河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建

邹 泉 胡艳芳 田国行

(河南农业大学林学院，河南 郑州 450002)

河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建

邹 泉 胡艳芳 田国行

(河南农业大学林学院，河南 郑州 450002)

随着我国城市化进程的加快，城市生态环境面临着越来越严峻的考验，为了促进城市的可持续发展，构建城市绿地生态网络、维护城市生态系统的稳定性成为众多领域研究的重点。河流作为城市绿地生态网络的核心空间结构，开放空间作为绿地生态网络的基础，二者关系的研究对构建城市绿地生态网络具有重要意义。在研究河流与开放空间耦合关系的基础上，结合对城市绿地生态网络含义、功能机制、评价指标的分析，以南阳市为例，提出河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建方法。

城市绿地生态网络；河流；开放空间；耦合

城市生态环境是城市生存和发展的载体，关系到城市的可持续发展。城市生态环境以开放空间体系为基础，并以它为媒介发挥生态效益，因此，国内外关于开放空间与可持续发展的理论及实践众多。分散、破碎的开放空间格局阻碍了生物多样性的发展，破坏了结构的完整性和复杂性，不能达到良好的生态效果；而网络化的格局所带来的生态效益和社会功能将更为显著，绿地生态网络规划必将成为21世纪城市可持续发展的主题。

城市绿地生态网络以开放空间为基础，通过线性廊道将各种类型的“点”状和“面”状生态斑块(如城市公园、街头绿地、郊野公园、风景名胜区、自然保护区、水体、山地、农田、苗圃、湿地等)连接起来，组成网络化的绿色开放空间体系，形成一个复杂、多样、有一定自我调节能力的可持续的生态系统[1]。

河流周边生态设施比较完善，连接度较高，在生态斑块的形成、廊道的构建乃至生态网络的组建中都起着非常重要的作用，是城市绿地生态网络的核心空间结构。开放空间体系与城市绿地生态网络二者相辅相成、相互影响、相互作用共同形成了城市的绿地生态网络，且在空间布局上存在着耦合关系。因此，河流与开放空间的耦合度、协调度关系到能否形成具有完善功能机制的绿地生态网络，二者耦合关系的研究对于城市绿地生态网络的构建乃至城市的可持续发展具有重要的指导意义。

1 生态网络概念及理论

1.1 城市绿地生态网络

1.1.1 定义及功能机制 城市绿地生态网络是由具有生态意义的斑块和生态廊道组成的网络结构体系，其生态效益的发挥依赖于网络的结构性，以及由此带来的廊道、斑块与城市基底之间的相互作用和复杂化。具体包括节点效应、流效应、边际效应、影响效应和拓展效应[1]，详见图1～2。

网络化的城市绿地结构，一方面可以使原有生态斑块的多样性得以增强，稳定性得以提高；另一方面网络相交的节点可以建立新的生态斑块，同时可通过影响效应和拓扑效应扩大覆盖范围；最重要的是，网络化的绿地生态网络为生态系统的物质流、能量流提供了多样化的途径，使得整个城市的生态网络稳定性均得以提高。

1.1.2 网络结构分析指标的构成 在不同类型和强弱的网络机制作用下产生的各类功能不同[2]，因此需要用一定的指标来衡量和分析，以便找到合适类型的网络。网络的复杂性可用网络连接度、线点率、网络闭合度进行描述(表1)。其中，连接度(一个网络中连接廊道数与最大可能连接廊道数之比)指数α的变化范围为0～1，当α=0时，表示没有节点相连；α=1时表示每个节点都彼此相连。线点率指数β，当β<1时，表示形成树状格局；β=1时，表示形成单一回路；β>1时，表示有更复杂的连接度水平。闭合度指数γ的变化范围为0～1，当γ=0时，表示网络无回路；当γ=1时，表示网络具有最大可能的回路数[3-4]。

表1 网络结构分析指标

注：L为廊道数，V为节点数。

1.2 河流、开放空间与城市绿地生态网络

1.2.1 河流是城市绿地生态网络的核心空间 河流在纵向上，是一个从河源到河口均发生物理、化学和生物变化的线性连续体；在横向上，与周围的河滩、湿地等之间存在着能量流、物质流等多种联系，共同形成一个小范围的复杂生态系统；在竖向上，包括对地下水的影响，而且还包括对生活在下层土壤中的有机物的影响。在时间尺度上，又可以通过河流的历史演进和特征来探寻城市的发展轨迹，发掘城市的地域文化特色[5]。因此，在绿道、生态廊道、生态网络的规划中越来越被研究者重视。

