基于空间途径的城市生态安全格局规划

　　目前，生态安全的研究主要集中在生态安全问题评述及生态安全评价指标选取等方面㈣，这些研究大多是针对自然区域或农业生态安全展开：在城市规划领域，城市发展的生态安全保障问题已引起重视，  “反规划”、非建设用地规划、生态基础设施规划等都是对这一问题的积极探索。这些研究都是从某一角度，侧重技术方法的研究，而针对城市生态安全及其空间格局规划尚无系统、全面的研究。

　　1    城市生态安全及其空间格局

　　生态安全是维护某一尺度下的生态环境不受威胁，并为整个生态经济系统的安全和持续发展提供生态保障的状态。它包涵两个层面的含义：一是生态系统自身的安全；二是生态系统对于人类社会系统的服务功能。生态系统的服务职能涉及人类社会的许多方面，当这种服务功能指向城市时，即产生城市生态安全概念。城市生态安全强调生态系统对城市生存、发展的保障职能。在快速城市化的背景下，城市用地增长形成的生态干扰，是我国城市生态安全问题的主要诱因。生态系统安全依赖于“结构一过程一功能”的有机结合、城市生态安全格局是城市生态安全的空间存在形式，因而是生态安全和城市规划之问产生对话的有效途径(图1)：从空间规划的角度可描述为城市生态安全格局的空间模型：城市复合生态系统中某种潜存的空间格局，由一些点、线、面的生态用地及其空间组合构成，对维护城市生态水平和重要生态过程起着关键性作用的空间格局。

　　2 　城市生态安全格局研究的特点

　　2.1  空间途径与定量分析的结合

　　城市规划学科在其空间规划属性向社会、经济规划延伸的同时，相关的技术方法也不断的丰富和完善。作为应对城市空间增长和生态环境保护的整体性对策，城市生态安全格局研究必然要借助定量分析的研究方法和成果，以空间规划为途径，才能科学应对用地增长与环境保护的问题。例如：通过生态格局指数等的研究，为以格局优化为主要丁作内容的空间规划提供支撑。

　　2.2对研究尺度的关注——粒度

　　尺度是景观生态学的一个重要概念，只讲逻辑而不管尺度的无条件推理和无限外延，是许多理论悖谬产生的哲学根源。同一城市空间运动过程或格局形态，由于研究粒度的不同会产生不同的结论。图2是杭州城市生态格局(局部)，在200×200m的研究粒度下，城市生态系统中的自然生态斑块相对完整，具有大面积的内部生境和连续的边界，说明城市生态状况良好；在100x100m的研究粒度下．可以看出城市空间拓展的干扰造成了高度的生境破碎化。由此可见，200x200m，。的研究粒度导致城市生态安全重要信息的丢失，因而未能真实反映城市生态系统的实际安全状况。选择科学的研究尺度对于城市生态安全研究极为重要。一般来说，随着研究对象范同的扩大，研究尺度呈逐渐增大的趋势，这意味着组织层次高的城市空间往往需要较大的研究尺度，而大尺度的研究往往导致一些信息被忽略。

　　2.3强调格局与过程的安全

　　生态安全格局规划希望通过空间格局的建构来实现生态系统的“结构、过程、功能”的有机结合。因此“结构”规划是实现“过程”与“功能”健康的重要途径，  “结构”规划除了要考虑关键性的社会要素、生态系统要素（如关键性大型生态斑块）外，更要选择那些具有重要生态意义的受干扰的生态过程，以及具有重要社会意义的空间过程，以及具有重要社会意义的空间过程（如区域城市协作、城市增长模式、人文景观保护等），才能实现空间结构与生态过程、功能的有效对接。生态安全格局研究应针对城市发展的空间需求，综合各种重要的社会过程和生态过程，研究潜在生态影响类型及其累积性后果，为城市空间健康发展指引方向。

　　3.　城市生态安全格局规划的空间途径

　　城市生态安全格局规划是目标规划与问题规划的结合，其本质是通过空间途径实现城市生态格局的优化，并对城市空间增长进行生态干扰的控制和引导。因此，具体规划方法主要包括基于格局优化的规划和基于干扰分析的规划，并可运用预案研究实现目标规划与问题规划的有机结合。
　　3．1  目标规划——基于格局优化的规划方法

