多重生态系统服务需求下滨水绿道供给优化与精明发展*

汪方心怡 王 敏，2

1 同济大学建筑与城市规划学院景观学系 上海 200092 2 高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室 上海 200092

滨水绿道作为城市建成环境中生态过程与社会活动密切交叠的区域[1]， 既是重要的城市生态廊道也是公众生活休闲不可或缺的空间载体， 不仅承担多种调节性及支持性生态系统服务， 还提供多方面生态系统文化服务[2]。 当前滨水绿道建设如火如荼， 在改善滨水人居环境的同时也涌现出一些问题: 其一， 生态价值与社会服务的矛盾冲突时有发生[1]， 绿道建设偏重于慢行功能， 弱化了生态保护需求， 某些生态环境敏感的滨水生境受到绿道开发建设带来的生态干扰； 其二， 绿道功能及设施配置缺乏对公众实际需求的考量和对资源环境的互动关联， 部分建成绿道出现功能单一、 无人问津、 设施不匹配等问题， 造成空间资源浪费。 因此， 如何优化规划设计技术路径，从多重生态系统服务需求对滨水绿道发展进行供需匹配调适， 以缓解生态胁迫、 优化绿道服务、提升空间效率， 已成为亟待解决的生态实践问题。

本文以江苏省昆山市为例， 在滨水绿道选线基础上， 识别关键生态系统服务， 选取雨洪调节、生境保护、 休闲游憩和文化娱乐4 方面进行滨水绿道服务需求分析， 通过空间聚类提取滨水绿道生态系统服务的典型组合及类型， 协调滨水绿道社会-生态多维度供需关系， 满足其多重价值诉求； 基于供需匹配的生态智慧， 分段分类型提出不同需求关联组合导向下的多情境滨水绿道空间发展导则， 精准定位绿道多类型服务功能配置，实现多重价值需求导向下的滨水空间精明发展。

1 研究区概况

昆山市地处江苏省东南部太湖流域， 是典型的江南水网城市， 总面积931.5 km2； 河网密布，共有河道2 815 条、 总长约2 820 km， 水域面积占全市总面积约16.58%； 空间呈现独特的水陆双棋盘格局[3]， 具有“城水相依” 的特征。 昆山市河湖网络众多， 具有多层次多类型绿道网络的建设潜力， 能够满足公众对滨水休闲的迫切需求，同时也存在一定的生态风险和更高的生态敏感度，防洪防涝形势严峻， 蓝绿生态空间被大量占用，湿地面积急剧减少[4]， 生境斑块呈现破碎化、 孤岛化趋势。 本文根据 《昆山市城市总体规划(2017-2035) 》 《昆山市绿道网规划》 等， 在市域19 条重要河流(一级河道1 条， 二级河道12条， 三级河道6 条) 和19 个重要湖泊的滨水绿道(总长176.1 km) 规划选线基础上， 对滨水绿道生态系统服务空间需求和发展进行研究。

2 研究方法

2.1 数据来源

研究区数据包括昆山市政府提供的2015 年土地覆盖数据 (10 m 分辨率)、 DEM 高程数据(10 m 分辨率)、 昆山市2010 年人口普查数据、昆山市自然及文化旅游资源点分布数据等。 土地覆盖数据采用“中国土地利用/土地覆盖遥感监测数据分类系统” 三级分类， 用地类型包括旱地、 水田、 有林地、 河流、 湖泊、 城镇用地、 农村居民点、 交通用地等。

2.2 滨水绿道需求端评价体系构建

基于联合国千年生态系统服务评估[5]， 结合研究区域面临的核心生态风险与典型生态特征，考虑绿道的规划目标以及当地居民的福祉， 研究以调节、 支持、 文化性生态系统服务为滨水绿道的关键生态系统服务需求， 选取雨洪管理、 生境保护、 休闲游憩、 文化娱乐4 个维度展开具体研究。 选取洪涝灾害风险度、 生境价值重要度、 游憩通行重要度、 游憩资源吸引度4 个指标建立评价体系， 以反映滨水绿道生态与社会两方面价值。