在东伦敦绿色网格规划案例中，河流成为了开放空间的核心组织轴线，并将现有的开放空间垂直连接到河流，使之形成一个依托河流而存在的城市绿色开放空间系统。在德国埃姆舍地区公园案例中，在城市之间原有的大型开放空间基础上，通过河流的组织使绿色生态网络逐渐延伸到各个城市内部，将所有的开放空间整合成为一个更为完善的生态系统。

1.2.2 开放空间是城市绿地生态网络的基础 开放空间指的是城市的公共外部空间，其形式多种多样，各种公园如城市公园、植物园、森林公园、动物园等，街头游园与专用绿地，滨水绿地，广场以及步行林荫路等[6]，只要具有公众服务功能，表面没有覆盖物，并可提供一定休闲娱乐功能都属于开放空间的范畴。其中，占开放空间比例最大的软质景观都具有一定的生态效益，是绿地生态网络的构成要素；而城市的绿地生态网络都是为公众服务的开放空间。因此，可以说绿地生态网络是建立在开放空间体系基础之上的。

2 研究区概况

南阳市位于河南省西南部豫陕鄂交界处，北靠伏牛山，东扶桐柏山，西依秦岭，南临汉江，三面环山。地势呈阶梯状，以河流为骨架，构成向南开口与江汉平原相连接的马蹄形盆地，素称南阳盆地。南阳是我国南北气候的分界线，属典型的季风性大陆半湿润气候，阳光充足，雨量充沛，四季分明，年平均气温14.4～15.7 ℃，年平均降雨量800～ 1 000 mm。南阳河流纵横，水资源极为丰富，是河南省河网较密集的地区之一，地表水分属长江、淮河两大流域，淮河、丹江、唐白河3大水系。西南部的丹江口水库为南水北调中线工程水源地，引水渠通过南阳市区西部(图3)。

中心城区位于南阳盆地中部、汉水支流白河中游，自然环境优良、山水特色鲜明。城区西北部山岗环抱，东南部地势平坦，白河是南阳的“母亲河”，自东向西穿过城区，十二里河、三里河、梅溪河、温凉河、邕河等支流由北向南注入白河，溧河等支流由南向北汇入。在白河上游距市区约40 km处建有鸭河口水库，可调蓄洪水、农业灌溉、水利发电。在其各支流上也建有若干中小型水库，如兰营、靳庄水库，以及罗洼、程沟、石羔和大庄水库等。河流在南阳市占据了非常重要的位置，与城市外围的山体，共同构成了南阳市特有的山水格局。

3 背景及构建策略

3.1 南阳市河流与开放空间布局的关系

从广义上来说，不论是土地还是水域，只要符合开放空间的要求，都是开放空间，河流也是开放空间的一部分。但常说的开放空间一般是城市绿地，或者说绿色开放空间，文章所指的耦合也是河流与绿色开放空间之间的关系，主要表现在以下2个方面。

1) 河流沿岸基本都有开放空间分布。由于水的亲和力极强，人们对水有着特别的喜爱，河流两侧多建有滨河绿地，是城市居民日常散步、游憩最喜爱的地方，许多公园也都建在河流的周边。开放空间依河流呈带状分布，在没有河流分布的区域也存在大量的开放空间，但多零星分布，比较分散。在干流区域，由于具备经济发展的空间优势，开放空间基于河流分布的特征并不如支流明显。

2) “树枝型”的布局。滨水空间和开放空间通常呈“树枝型”的布局，这种“树枝型”的空间形式对城市布局有一定的引导作用。“树枝型”布局在保护沿河形成的绿色廊道的同时，也保证了河流廊道与周边开放空间及其他线性廊道的空间衔接。

河流与开放空间的耦合关系并不明显，只在白河两岸形成了不连续的散点分布的滨河开放空间，并且开放空间存在总量严重不足、规模较小、布局失衡、景观特色不突出等问题，整体的生态格局尚未形成。这就需要在增加绿地的同时，平衡布局，以山水格局为依托，构建南阳市特有的绿地生态网络。