　　空间格局优化本身就是城市规划工作的主要内容，但是由于缺乏对生态过程与格局关系的认识，在城市规划中存在将绿地规划“等同于”生态规划的错误观念，导致重要生态过程的保护被忽视，使生态格局呈现出一种慨念化、套路化的所渭“点、线、面”网络格局。基于格局优化的规划方法以生态用地的分类研究为基础，注重探明生态系统中的重要生态过程及其空间存在形式．实施格局保护和优化。具体方法如下。
　　3.1.1　背景分析
　　将建设用地作为城市生态系统的活跃斑块，分析历史时期自然和人为扰动的特点，以及城市斑块增长与生态格局的关系。
　　3.1.2　关键地段识别
　　在城市“社会－生态”过程及问题的分析评价基础上，识别具有关键生态作用和社会价值的生态用地，探明城市生态格局中保证系统健康和服务功能的具有重要意义的生态用地及其格局。 图3为根据彩色航片（1：1.5万）和数字地形图（1：1万），借助GIS及GPS定位确定样方，对湖州市埭溪镇的生态背景与生态格局的多尺度分析。400×400m粒度的分析显示：埭溪城镇建设用地作为人为干扰因素，已深入山体围合的沟谷地中从维护生态梯度和减少对生态基质内部生境的干扰考虑，未来城镇应向东发展，并避免建设用地将天目山余脉围合的沟谷地的出口处阻塞，阻断各种生态流的循环空间；200×200m粒度的分析显示：埭溪镇的生态基质以山体植被为主。各部分基质的边缘相对完整，生境破碎化的情况微弱，但南北生态基质之间的联系相对较弱；100×100m粒度的分析显示：埭溪镇的生态基质已出现一定程度的破碎化，且散点状分布的居民点存在蔓延、连接成网的趋势，因此需要对农居点进行严格的控制和引导发展。对不同尺度的生态分析进行整合，形成如图4所示的城镇生态格局。这是根据不同的生态功能形成的多尺度生态廊道相叠合的生态格局。生态廊道的交接点是城镇生态格局的战略点，应重点保护。

　　3.1.3　风险评估
　　研究城市增长趋势和生态风险的约束因素，将城市用地增量与地区生态风险防治相结合，并落实在用地格局的空间配置上，为城市生态安全格局规划提出具体目标。
图5－6为埭溪镇的发展适宜性综合评价分析和生态风险因子评价分析。通过地区生态风险、发展适宜性的分析，结合生态背景与生态格局的多尺度分析，为城镇空间发展及生态格局规划提供决策支持。

　　3.1.4　总体布局
　　采取集中与分散相结合的原则，保护和建设大型的环境资源型生态用地（作为物种生存和水源涵养所必须的自然栖息环境）、一定数量的小型生态斑块和廊道（用以保护水系和物种流动）。这种格局在生态功能上具有不可替代性，是生态安全格局的基础格局（图7）。

　　3.1.5　生态属性规划
　　宜居现状用地利用的特点和问题，结合城市空间增长的动态属性，进一步明确生态优化和社会发展的关系，调整、优化现有生态用地格局，确定城市生态系统及其组分的发展格局和功能。
　　3.1.6　空间属性规划
　　将上述的生态和社会需求落实到规划设计的方案中，即通过生态用地的格局配置，用空间规划的手段对用地斑块的属性和技术指标（如生态用地的大小、形态、边缘的宽度、长度、复杂度的等）、开发建设时序、保护或改造措施进行明确的规定（图8）。

　　以格局优化为途径的生态安全格局规划是目标导向型的规划方法，它重现生态用地的空间格局与重要生态过程的动态关系，并通过提出合理的空间格局来调控城镇空间增长的空间干扰。

