浅析生态基础设施与绿色基础设施的共生与发展

王胜永，张天颖，李彤彤，吴 晗

（山东建筑大学艺术学院，山东 济南 250000）

市政基础设施规划在传统的城市设计中被重视，道路，桥梁和场地等灰色基础设施形成了城市空间网络，交通便利，同时也保证了工业化经济的正常运行。在中国城市化进程中，灰色基础设施日趋标准化，例如，道路都是具有单一功能的，而河道也因为只具有防洪的目的被截湾取直。客观上来看，灰色基础设施的提高了人们生活的便利性，但由于其忽视了适当的社会和生态功能，因而也引发了一部分的城市生态环境问题。

在这个大时代的背景下，生态基础设施和绿色基础设施的概念被专家学者们提出，提供了一个富有想象力的解决方案，结合灰色基础设施的应用，创造出一个便捷又富有生态的城市生活环境。因此，研究EI和GI的内涵，对于构建城市的生态系统具有实际意义。

1 起源与发展

1.1 生态基础设施（EcologicalInfrastructure，简称EI）

EI在上世纪50年代萌芽，随着生态城市的建设应用而生。随后，“生态基础设施”在1984年Man and the Biosphere Program报告中正式出现。它表示自然景观和腹地对城市的持久支持能力[1]。后来有些学者扩大了应用范围，从生物与环境保护和资源利用的角度出发，例如1988年EI的概念被用于表示栖息地网络设计，1990荷兰的农业、自然管理和渔业部的自然政策规划中提出了全国尺度上的生态基础设施（EI）概念[2]。随后，一些科学家和研究机构开始强调自然环境和生命支撑系统在城市土地利用规划（包括雨水花园、屋顶绿化和湿地等）以及促进环境健康方面的重要作用。

我国的俞孔坚团队率先在2002年将“生态基础设施”引入并应用于城市规划之中。经过多年的发展和演变，EI的理念和优势越来越受到科学家，工程技术人员和决策者的重视，其内涵和意义也逐渐被丰富和扩充。

1.2 绿色基础设施（Green Infrastructure，简称GI）

美国是现代绿色基础设施的发源地。1991年美国马里兰州绿道运动是GI概念的起源之处，希望能够为解决城市发展过程中的建设与环境之间的矛盾提出新的思路和策略。美国可持续发展委员会于1999年发表了 “美国为21世纪创造可持续发展”，现代绿色基础设施被明确提出。

我国最早涉及 GI研究的论文为1999年在杭州召开的IFPRA中刊登的一篇会议论文，自提出现代GI概念后，我国GI的理论与实践研究便开始逐渐地拓展和深化。

2 概念辨析

2.1 定义与概述

2.1.1 EI

EI是一种城市可持续发展的自然系统，它维持着城市的生态网络的安全与健康，并确保城市及居民获得连续的自然生态服务，是城市扩张和土地开发利用不可触犯的刚性限制[3]。

为了提升EI理论研究的丰富性，景观生态学、生物保护学、生态经济学等可与其交叉研究。EI理念强调保持完整连续的生态格局，对于恢复受损生态系统，维护景观完整性具有重要意义，是可持续发展的可行性景观策略。

2.1.2 GI

GI在保护地球的自然生态功能和价值方面意义重大。“相互关联的自然区域和其他开放空间网络”是人们通常给其下的定义。GI代表绿色空间的互联网络时，被当作一个名词使用。作为一个形容词，GI描述了一个过程，提出了在国家、州、地区和地方范围内的土地保护系统和战略方法，鼓励对于人类土地使用及规划及自然生态系统具有益处的实践。作为一个概念，GI网络的规划和管理可以建立一个提供保护，户外娱乐和其他人类价值相结合的开放空间分配系统，连接已有的和未来的绿色空间资源。

截止到2010年，人工智能手段已经能够与上述的深度学习技术实现紧密融合，因而在根源上规避了难度较大的权重训练以及非线性分割。到了2014年，技术人员已经可以凭借图像识别系统来辨别卷积神经网络，此类图像识别系统设有多层次的识别功能。至于现阶段的智能交通而言，关键技术应当包含无人驾驶与其他相关的交通智能化操作。在这其中，无人驾驶技术本身具备突显的典型性。这是由于无人驾驶能够凭借网络化手段来替代车辆的传统驾驶方式，借助智能化措施来保障车辆平稳性以及行驶安全性。

GI是一种生态保护的方法，它将保护、基础设施规划及其他理念相互融合。绿色基础设施提供了客观、科学、理性的思维，把重点放在更有价值的方面。绿色基础设施通过增加长期资金对开放空间的保护和管理的重要性，可以确保项目的相关性和可行性。