3.2 河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络构建策略

3.2.1 强化河流的生态、游憩功能，完善开放空间体系 强化河流的生态功能，要加强水体的治理以及防护，避免河流被污染、侵蚀、阻断，保证河流在纵向上的连续性、横向上的联系性、竖向上的可渗透性以及时间尺度上的延续性。强化河流的游憩功能，要沿河布置滨河带状绿地、滨河公园等，增加城市开放空间，使滨河绿地成为为公众服务的连续开放空间，增加绿色开放空间的数量，以及他们的连接度。

3.2.2 强化河流组织开放空间的作用，形成网络化的格局 河流组织作用的强化，通过拓展延伸、连接、开发、识别与提升(图4)，增加与周边开放空间及其他线性廊道的空间衔接，形成网络化的开放空间格局。具体表现在以下4个方面[7]：1)拓展现有的绿色开放空间，使之与河流相通；2)连接分散、独立的开放空间与河流耦合；3)开发新的连接到河流的开放空间；4)通过规划提高现存开放空间质量，并强调其与河流的空间耦合关系。这样河流将成为有效组织分散、破碎开放空间的工具。

3.3 南阳市绿地生态网络构建

根据南阳市发展特征(图5)，城市必将由依河发展、跨河发展转为拥河发展。为了保护自然生态环境、提升城市环境质量，构建河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络(图6)，有必要进一步完善南阳市绿地系统结构、保障南阳市生态系统的稳定。

1) “绿岗环抱”的外围生态绿地。南阳中心城区西北部独山、磨山、十八里岗等山岗环抱，兰营、靳庄、罗洼水库分布其中，是城市重要的生态屏障，对保障城市生态安全格局具有重要意义，也是城市传统山水格局的延续。同时，在城区北部规划独山风景名胜区，在城区西部规划兰营水库郊野公园，其他地区适当布置以风景林地为主的生态绿地，同时严格控制开发强度，禁止安排各项污染项目，进一步改善城市西北部生态环境，加强生态屏障的作用。

2) “人字形”绿色通廊。沿白河布置带状公共绿地、生态绿地、生产防护绿地，进一步强化白河生态、游憩功能。作为城市最重要的绿色生态廊道，连接以及沟通城市内外的绿色开空间。在河南组团与河东片区之间限制开发建设，主要布置生产绿地、生态绿地，作为联系白河与城市外围的绿色廊道。两条绿色廊道在城区内部形成“人”字型结构，作为城市与外围自然环境沟通的主廊道，同时有效控制城市组团无序蔓延，强化“一河两城三片区”的城市空间结构。

3) “六脉贯穿”的滨河绿带。对十二里河、三里河、梅溪河、温凉河、邕河、溧河等贯穿城区内外的白河支流进行水体整治，沿河布置滨河绿带，形成沟通城市内外的次级生态廊道。在河流转弯处、河流与城市道路交叉处等节点设置滨河绿色开敞空间，形成一体的城市绿地生态网络，改善居住环境，丰富城市景观。

4) “环带交织”的沿路绿地。沿光武路、中州东路等快速路，滨河路、白河大道等景观道路两侧设置带状公共绿地与防护绿地，与河流连接成一体，共同形成绿地生态网络，进一步改善城市面貌、突出生态园林特色。

5) “绿点均布”的城市公园。结合现状用地布局，积极改善现状绿地，在保证公共绿地总量的基础上，适当均衡布局综合公园、专类公园、社区公园等各类公共绿地，方便不同片区居民的日常使用

综上所述：结合南阳市山环水抱、“树枝型”的山水格局以及用地布局和道路网骨架，整合现状用地与零散绿地，构建河流与开放空间耦合的绿地生态网络，有利于完善南阳市绿地系统结构、保障南阳市生态系统的稳定。

3.4 基于网络结构分析法的结果分析

在南阳市绿地系统现状图与规划图的基础上，选取区级以上公共开放空间作为节点，运用网络结构分析法对所构建的绿地生态网络和现状进行比较分析，结果见表2。

南阳市开放空间体系在未经过规划时，闭合度指数为负，说明并未形成封闭的环状结构，同时连接度指数及线点率均比较小，证明网络的连接程度不够，网络化的结构并未形成。经规划后，闭合度指数>0，说明网络已经开始形成，连接度也增加了1倍多，尤其是线点率有很大的提高，这证明依托河流与开放空间耦合构建绿地生态网络的策略效果明显，廊道的连接作用得以凸显。

