)的發(fā)展適宜性綜合評價分析和生態(tài)風險因子評價分析。通過地區(qū)生態(tài)風險、發(fā)展適宜性的分析，結合生態(tài)背景與生態(tài)格局的多尺度分析，為城鎮(zhèn)空間發(fā)展及生態(tài)格局規(guī)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(huán)境資源型生態(tài)用地（作為物種生存和水源涵養(yǎng)所必須的自然棲息環(huán)境）、一定數(shù)量的小型生態(tài)斑塊和廊道（用以保護水系和物種流動）。這種格局在生態(tài)功能上具有不可替代性，是生態(tài)安全格局的基礎格局（圖7）。

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

　　以格局優(yōu)化為途徑的生態(tài)安全格局規(guī)劃是目標導向型的規(guī)劃方法，它重現(xiàn)生態(tài)用地的空間格局與重要生態(tài)過程的動態(tài)關系，并通過提出合理的空間格局來調(diào)控城鎮(zhèn)空間增長的空間干擾。

　　3.2　問題規(guī)劃——基于干擾分析的規(guī)劃方法

　　干擾一般指顯著改變系統(tǒng)自然格局的事件，它導致生態(tài)資源與空間格局的改變和重組。通過空間增長對生態(tài)環(huán)境問題相應的人為干擾，或通過有益的人為干擾優(yōu)化生態(tài)格局與過程提供支持。
　　通常的城市規(guī)劃方法往往忽視對空間增長的生態(tài)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(lián)系，而且也完全割斷了山體與水系的生態(tài)過程（如水文過程）。基于干擾分析的生態(tài)安全格局規(guī)劃方法是問題導向型的規(guī)劃方法，針對不同功能的生態(tài)用地，從空間干擾的發(fā)生和影響特征出發(fā)，提出相應的控制對策。城市空間增長對生態(tài)環(huán)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(chǎn)生環(huán)境壓力的干擾等。干擾分析的規(guī)劃方法將干擾的引導或排除作為生態(tài)安全規(guī)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(tài)系統(tǒng)異質(zhì)性，通過生態(tài)用地的格局配置來阻擋不利干擾，進而實現(xiàn)城市生態(tài)安全。
　　基于干擾分析的規(guī)劃方法通過對人為干擾的分析，識別城市生態(tài)系統(tǒng)所受干擾的種類、過程、結果，繼而可以作城市生態(tài)系統(tǒng)空間管理的支持。對城市生態(tài)安全格局的干擾分析包括：建設用地增長過程中，關鍵生態(tài)系統(tǒng)的完整性和可持續(xù)性，主要生態(tài)過程的連續(xù)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(qū)域發(fā)脹規(guī)劃、景觀生態(tài)規(guī)劃等領域的一種不確定性規(guī)劃方法，主要是對未來各種可能性進行探索并尋求實現(xiàn)途徑。其目的不是回答“將會發(fā)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(fā)生和不能發(fā)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(nèi)城市用地增長需求能夠得到最大限度的實現(xiàn)。
　　將湖州市埭溪鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和城鎮(zhèn)發(fā)展與生態(tài)格局規(guī)劃作為兩個預案進行分析比較（圖10－11、表1）。結果顯示，常規(guī)的城鎮(zhèn)總體規(guī)劃方案對地區(qū)生態(tài)背景、生態(tài)格局、生態(tài)廊道等方面的研究和規(guī)劃缺乏針對性的、深入的研究和應對策略；而基于生態(tài)安全格局建構的城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃雖然增加了建設用地規(guī)模，但由于考慮了多尺度生態(tài)廊道、生態(tài)戰(zhàn)略點的保護，確保了城鎮(zhèn)在生態(tài)安全格局框架下的積極發(fā)展。
　　城市生態(tài)安全格局規(guī)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(tài)干擾分析，研究城市增長的空間需求及生態(tài)系統(tǒng)本身的限制因素，以明確城市用地增長的各種生態(tài)限制因素及可供選擇的范圍。top-down方法基于生態(tài)格局優(yōu)化，著眼于控制城市生態(tài)系統(tǒng)的空間結果及其變化的驅(qū)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(guī)劃和問題導向規(guī)劃，將兩種規(guī)劃途徑結合，適應于生態(tài)安全格局研究的針對性、系統(tǒng)性和主動性強的特點。 

　　4.　結語

　　城市生態(tài)安全格局規(guī)劃一方面要沖破城市規(guī)劃學刊的界限，尋求生態(tài)學尤其是景觀生態(tài)學的理論支持，從系統(tǒng)的高度來發(fā)現(xiàn)問題和解決問題；另一方面，城市生態(tài)安全格局規(guī)劃應積極借鑒相關規(guī)劃設計方法及其經(jīng)驗和教訓，如景觀生態(tài)規(guī)劃（Landscape eco-planning）的步驟和方法；預案（scenarios）研究的方法、生態(tài)系統(tǒng)管理的概念和方法。應該認識到，城市生態(tài)安全格局規(guī)劃的具體實施還面臨很多現(xiàn)實問題：1.生態(tài)環(huán)境問題中生物多樣性信息缺乏；2.生態(tài)系統(tǒng)功能的不確定性；3.生態(tài)系統(tǒng)開放性和聯(lián)系性尺度經(jīng)常超越行政管理界限。城市生態(tài)安全格局規(guī)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(xiàn)其規(guī)劃設計的目標?？傊?，城市生態(tài)安全格局規(guī)劃的原則和方法是在不斷發(fā)展的各類規(guī)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(tài)安全提供技術支持。