扬州城乡绿色基础设施网络规划研究

苏同向

绿色基础设施（GI）是在人居环境、生态保护和绿色技术三大领域起源发展，逐步形成的概念。GI的早期雏形可追溯到19世纪50年代城市公园的出现，之后经历了20世纪60年代到90年代以生态保护运动为契机的初步形成阶段。90年代至今，GI研究实践进入了以多领域协同发展，多地区广泛传播为特点的快速发展阶段。GI的发展是公园、公园系统、开放空间、绿道、生态网络、生物廊道和雨洪管理等多个领域共同推进的结果，可归纳为三大脉络：一是人居环境视角，以服务人居需求为出发点；二是生态保护视角，以生物保护为出发点；三是绿色技术视角，以市政工程设施的绿色化为出发点。三大脉络的独立发展与相互影响促进了GI概念共识的形成与发展[1]。

在空间构成上，绿色基础设施主要由枢纽中心、连接廊道组成的绿色空间网络系统，而环绕整个绿色基础设施网络的低强度土地开发的适宜缓冲带，可以起到保护和隔离的作用。枢纽中心是大面积、连续的、生态价值高的区域，是绿色基础设施的起点和终点[2]。连接廊道是线性的、起纽带作用，连接已有的和未来的绿色空间资源[3]，是绿色基础设施系统性、连续性的关键。网络纳入各种生态系统和景观要素，如绿色走廊、湿地、自然公园、森林保护区、沼泽区、本土植物植被区等[4]，其规模、功能和物种是多元且动态变化。

1 城乡绿色基础设施网络规划的必要性

城镇化的快速发展改变了自然栖息地和物种种群的空间分布，生态用地被各类人工建设用地分割、蚕食，原有连续的自然生境受到破坏，物质循环受到影响，生态系统稳定性下降，生物多样性减少，抗外部干扰能力减弱。

在景观层面这个范畴，自然实质是一个动态系统，网络将景观中不同的生态系统互相连接，形成一种常见的结构，是能量、物质和物种在景观中流动或运动的重要途径，它会响应环境和土地利用状况，网络的连续性与安全性对网络内部景观过程和网络功能来说会起到关键性作用[5]。

绿色基础设施网络是一种解决物种和栖息地保护问题的可行性措施，这些措施综合起来就是解决环境破碎化的最好方法，如核心区、廊道和缓冲区的构建等，影响着野生物种的栖息地质量以及扩散和迁移的潜力，而扩散和迁移对种群的生存，特别是对破碎化景观中种群的生存至关重要的。绿色基础设施网络的目的是：作为网络，维持生物和景观的多样性，同时有利于政府部门开展自然生态系统的保护工作。

绿色基础设施网络规划意味着从土地自身的特性出发，从它可为人类和自然提供的服务出发，以此来决定该土地的利用方式，以期获得最大的使用价值。同时也体现了为人类保护并连接公园及其他绿色空间（主要从游憩、健康、文化、审美与城市设计的角度）及为了生物多样性保护和防止栖息地破碎化（保护自然动植物、自然进程和自然生态系统）而连接自然区域。

2 城乡绿色基础设施网络规划原则与方法

2.1 城乡绿色基础设施网络规划原则

（1）城乡绿色基础设施网络规划要遵循生态优先原则。以支持构建区域生态安全格局、优化城乡生态环境为基础，充分结合现有地形、水系、植被等自然资源特征，避免大规模、高强度开发，保持和修复绿色基础设施网络及周边地区的原生生态功能，协调好保护与发展的关系，保持和改善重要生态廊道及沿线的生态功能与景观，让绿色基础设施网络充满“乡野的气息”。

（2）城乡绿色基础设施网络规划要遵循整体性原则。全面的城乡绿色基础设施网络规划能够通过合适的网络结构把自然景观资源连接成一体，跨越多个行政辖区，在区域、地方、社区乃至国土尺度上分层解析自然景观资源要素，形成整体的保护系统，从而达到城乡联系的目的，使规划更具针对性和可操作性。同时，也要有分析和解决问题的整体思路，在城乡范围内建立起自然景观资源的布局结构，使得村镇、规划区、市域之间形成良好的连续性和整体性[6]。规划注重与城乡各类规划等进行有效衔接，将生态红线划定区、文物古迹保护、风景名胜区保护等与绿色基础设施网络规划相结合，统筹考虑。规划着眼于城市多系统的整体协调发展，注重与自然景观、河湖水系、功能分区、道路系统等各方面密切配合，通过绿色基础设施网络将各部分有机连接起来，发挥其最大效益。