雨洪管理服务评价从孕灾环境敏感度及承灾体脆弱度两方面构建洪涝灾害风险评估模型[6]， 其中， 孕灾环境敏感度以高程和地形起伏度作为衡量指标[7]； 承灾体脆弱度对不同用地类型的暴露度进行评估。 运用AHP 层次分析法整合评价， 并将结果依照洪涝灾害风险度的高低进行5 ～1 分赋值。 生境保护服务评价借助InVEST 生境质量模型进行， 依托Habitat Quality模块计算生境质量指数[8]， 对生境本底对威胁源的敏感性及威胁源的相对影响进行评估， 并将结果依照生境价值重要度高低进行5 ～1 分赋值。 休闲游憩服务评价通过区镇人口密度进行，将人口密度划分为0 ～600 人/km2， 600 ～800 人/km2， 800 ～1 200 人/km2， 1 200 ～3 000 人/km2，3 000 ～4 000 人/km25 类， 依照游憩通行重要度高低进行5 ～1 分赋值。 文化娱乐服务评价通过周边自然人文资源点的密度与重要度进行， 采用GIS 的核密度空间分析方法， 将不同资源点的重要性进行加权， 并将结果按照游憩资源吸引度的高低进行5 ～1 分赋值。

在单一需求评估基础上， 研究采用生态系统服务簇(Ecosystem service bundles) 方法进一步明确区域不同生态系统服务需求的组合规律及价值构成， 识别区域主导生态系统服务类型[9]。将研究区域划分为1 km×1 km 的网格， 每个网格都是一个生态系统服务簇， 共1 054 个空间单元， 对需求端指标的空间分析评价结果进行栅格赋值。 提取各空间单元的评价数据进行Zscore 标准化处理， 以提高数据可比性， 采用Kmeans 算法进行空间聚类划分服务簇类型。 由于Z-score 标准化后聚类结果符合标准正态分布，含有正负值， 使其在解释实验结果时不好理解且不利于后续量化分析， 因此， 对Z-score 作线性变换， 转化为T-score 进行后续分析， T-score平均数为2.5， 标准差为0.5。 最后进一步分析生态系统服务簇空间分布情况， 叠加已有的绿道选线， 依据服务簇类型分情景对滨水绿道进行分类规划与空间发展引导。

3 结果与分析

3.1 需求端评价结果

研究区域滨水绿道生态系统服务需求评价结果显示， 洪涝灾害风险较高的区域主要集中在昆山市中部及部分北部区域， 该区域建设强度较高， 硬质铺装多， 生态空间面积小、 相对破碎， 下垫面雨水调蓄渗滞能力较差(图1)；生境价值较高的区域多为南北部淀山湖、 阳澄湖等郊野湖荡区域及其周边大面积公园绿地(图2)； 人口密度较高区域为玉山镇、 经济技术开发区、 陆家镇等， 其经济发展水平较高， 居住用地密集， 生态空间相对不足， 通行需求及绿道使用强度较高(图3)； 游憩资源吸引度较高的主要有4 个热点区域， 分别是亭林园、 周庄、 千灯古镇、 锦溪古镇等著名自然文化旅游景点及周边辐射资源点区域(图4)。

图1 洪涝灾害风险度评价

图2 生境价值重要度评价

图3 游憩通行重要度评价

图4 游憩资源吸引度评价

3.2 生态系统服务簇分析与需求组合类型识别

T-score 转换后的空间聚类分析如表1 所示，最终得到标准化后各聚类样本的均值， 表征不同生态系统服务的相对重要度， 据此可将其划分为5 类生态系统服务簇(图5)。 图5 中各扇形角度表示各类生态系统服务重要度占比， 其半径的大小表示评价值的平均值。