　　3.2　问题规划——基于干扰分析的规划方法

　　干扰一般指显著改变系统自然格局的事件，它导致生态资源与空间格局的改变和重组。通过空间增长对生态环境问题相应的人为干扰，或通过有益的人为干扰优化生态格局与过程提供支持。
　　通常的城市规划方法往往忽视对空间增长的生态干扰分析，如图9所示，由高程分析推导出的用地布局，导致建设用地对沟谷、岸线空间的“填充”，不仅割断了山体与水系的空间联系，而且也完全割断了山体与水系的生态过程（如水文过程）。基于干扰分析的生态安全格局规划方法是问题导向型的规划方法，针对不同功能的生态用地，从空间干扰的发生和影响特征出发，提出相应的控制对策。城市空间增长对生态环境构成的干扰可分为：1.改变过程的干扰；2.直接影响保护目标的干扰；3.间接影响的干扰；4.产生环境压力的干扰等。干扰分析的规划方法将干扰的引导或排除作为生态安全规划的线索，通过保护自然干扰和适度人为干扰来保持城市生态系统异质性，通过生态用地的格局配置来阻挡不利干扰，进而实现城市生态安全。
　　基于干扰分析的规划方法通过对人为干扰的分析，识别城市生态系统所受干扰的种类、过程、结果，继而可以作城市生态系统空间管理的支持。对城市生态安全格局的干扰分析包括：建设用地增长过程中，关键生态系统的完整性和可持续性，主要生态过程的连续性等。这与干扰分析的类型划分和层次划分都是可以对应的。

　　3.3　预案研究

　　预案（scenario）研究是目前广泛用于区域发胀规划、景观生态规划等领域的一种不确定性规划方法，主要是对未来各种可能性进行探索并寻求实现途径。其目的不是回答“将会发生什么”，而是考虑“如果这样，将会怎样”。在面临复杂性和不确定性的问题时，预案研究既能拓展思考范围，又能收敛以抓住问题的关键，从而使不确定性逐渐明晰化。预案研究可归纳出一些不可能发生和不能发生的情况，从而为城市空间增长建立一个空间限制的框架，在这些限制范围内城市用地增长需求能够得到最大限度的实现。
　　将湖州市埭溪镇的城镇总体规划和城镇发展与生态格局规划作为两个预案进行分析比较（图10－11、表1）。结果显示，常规的城镇总体规划方案对地区生态背景、生态格局、生态廊道等方面的研究和规划缺乏针对性的、深入的研究和应对策略；而基于生态安全格局建构的城镇发展规划虽然增加了建设用地规模，但由于考虑了多尺度生态廊道、生态战略点的保护，确保了城镇在生态安全格局框架下的积极发展。
　　城市生态安全格局规划的预案研究方法主要是通过“由下到上（bottom-up）”及”由上到下（top-down）”两种思路的对接来完成。bottom-up方法基于生态干扰分析，研究城市增长的空间需求及生态系统本身的限制因素，以明确城市用地增长的各种生态限制因素及可供选择的范围。top-down方法基于生态格局优化，着眼于控制城市生态系统的空间结果及其变化的驱动力与过程。因此可用于把握和限定城市空间增长预案的方向性及可能性。预案研究的top-down和 bottom-up方式正好对应目标导向规划和问题导向规划，将两种规划途径结合，适应于生态安全格局研究的针对性、系统性和主动性强的特点。 

　　4.　结语

　　城市生态安全格局规划一方面要冲破城市规划学刊的界限，寻求生态学尤其是景观生态学的理论支持，从系统的高度来发现问题和解决问题；另一方面，城市生态安全格局规划应积极借鉴相关规划设计方法及其经验和教训，如景观生态规划（Landscape eco-planning）的步骤和方法；预案（scenarios）研究的方法、生态系统管理的概念和方法。应该认识到，城市生态安全格局规划的具体实施还面临很多现实问题：1.生态环境问题中生物多样性信息缺乏；2.生态系统功能的不确定性；3.生态系统开放性和联系性尺度经常超越行政管理界限。城市生态安全格局规划应该认识到这些障碍，并设法从方法的不断改进上去克服它们，才能实现其规划设计的目标。总之，城市生态安全格局规划的原则和方法是在不断发展的各类规划设计方法基础之上的又一探索，该原则和方法的不断研究和完善将为城市生态安全提供技术支持。