（3）城乡绿色基础设施网络规划要遵循多元性原则。城乡绿色基础设施网络规划不仅包括传统意义上的自然保护区、森林公园、风景名胜区，还包括大面积的农田、林地和水域；市域内的林地和农田在远郊常常成为基质性的绿色空间，与穿过城市的江河、道路等绿色廊道一起呈楔状嵌入城市，从而形成绿色渗透系统。其目的是使城市和乡村土地利用一体化，通过连接各种因素，提供一个保护性的网络，而不是孤立式的自然斑块保护。

2.2 城乡绿色基础设施网络规划方法

城乡空间环境内的各种信息因素很多，不是每一个信息因素都是城乡绿色基础设施网络规划所必须的。因此，通过对相关信息进行分析、梳理，需要明确融入城乡绿色基础设施网络中去的元素和特性，这样可更好地构建城乡绿色基础设施网络。

2. 研究区域生态环境敏感区评价

结合遥感影像图以及相关规划数据，获取城乡各类景观资源的空间分布，利用GIS技术的相关评价分析方法，评估现状中潜在的或已存在的可作为城乡绿色基础设施网络组成部分的元素，这些元素之间的相互关系，以及它们随着时间的变化，进一步修正这些元素之间的联系廊道，确定城乡绿色基础设施网络规划的最终数据。

首先确定城乡绿色基础设施网络源，网络源应尽可能串联更多的有关自然和人文要素的节点，以充分展示地区的自然生态景观和历史文化底蕴，综合考虑区域内环境、生态与人文的系统性整合。这些节点包括：自然节点，指具备生物多样性、景观独特性的区域；人文节点，指具有一定文化、历史特色的区域；城乡游憩空间，包括城乡区域内的森林公园、湿地公园、风景名胜区、农业观光园和各类乡土文化遗产等户外游憩空间等。其次通过生态环境敏感区评价分析、最小阻力模型、生态安全格局的构建识别城乡绿色基础设施网络规划格局，通过对生态景观安全格局判别、分析，确定城乡绿色基础设施网络。

3 扬州城乡绿色基础设施网络规划

3.1 研究区域概况

扬州市位于江苏中部，地势西高东低，市区北部和仪征市北部为丘陵，京杭大运河以东、通扬运河以北为里下河地区，沿江和沿湖一带为平原。区内土壤类型以水稻土为主，属亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区，四季分明，雨量丰沛。本次研究范围为扬州市域，研究区含邗江区、广陵区、江都区、宝应、仪征、高邮等，总面积约为6 634 km2。

研究区范围内，主要采用2015年份landsat 8两期影像数据，采用图目视解译的影像分析方法，获取相关景观资源信息，通过GIS建立景观资源信息数据库；结合原始地形图以及主要景观资源分布CAD数据，对相关信息进行二次分类，实现景观资源信息、数据库与传统数据库的动态更新，对景观格局现状进行分析与评价。依据研究目的需要，将研究区的用地类型分为农田、城镇用地、林地、湿地、草地和裸地等，并提取相关景观资源斑块信息（图1）。

3.2 研究区域生态环境敏感区评价

生态环境敏感区评价主要包括生态因子选取、单因子评价和多因子综合评价。此次规划选取的生态因子主要包括水体、道路、高程、水污染源等，在确定主要的生态因子后，对单个因子的敏感区进行不同等级的划定，生态环境敏感区评价需要充分考虑多个因子的敏感性，因此再将单个因子敏感区按一定的权重进行叠加处理，根据敏感区等级划分为七级，其中极低水平较低水平属于低安全，中等水平属于中安全，极高水平和较高水平属于高安全，可给予后期的绿色基础设施网络规划工作带来一定的积极指导意义（图2）。

3. 研究区域核心斑块源自然节点

4. 研究区域核心斑块源城乡游憩空间节点

5. 基于最小阻力模型生成的扬州绿色基础设施网络廊道图

3.3 扬州城乡绿色基础设施网络规划

扬州城乡绿色基础设施网络规划基于研究区域生态环境敏感区评价，同时考虑生态敏感区的评价结果，最终确定评价结果高和敏感性高的廊道作为绿色基础设施网络规划的廊道。上述评价和选择的绿色基础设施网络规划廊道是基于现状的，除了现状已有之外，不同斑块之间还存在潜在的其他廊道，需要使用AECGIS软件通过最小阻力模型来模拟潜在的廊道，作为补充。

