熊侠仙
(常州市规划设计院,江苏常州213002)
当前我国正处于经济快速发展时期,生态与环境问题面临巨大的国内外压力。据统计,“生态”是近年来国内外报刊媒体、政府文件乃至街谈巷议中出现频率最高的名词之一。常州市政府于1997年发布了《常州21世纪议程》,拉开了常州生态城市建设的序幕。为进一步推进生态城市建设,为城市规划提供有益借鉴,常州市规划局邀请中国科学院生态环境研究中心共同进行《常州生态城市建设纲要——生态服务用地规划》课题的研究,生态分区及发展对策研究是其中的核心部分。[1]
生态分区是生态规划的基础工作,经历了从自然分区到功能分区的发展,研究对象也从以自然要素为基础发展到以生态系统为基础。生态分区是在一定的区域范围内,以生态系统为研究对象,以城市生态学、土地生态学和景观生态学为指导,以城市土地生态功能类型划分为核心,土地生态条件为基础,根据土地生态结构和功能的差异,充分考虑地域的景观生态功能和环境承载力,结合当地经济社会发展规划,进行土地生态功能空间划分[2],制定各功能区的管制要求和措施,以引导城市发展与城市建设的合理有序进行。
20世纪20年代,Park提出城市生态学,生态规划思想在城市生态学理论传播的氛围中得到发展,同时也涉及到各部分适宜性分析的生态分区。20世纪60年代,IL McHarg[3]利用单因子图层叠加进行土地适宜性分析,形成区分不同生态功能地块的综合图。但是真正意义上的生态区划是由美国生态学家Bailey[4](1986)提出,他从生态系统的观念出发,按照空间关系组分自然单元,编制了美国生态区域图,从而引起了各国生态学家对生态分区的研究和讨论。我国对生态分区的研究起步较晚。欧阳志云等[5-6](1999,2000)进行了海南省生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性的评价;傅伯杰等[7](2001)进行了全国生态环境综合区划的研究。2002年,国家环保总局发布了《生态功能区划暂行规程》,明确界定了生态分区的内容。近年来,生态功能分区从区域层面逐步扩展到城市层面,逐渐成为生态城市规划及城市总体规划的基础工作。
常州位于江苏省南部,市域面积4 385 km2,市区面积1 872 km2。市区内地势平坦、河网稠密,气候温和湿润,四季分明,属北亚热带季风气候区。随着城市化进程的加快,工业和生活污染排放量增加,对自然状态的人工干预增多,市域生态环境呈现脆弱和退化态势,空间环境质量正突出成为20世纪90年代中期以来常州新的经济发展瓶颈,人居生态环境质量亟需提升。
生态服务功能也可称为生态系统服务,主要包括生态系统产品生产、大气与气候调节、干扰调节、水分调节和供给、生物多样性的产生和维持、土壤形成与养分循环、自然灾害调节、传粉、生物控制、废弃物处理与循环、休闲和文化,以及对人类身心健康的益处等。[8]
该评价在Arcinfo平台下利用空间分析工具进行,主要考虑土地的生态服务正效应和负效应。首先通过不同专家的判断,确定各自然生态服务功能指标的权重(如表1所示);其次进行指标的标准化;最后对各项指标进行加权平均,计算综合评价结果。
表1 城市生态用地服务功能评价指标
将用地生态服务功能按权重分配叠加后,形成正向生态服务和负向生态服务(图1)。由图1可以看出,常州城市中心地带土地的生态服务正效应低,负效应高,以天宁区、钟楼区、戚墅堰区为最,而外围土地生态服务功能相对较高。城区外围,东部地区的生态服务负效应较西部高,北部长江沿岸由于化工基地的开发,使该地区的土地正向生态服务功能较低。将正向和负向的生态服务功能综合后可以明显看出,北部地区和中心地带之间存在一过渡的缓冲区,一定程度上避免了在城市的蔓延。而沿沪宁高速以东地区,由于城市化的发展,部分工业占地使东部地区的土地生态服务功能较之西部弱。如果不加以控制,未来城市的生态环境还将进一步退化。