图5 研究区域生态系统服务簇类型与多维需求特征

表1 T-score 转换后的聚类分析结果

3.3 多类型服务簇空间分异

将研究区域多重生态系统服务的聚类分析结果进行空间制图， 划分形成5 种区域类型， 分别是郊野旅游区、 生活休闲区、 雨洪调蓄区、 生态保育区、 城镇发展区(图6)， 其空间占比分别为17.6%、 23.2%、 16.8%、 22.6%、 19.8%。 郊野旅游区资源点密集、 影响能力高， 以文化娱乐服务为主导， 兼具适量生态保护需求， 游憩通行需求与雨洪管理服务需求相对低， 主要分布在南北部游憩资源聚集的湖荡区。 生态保育区生态环境优渥， 存在大面积生态斑块， 以生境保护服务为主导， 兼顾部分通行需求， 主要分布于南北湖荡局部及外围大面积公园绿地， 少量分布于中心城区外围生境价值较高区域。 生活休闲区用地相对综合， 含有适量居住组团， 以休闲游憩服务为主导， 需满足居民日常生活休闲游憩通行， 散布于集建区外围。 雨洪调蓄区地势相对低洼、 起伏较大， 洪涝风险较高， 与生活休闲区分布紧密， 易对人民造成生命财产威胁， 以优化雨洪管理服务为主导， 散布于集建区外围。 城镇发展区分布大量居住组团， 人口密度大、 资源点密集， 通行需求及资源引导需求较高， 同时面临一定洪涝风险。雨洪管理、 休闲游憩及文化娱乐服务重要性较高，主要分布于中心城区集中建设区。

图6 研究区域生态系统服务簇空间分布图

建设强度以城镇发展区为最， 其后依次为生活休闲区、 雨洪调蓄区、 郊野旅游区、 生态保育区。 生活休闲区与雨洪调蓄区共同构成城镇发展区向郊野旅游区和生态保育区的过渡区。

4 昆山滨水绿道分类规划与发展导则

4.1 滨水绿道分类规划

根据5 类生态系统服务簇的空间分布情况，叠合已有的滨水绿道选线结果， 将滨水绿道进一步细分为5 类(图7)， 即郊野旅游型、 生活休闲型、 雨洪调蓄型、 生态保育型、 城镇发展型绿道，总长 分 别 为 57.0 km、 22.1 km、 12.1 km、58.6 km、 26.3 km。 各类型绿道具有较鲜明的城镇、 郊野空间分异特征与游憩、 生态、 文化等功能分异特征， 能够较好地应对由于所处区位和目标功能不同而产生的需求差异， 适应不同用地类型空间结构下规划配置要求。 郊野旅游型绿道强调整合旅游资源， 加强城乡互动， 提高居民点与重要自然和人文节点的连通度和可达性， 保护和利用文化遗产， 彰显地域特色， 功能偏向于游览观赏、 路径引导、 风貌展示等[10]； 生活休闲型绿道主要满足城市居民安全通行， 以及静态休闲、亲近自然、 散步游憩、 康体健身等需求， 串接部分居住组团、 公园绿地与资源点， 需完善不同年龄段人群的设施配置， 提高绿道可参与性、 可介入性， 丰富居民体验； 雨洪调蓄型绿道以增强雨洪韧性， 优化防灾能力为主导， 要求利用透水铺装、 植被渗沟、 下凹绿地等景观要素， 强化绿道对雨水的渗透、 滞留及调蓄作用； 生态保育型绿道以低强度开发， 加强原生物种保育、 生境保护与营造为主， 凸显绿道的生态廊道作用， 依托水系、 绿地优化整体环境， 同时容纳少量人群活动；城镇发展型绿道强调在高密度、 高建设强度区域为居民提供低竞争性、 无排他性的公共空间， 要求完善空间基础设施配置， 结合雨洪调蓄、 滨水空间生态修复等重塑空间活力， 改善区域微环境。

图7 研究区域滨水绿道分类规划图

4.2 分类型发展导则

根据绿道类型及其不同生态系统服务需求关联组合类型， 结合住建部《绿道规划设计导则》(建城函[2016]211 号)， 参考罗坤等[11]对绿道设施配置的探索、 宋轩等[12]对于绿道支撑服务系统的构成研究、 王敏等[13]对于空间分异的绿地游憩机会谱分析， 对滨水绿道空间发展进行精明引导， 分类型完成要素设计、 驿站建设与设置配置的差异化安排与建议(表2)。