3.3.1 网络核心斑块源的选择与确定

核心斑块源的选取主要考虑生态斑块的景观类型、斑块面积、植被覆盖度、受保护等级、生态功能和空间分布格局等多方面因素。自然节点参考江苏省和扬州市生态红线区域保护规划，选取了20个生态单元地块作为一级核心斑块，包括10个县级以上饮用水源保护区、2个乡镇级饮用水源保护区（高邮三阳河、邵伯镇高水河）、4个市县级自然保护区核心区（江都渌洋湖自然保护区、宝应运西自然保护区、高邮湖自然保护区、高邮渌洋湖自然保护区）、3个风景区（蜀岗—瘦西湖风景区、江都引江水利枢纽、仪征石柱山风景区）、1个重要湿地核心区（邵伯湖湿地公园）。44个生态单元作为二级斑块点，包括5个森林公园、6个风景名胜区、11个饮用水源保护区、7个重要湿地、1个重要渔业区、5个湿地公园、9个有机农业产业区等（图3）。人文节点参考查询相关历史地图、文献研究以及专家咨询的方法，对扬州大运河（扬州段）世界文化遗产、国家和省市级文保单位、历史文化街区、历史文化名镇、名村等相关信息进行系统梳理和评价，然后把这些重要的历史文化资源分布点进行矢量化，从中选出京杭大运河、古运河、10处国家级文物保护单位、34处省级文物保护单位、39处其他文化遗产作为城乡绿色基础设施网络规划的核心斑块。城乡游憩空间节点主要包括扬州城乡范围内各类现有城市公园、市域范围内的风景名胜区、湿地公园、森林公园、农业观光园等游憩资源（图4）。

3.3.2 廊道的识别和网络规划

廊道识别是由核心斑块间不同土地利用类型的斑块适应性和景观阻力所决定。由于包含各类景观资源数量多，类型复杂多样，景观运行的阻力因子较多。设定一系列恰当的阻力值是绿色基础设施网络规划最重要的瓶颈之一。根据不同土地利用类型可确定不同生境斑块的景观阻力大小，生成研究范围的生态阻力面模型。研究依据现有成果和不同土地的植被类型、人为干扰程度等，确定不同生境类型的景观阻力值，用以定量描述物种在不同景观类型中迁移和扩散的景观阻力大小，其中赋值越大阻力值越大[7]。同时通过GIS平台构建消费阻力面，作为研究区阻力面模型（见表1）。利用ARCGIS软件的最小路径工具，在生态阻力面上模拟相邻生态斑块连接的生态廊道。ARCGIS软件自动选择累积阻力值最小的路径为相邻生态斑块连接的生态廊道（图5）。

表1 不同土地利用类型的景观阻力值

结果可知，由于扬州水网密集，河道众多，扬州绿色基础设施网络大多数较好地利用了这些水系，主要集中在沿邵伯湖、廖家沟、芒稻河、京杭大运河等形成的南北生态廊道和沿长江、仪扬河、夹江形成的东西生态廊道上。其中，南北生态廊道由众多的淮河归江水系、沿河湿地、“七河八岛”生态中心等构成，是南水北调东线生态保护区的有机组成部分。东西生态廊道沿长江和仪扬河展开，西联仪征龙河南北生态廊道并深入仪征中心城区、经朴树湾生态绿心、扬子津市级公园、跨大运河联系夹江生态走廊至江都沿江地区，是贯通扬州沿江城镇带东西方向的绿色廊道。这两大区域与城市连接紧密，节点密集，呈现一定网络密集特征，说明该区段的生态网络具有较高的稳定性，自我修复能力较高，但受到未来城市建设用地扩张等因素影响[8]，要避免生态系统的破碎化，保护生物多样性与栖息地，保障其不被城市化所吞噬，从而为城市提供多种生态服务功能[9，10]，形成可持续的区域生态环境。而扬州西北区域自然地貌以丘陵岗地为主，主要节点和廊道多依托森林公园、风景名胜区，生态效益和空间效能较好，通过建立连续的绿地生态网络，来确定和保护这些对城乡未来发展起到关键性作用的栖息地和生态资源。在扬州市域与中心城区之间的规划区范围内，生态网络节点较少，网络联系的廊道不很密集，这主要是由于扬州规划区范围内的郊野公园过少的原因，在未来扬州城市绿地系统规划中应对此进行调整，规划增加相应的郊野公园。

4 研究结论

绿色基础设施网络规划目的是通过景观格局的优化来改善生态环境，具有自然化、网络化和多元化特征[11]。本次研究通过对扬州生态环境敏感区评价分析、最小阻力模型、生态安全格局的构建识别，确定扬州城乡绿色基础设施网络。基于研究结果来看，现状存在景观资源有点分散，各斑块之间缺少线性的联系，建议未来应适当地调整扬州区域内的土地利用与建设活动以符合绿色基础设施网络建设要求。

通过构建绿色基础设施网络，能够整合零散孤立的景观资源，建立集生态保护、文化弘扬、休闲游憩、审美启智和旅游发展等多功能于一体的绿色网络体系，对推动区域生态环境保护、实现生活休闲一体化、促进宜居城乡建设和增强可持续发展能力具有重要意义。