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依据城市功能与结构特征,研究将城市空间结构分为红色、灰色、蓝色及绿色景观①加以讨论。首先基于不同景观的功能需要,考虑相关驱动与限制因子的空间分布,并结合功能随着距离衰减的空间特性进行量化;其次采用耗费距离模型(Cost-distance)②进行分析;最后依据红、灰、蓝、绿景观的相互功能关系(表2),通过红色与灰色景观对蓝色与绿色功能景观的空间限制,叠加生成常州生态敏感区域和生态安全敏感区域。
表2 红灰蓝绿景观相互功能关系表
注:“++”表示互利共生,两种类型相互作用有助于强化景观功能;“+”表示虽不会强化景观功能但具有一定的正向影响;“-”表示影响景观功能主体,会对其造成一定的妨碍;“--”表示相互制约,对景观功能产生分割或冲击。
通过功能网络的叠加,可分别获得红色与灰色景观对于蓝色与绿色景观功能联系的功能冲突区域。其中,蓝色景观的功能冲突区位于常州国家高新技术产业开发区、戚墅堰经济开发区及东南经济技术开发区内,主要因道路开发与厂房兴建,地表水系的连通与蓝色景观功能的传播遭到阻断(图2);绿色景观的功能冲突区则位于城市核心区沪宁高速、沪宁铁路经过的区域,由于交通路线阻隔,限制了南北向与东西向的绿色景观功能联系(图3)。除此以外,常州市还存在资源价值高、环境脆弱及特殊土地利用方式形成的生态敏感区域。其中,对于常州城市发展具有重要支持作用的高价值生态保护区域为城市用水取水口,包括西石桥水厂、常州第二水厂(运河水厂)、计划建设的魏村水厂与扩建湖塘水厂取水口;环境脆弱区域则是指太湖、滆湖及境内低山丘陵和水库库区等对于常州市区具有维系生态平衡作用的地区;土地利用方式特殊的敏感区则是指垃圾掩埋场、部分工业开发区等因产生一定的空气、水等环境污染而迫切需要进行环境治理与恢复的区域(图4)。结合上述二者可于常州市市区范围内划定城市生态安全敏感区域(图5)。
通过生态服务功能评价和城市敏感性评价,结合社会经济发展情况,研究将常州市区未来土地利用划分为生态服务功能区及城乡建设发展区两大类(图6)。生态服务功能区包括禁止开发区和限制开发区,其中禁止开发区包括山体、湖泊、河流、自然景观保护区、湿地及其他的城市绿地;限制开发区包括太湖、滆湖沿岸及其他自然保护区周围,重要的绿色景观廊道与蓝色景观廊道。城乡建设发展区包括调整开发区、优化开发区和潜在发展区3个子分区(图7),是当前与未来城市开发建设的主要区域,其中调整开发区位于城市中心区外围与城郊接合部;优化开发区为城市中心区与主要工业区;潜在发展区为城市发展的储备空间。按照生态分区,规划目标与现状用地相比较(如表3所示),建设用地还有约100 km2的城市预留发展空间,占市区面积1 872 km2的5%左右。
一级分区类型现状用地面积/km2现状比例/%二级分级类型规划用地面积/km2规划比例/%生态服务功能区1 49479.8禁止开发区限制开发区58860731.432.4城乡建设发展区37820.2调整开发区优化开发区潜在发展区3052799316.314.95.0
注:现状数据来源于常州市勘测院。
按照生态分区,目前的常州市区建设用地和工业用地与生态分区大致吻合,但在局部地区有些矛盾,在未来发展上,应引导商业用地向滆湖西岸延伸,提高创意产业、生态旅游及服务业的发展潜力。另外,在限制开发区中,亦可规划具有生态特色的商业空间,为城市居民提供结合环境教育与商业活动的休闲空间。为了使常州市区保持良好的城市生态结构并达到社会、经济及生态功能最大化的目标,研究提出了构建自然和人文生态框架的空间优化对策:一方面结合区域自然环境特色,在现有基础上进行生态服务功能的提升;另一方面展现城市文脉,通过当前城市发展轴线妥善保护城市历史文化单元,支持产业发展,并为城市未来发展的空间方向提供指导依据。
3.1.1 自然生态框架