表2 昆山滨水绿道分类型发展与设施配置一览表

由表2 可知: 郊野旅游型与生态保育型绿道建设强度相对较低， 在要素指引上， 更多从生态角度出发。 驿站建设上， 仅对三级驿站进行配置要求， 其中郊野旅游型除基础游憩、 安全、 卫生等服务设施外， 由于连接诸多资源点， 需强调自然、 历史文化， 因而对科普教育设施进行配置要求。 生活休闲型与雨洪调蓄型绿道建设强度适中，城镇发展型绿道建设强度最高， 因而在要素指引上更多从社会角度出发， 协调建设与生态保护修复。 生态休闲型绿道更侧重保障居民安全、 游憩通行的便捷衔接， 而雨洪调蓄型更侧重生态措施实现雨洪调节的科普宣传， 因而在驿站建设方面，生活休闲型要求设置二、 三级驿站， 而雨洪调蓄型仅推荐设置二级驿站。 服务设施配置方面， 雨洪调蓄型对科普教育设施进行特别要求与推荐。城镇发展型绿道在驿站配置上要求结合公园绿地、广场、 文体设施等依据一定间距设置一、 二、 三级驿站， 服务设施配置也最为全面， 旨在满足本地居民与游客全龄段服务需求与安全保障， 部分绿道兼顾文化展示与科普教育功能。

5 讨论与结论

5.1 讨论

绿道作为具有显著空间属性的社会资源， 在提供城市公共服务的过程中必然涉及供需双方[14]， 其供需关系反映生态系统与人类社会的平衡关系[15]。 当前城市绿道建设与发展常通过多因素多指标叠合的适宜性评价模型对滨水绿道供给端或需求端进行评价识别[16]并据此完成选线及指引， 较少关注选线后的供需匹配调试。 绿道建设中， 若仅考虑供给端的可行性与适建性或需求端的急迫性与重要性， 则难以实现“精准适度” 的资源配置， 甚至可能导致社会服务实效不足与自然生态的建设性破坏。 在精明发展的时代目标下，改变以往更多考虑供给端或供需简单叠加的思考方式， 衡量资源消耗与效用提供， 通过供需匹配理念， 从需求端对滨水绿道发展进行细分评价与多重价值聚类分析并据此完成供给优化， 是进一步提升规划统筹配置空间资源的新思路。

将“生态系统服务簇” 概念与方法引入绿道规划设计， 是对绿道多重服务精准配置的一次有益探索。 “生态系统服务簇” 概念于2007 年由Kareiva 等[17]首次提出， 是指一系列在空间和时间上重复出现的多种类型生态系统服务的组合[18]， 大多采用聚类的方法进行分析[19]。 现有研究中多用于识别生态系统服务权衡与协同关系[20]， 形成对区域生态系统服务的系统认知， 并在格局和区域层面进行分区管控引导[21]。 在此基础上， 研究将其引入滨水绿道需求评价， 以精准化的空间识别指导绿道精细化管理， 形成具有针对性的空间规划建设引导， 为绿道的精明发展提供参考。

本研究还存在一些有待探讨的问题， 例如可在需求端评价中纳入更多评价因素， 如POI 兴趣点、 交通可达性、 居住区分布等， 丰富评价体系的深度、 广度与精度。 此外， 基于生态系统服务簇组合模式的滨水绿道分类结果存在部分集群化、碎片化的问题， 如何处理不同类型绿道间的功能衔接与过渡， 切实提升绿道多功能复合建设的可实施性仍需要结合相关管理政策进行实践创新。

5.2 结论

昆山市存在5 种生态系统服务簇， 区域间存在明显的需求导向与组合差异。 以此为依据可将昆山滨水绿道进一步划分为5 类， 即郊野旅游型、生活休闲型、 雨洪调蓄型、 生态保育型、 城镇发展型绿道， 进而针对不同类型绿道提出发展导则，以实现滨水绿道生态系统服务的供需匹配。 昆山的实践表明， 引入生态系统服务簇方法有助于识别出滨水绿道多种生态系统服务需求的关联组合特征， 可以合理引导滨水空间差异化发展， 较好地协同滨水绿道的多重价值诉求， 为绿道规划建设和提质增效提供决策支持。