表2 基于网络结构分析法的南阳市开放空间体系指标

但线点率>1，连接度指数仍然很低，说明网络的闭合程度仍然较低，这与南阳市绿地建设的底子差有很大关系，在实际建设中，不可能也不能一蹴而就。因此，虽然经过规划，城市生态绿地建设向前迈进了一大步，但仍需继续逐步的提高与改善。

4 结 论

城市绿地生态网络是开放空间体系发展的必然趋势，其建设除了依赖于开放空间的数量和布局，还有他们的连接度。城市的特征决定了绝对连续的不可能性，事实上，唯一可能连续的廊道是河流。构建河流与开放空间耦合的城市绿地生态网络意义深远。

在南阳市绿地生态网络构建过程中，河流充分发挥了廊道自身的生态功能以及连接作用，使得河流与开放空间之间充分耦合，为构建城市绿地生态网络做出了有益的尝试，主要表现在以下方面：1)白河及其支流水体的整治，滨河绿地的增加，强化了河流的生态、游憩功能，完善了南阳市开放空间体系。2)白河作为城市的生态廊道与城市外围的自然生态系统相连，形成了南阳市的生态主轴线，提高和改善了城市整体的生态环境质量。3)白河各支流作为次级生态廊道，与道路绿地结合，连接各类分散的点状绿地，并在交叉及拐弯处形成新的开放空间，共同形成了城市的网状开放空间体系，有效地组织了原本分散破碎的开放空间格局。

[1] 刘滨谊，吴敏.“网络效能”与城市绿地生态网络空间格局形态的关联分析[J].中国园林，2012，28(10)：66-70.

[2] 刘滨谊，贺炜，刘颂. 基于绿地与城市空间耦合理论的城市绿地空间评价与规划研究[J].中国园林，2012，28(5)：42-46.

[3] 王海珍，张利权. 基于GIS、景观格局和网络分析法的厦门本岛生态网络规划[J].植物生态学报，2005，29(1)：144-152.

[4] 孙东亚， 赵进勇，董哲仁. 流域尺度的河流生态修复[J].水利水电技术，2005，36(5)：11-14.

[5] 韩西丽，俞孔坚. 伦敦城市开放空间规划中的绿色通道网络思想[J].新建筑，2004(5)：7-9.

[6] 张坤. 欧洲城市河流与开放空间耦合关系研究：以英国伦敦、德国埃姆舍地区公园为例[J].城市规划，2013(6)：76-80.

[7] 张虹鸣，岑倩华.国外城市开放空间的研究进展[J].城市规划学刊，2007(5)：78-84.

[8] 邬建国.景观生态学：格局、过程、尺度与等级[M].北京：高等教育出版社，2007.

(责任编辑 赵粉侠)

Building of Urban Green-Space Ecological Network Based on Coupling of the Rivers with Open Space

ZOU Quan, HU Yan-fang, TIAN Guo-hang

(College of Forestry, Henan Agricultural University, Zhengzhou Henan 450002, China)

The urban ecological environment has been more and more severely endangered along with the rapid development of urbanization in our country. In order to promote the sustainable development of cities, building the ecological network of urban green-space and maintaining the stability of urban ecosystem have become the focuses of multi-disciplinary research. Rivers are the core space structure of the urban green-space ecological network, the open space is the foundation of the green-space ecological network,and research on the relationship between the rivers and open space would be of great significance for the construction of urban green-space ecological network. Taking Nanyang City as an example, the building approach of urban green-space ecological network coupling the rivers with open space was put forward based on the coupling relationship between the rivers and open space and by integrating the analyses on the connotation, function mechanism and the evaluation index of urban green-space ecological network.

urban green-space ecological network; river; open space; coupling

2013-10-21

国家科技支撑计划项目(2006BAJ10B05)资助；郑州市科技领军人物科研计划(096SYJH32108)项目资助。

田国行(1964—)，男，博士，教授。研究方向：森林公园规划与城市绿地系统规划。Email：tgh-6408@163.com。

10.3969/j.issn.2095-1914.2014.02.016

S731.2

A

2095-1914(2014)02-0084-05

第1作者：邹泉(1990—)，女，硕士生。研究方向：城市规划与设计。Email：823062972@qq.com。