利用交通轴线、高压线走廊与河流廊道等,构建由3个水体功能区、3片山体、4条楔形绿带、2条大型生态缓冲带、3个大型城市绿地及5条小型生态廊道所构成的自然生态框架(图8),形成由绿斑、绿楔、绿带、绿环、水体等,由点、线、面构成的结构多样且功能丰富的绿色空间网络。3个水体功能区分别是长江沿岸、太湖、滆湖。3片山体分别是东北方的石堰山、鸡龙山、芳茂山、清明山;西北方的小黄山;东南方青天山、龙泉山、四顶山、大茅山、老鸦山、酱缸山、杨湾岭、黄家山。4条楔形生态缓冲带分别处于西绕城高速与德胜河间、西绕城高速与滆湖沿岸间、京沪高速铁路与京沪高速公路间及联系滆湖与宋剑湖的缓冲带﹙南起滆湖,东以武进港为界,西邻太滆运河、溧漕河,沿武进港两岸至宋剑湖﹚。2条大型生态缓冲带分别处于原沿江铁路两侧和太滆运河两侧,用于分隔主城区与新北区和武进区,防止蔓延式发展。3个大型城市绿地为淹城、宋剑湖湿地和芙蓉镇湿地。5条小型生态廊道为新孟河、藻江河、新运河、老运河及联三高速至三山港。
3.1.2 人文生态框架
结合常州市自然背景与发展现状,构建近“才”字型产业和人文发展轴(图9)。调整现阶段辐射状的发展轴线,约束城市的空间蔓延,提高土地利用效益。强化南北向的产业发展轴线,约束低效分散的工业区布局。未来适当引导低污染、环保、创意产业向滆湖西岸发展,以强化对金坛等地区资源的利用与联系,提高区域整体竞争力。利用滆湖、太湖及长江天然水系与历史文化遗存,展现城市文化风貌。
1)常州市目前现状生态用地率为79.8%,为保持良好的城市景观结构和生态安全,从生态服务需求角度考虑,结合国内外发展趋势,在未来发展中常州市的生态用地率应保持在60%以上,按照绿线严格控制,亲水河段和流动水体比率应大于80%。
2)保护具有历史文化的地区,集约利用土地,控制城市蔓延,同时配合生态廊道设计、新运河、老运河、德胜河等生态元素,限制城市空间的连片发展,为主城区保持风道及水道的畅通,同时提高主城区生活环境质量。
3)调整目前“一体两翼”连片的空间发展模式,建立大型生态缓冲带,隔离武南、新龙、新港组团与中心城区的空间联系,提高风道及水道的空间连通性。
4)规划城市轨道交通,整合目前东西向的铁路,提高城市内部及城市内外的交通联系,将孟河、奔牛片区与主城区、湟里片区用轻轨连接,凸显主动脉及其集聚与辐射效应。另外,通过城市交通地下化的方式,减轻目前中心城区地上交通的压力。
5)强化孟河片区的产业建设,结合沿江工业区形成生态产业园。未来城市建设可适当引导朝向湟里片区,一方面提高对金坛、溧阳的空间联系、资源利用,一方面藉由滆湖及其外围水系特色,配合环保、创意产业规划,突出常州城市文脉。
6)孟河、横山桥片区境内部分位于禁止开发区与限制开发区境内,其中除了水系交错外,亦包括常州市区重要的自然山体、湿地,不宜大规模开发建设。漕桥片区则为太湖与滆湖水系流通的重要路径,对于太湖、滆湖及长江间的水系调节具有一定的生态意义。其余奔牛、卜弋及洛阳片区由于生态廊道流通、农业用地保护等考虑,亦建议不宜进行大规模开发。
根据新版《城市规划编制办法》,总体规划中要进行“四区”划定③,中心城区规划应当划定禁建区、限建区、适建区和已建区,并制定空间管制措施。本研究无疑可以为常州新一轮总体规划修编中“四区”的划定提供有益借鉴,在生态分区指导下的“四区”划定将更具可操作性,也更有利于指导常州城市的开发建设。
致谢:
本文主要数据及图片来源于常州市规划设计院和中国科学院生态研究所合作完成的“常州生态城市建设纲要——生态服务用地规划”,后期由笔者加工完成。中国科学院生态环境研究中心主要参与人员为李锋、阳文锐等。感谢王如松教授对本课题的悉心指导。另,常州市国土局、环保局等有关部门对调研给予了大力支持,谨致谢意!
注释:
①常州市红色景观包括研究区内各类建筑物及非道路的硬铺面区域;灰色景观包括高速公路、快速路、主干路和次干路等各类道路;蓝色景观包括湖泊、河流、苇滩地与养殖水面;绿色景观包括耕地、林地、园地、少量牧草地与未利用土地。
②做法上首先以1 km×1 km的网格将研究区划分为面积一致的单元,然后依据各单元内部景观组成、格局特征与服务功能价值特征,计算该网格的生态功能强度值,其结果同时作为耗费距离分析时制定耗费系数的依据。
③见中华人民共和国建设部令第146号《城市规划编制办法》第二十九条。