2.2 区别与联系

灰色基础设施，GI、EI的概念既区别又联系。灰色的基础设施是人造的、刚性的、成本高昂且功能单一。GI比灰色基础设施更自然，生命支持系统更灵活，更复杂，成本更低。EI更加关注基础设施的整合性，稳定性和可持续性，强调整个系统的协调统一。生态基础设施的概念辨析

2.3 内涵

2.3.1 EI

这是一个自然物种可以生长和栖息的生存环境，也是城市可持续发展赖以生存的自然系统。所有能够提供这些自然服务的系统，如城市绿地，农林土地用地，保护区甚至自然和文化遗产等均属于其研究范畴。建立生态基础设施可以创造一个以大自然为背景的生态城市，也是在城市快速发展背景下构建城市生态结构和功能的重要手段之一。

现有的EI研究可以分为三个层次。其中国家和区域中EI的规划空间结构是重中之重。城市规模重点是EI建设的控制性研究;微观场地尺度的重点是如何采用生态设计的手法，进行生态基础设施建设[3]。

2.3.2 GI

GI关注的是人与自然的关系。现在它已经成长为一个理论体系。主要涉及国家和国家公园，野生生物栖息地、森林、湿地等以及与自然发展规化景观设计和环境敏感性相关的领域分析等。

由GI组成的绿色网络是一个中央控制点系统，连接了上述生态系统和景观的走廊和地点。在个人层面上，GI是围绕绿色空间设计住宅和商业设施;；在社区层面，GI意味着创造与现有公园相连的绿色通道；从区域范围上来说，GI是保护广泛的景观连接性

2.4 实践作用研究

土人景观团队在俞孔坚教授带领下，率先将EI战略引入，并将景观作为整合的媒介[4]，通过灵活的河道建设生态基础设施网络，建立生态廊道作为第一功能的生态系统服务功能的增加，提高了物种的多样性，丰富了滨海的活动空间。

浙江台州的规划也是一个典型案例。首先将生态基础设施微观化和网格化，然后再规划道路和建筑，形成基于绿网的网格结构，构建了格网型城市结构的规划模式[5]。

2.4.2 GI

GI的概念目前有两种方法模式。从国家层面来看是最典型的是马里兰州模式，而西雅图模式是从城市过程中演变而来。这两者对于自然生活支持保障系统与城市的可持续发展都具有重要的战略意义。

马里兰的核心理念是 “中心 (HUBS)—联接(LINKS)的自然系统”，其模式是首先提供未开发的保护土地资源的概念。西雅图模式的重点是关注城市规模及其建成区，重点关注农村城市建成区，对于城市高度人造的环境，建立了一套操作方法。这对于城市的可持续发展提供了新思路。

表1 灰色基础设施、绿色基础设施与

3 思考

综上所述，EI和GI在首次被提及时，它们是被用来描述不同内涵的。但在逐渐发展的过程中，它们的外延不断扩大，因此二者既有区别，又有重叠的部分，且各种情况都有主流的研究或组织支持。目前从广义上来看，EI和GI的的区别几乎不大，但二者的内涵却日益相近——均对提供生态系统服务的生命支持系统具有重要性。而目前国内对于这二者的研究，仍存在一些问题。

3.1 EI

（1）只有少数的创新实践，只停留在理论研究，生态服务功能和人类生活范围是不对称的，没有适当的联系。(2)生态服务功能并不被人们所广泛认可，只有在生态被破坏时才发觉EI的重要性。(3)人类活动对生态服务功能的影响以及生态服务功能质量与生态健康的关系相对较少，与生态基础设施的规划脱节[6]。

3.2 GI

首先，目前我国GI主要专注于理论研究，缺乏实践成果。二是政府部门参与不高，作为公共设施的GI，其发展和建设应由政府主导。但在中国，最常见的情况是，面对更多的经济利益时，绿色空间往往被政府选择牺牲。再者，从规划的角度来看，GI具有单一功能。公众参与度相对较少，主要的编制者是一些政府部门。因而GI的一些更为详细的方面往往被忽视，往往只能在实践中发现。

4 结语

在城市土地利用危机的背景下,EI和GI理论先后被提出。尽管它们最初的提出具有不同的针对性,但二者却显示了相同的本质内容：对能够提供自然服务功能的城市自然区域和其他开放空间进行保护,是一种对土地的保护性规划。

EI和GI是现代生态城市基础设施的基础，它们保护着城市的自然绿色空间，并加强自然空间网络的连通性和完整性，发挥其重要的生态功能和价值，形成城市生存与发展的形成天然支撑，是城市“软”的重要基础设施。

保持自然系统的连通性，建立一个连贯的自然系统网络,是EI和GI理论的核心概念。它们通常用于区域研究规模。正因为如此，城市通常被简化为自然网络上的点，因此城市边缘和边缘化的扩张区会被会更加注重。但是如今，现有的城市，特别是主要建成区关注度仍然较少，因此实施起来也被认为是具有一定的困难。