面向结构修复的生态网络断点识别与工业更新设计策略研究* ——以佛山市顺德区村级工业园为例

江海燕 张天行 肖 希 揭 巧 梁运娟

(1.广东工业大学建筑与城市规划学院， 广州 510090； 2.广东工业大学景观规划与生态修复研究中心， 广州 510090； 3.佛山市城市规划设计研究院， 广东佛山 528000)

在生态文明转型和高质量发展背景下，三生空间布局优化和各类用地高效配置成为当前国土空间规划体系和社会经济发展决策的重点[1]。村级工业园是佛山市顺德区工业化初期的历史产物，形成了由600多年前传统集体协作的桑基鱼塘农业生产模式演化为改革开放后全国闻名的乡村工业园顺德模式，曾对佛山社会经济发展做出过重要贡献[2]。但由于集体土地产权的模糊性和软性管制，普遍存在土地利用“碎片、混合、低效、无序”等问题，使城市化进程的可持续性面临挑战[2-3]。2018年9月，广东省全面深化改革领导小组正式批复同意顺德率先建设“广东省高质量发展体制机制改革创新实验区”，鼓励顺德“大胆试、大胆闯、自主改”。同时，佛山市委市政府提出《关于持续深入开展自然生态文明建设的实施意见》《关于加快推进佛山市万亩千亩公园规划建设的实施方案》，全面推进村级工业园整治提升复垦复绿，落实《佛山市村级工业园整治提升实施方案(2018—2020年)》，对接国土空间规划和城市更新专项规划；着力建设万亩千亩公园群，加强对公园范围内现存的有污染、高能耗、低效利用的工业用地、拆旧复垦复绿等建设用地的综合整治，科学合理确定建设用地的综合整治目标和方案[4-6]。

本研究是国土空间规划背景下，将生态修复与工业更新相结合实现高质量发展转型的一次重要实践，重点难点是要识别场地关键生态问题、并提出可行的修复和更新路径，以支撑用地布局优化和转型发展。一方面，基于景观生态学的“斑块-廊道-基质”理论构建生态网络是保障生态空间结构合理的有效方法，普遍用于国土空间生态安全底线控制规划[7]。另一方面，对于已有用地空间布局优化多侧重于适宜性评价，根据土地自然环境、经济社会、地理区位等属性，分析土地利用性质的适宜性、数量和空间分布[8]。但生态网络结构评价、用地布局适宜性评价多集中于区域和城市的规划布局尺度[9-10]，较少应用于场地实施尺度，特别是佛山市顺德区农业、生态、居住、工业斑块高度混杂的地区，需要发展更综合的方法从微观尺度识别用地斑块对生态网络结构的影响。而现有设计尺度的工业更新改造案例大多对生态本底条件进行景观和生态环境影响的定性描述，缺乏宏观视野的生态区位和生态效用分析，也缺乏微观尺度生态景观量化诊断的科学支撑[11-12]。

一方面，构建连续层级的生态网络结构是保障场地生态服务功能的基础，对于人工干扰严重的城市化地区，首要任务是识别生态网络的断点和堵点。评价生境连通性的指标包括斑块或廊道间的距离间隙、网络连接性、平均邻近指数、景观蔓延度、景观聚合度等[9，13-14]。其中，基于平均邻近指数发展的景观连接度方法能够度量同类型斑块间的邻近程度以及景观的破碎度，且以土地利用图斑为基础进行计算处理，在数据上具有易获取性；另外，不同斑块的权重大小根据场地特征和规划目标由专家有针对性赋予，具有场地尺度的适应性和灵活性而被城市规划和景观设计领域广泛采用[15-16]。另一方面，场地生态修复特别是定位为万亩公园的本文研究对象，除了要考虑“行不行”的问题，还要兼顾“美不美”的问题。景观美学阐述了环境中的美及人如何感知环境中的美，美景度评价法是目前公认的风景美学评价最可靠、最经典的方法之一[17-18]。SBE法能够在研究中以群体的审美倾向作为评价景观质量的标准,认识影响景观美的本质要素及其相互之间的关系，从而补充识别评价场地需要修复和提质优化的区域。

本研究以顺德区规划建设的两个万亩公园为例，着眼场地微观尺度生态结构和用地布局优化目标，整合生态网络评价中的景观连接度方法、风景园林学中的美景度评价方法，识别场地生态结构问题和生态网络关键断点，统筹考虑公园主题功能定位以及村级工业园的产业特色和历史价值，提出生态-社会-经济协调发展的村级工业园更新或复绿修复模式，为综合运用生态学和规划设计理论方法解决新时期生态和发展矛盾这一新问题提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

佛山市生态空间结构由“三屏六楔、两脉两环”构成，这是佛山市自然生态格局的特色，也是保障其生态安全的底色，本研究选取位于东南绿楔和城郊森林环交汇处的顺德区村级工业园为研究对象(图1)。2019年，基于该片区位处绿楔和绿环交汇的重要节点，佛山市政府将其纳入《佛山市村级工业园整治提升实施方案(2018—2020年)》《佛山市万亩千亩公园群建设方案(2020—2025年)》联合行动计划。研究范围包括两个万亩公园，分别是位于顺德区北滘镇的大美公园和伦教镇的两江龙湾公园，两个公园隔江(顺德水道)相望，总面积24.9 km2(图2)。万亩千亩公园是指用地规模达到万亩或千亩级别，依托生态用地综合整治和生态修复，以生态保护为目的，兼具生产、生活和休闲游憩等多功能的综合性、开放性的生态空间。万亩千亩公园不以大规模的建设开发为目的，但也有别于各类自然保护地及城市公园。政府明确要求加强对公园范围内现存的有污染、高能耗、低效利用的工业用地综合整治，以万亩千亩公园建设促进产业升级和结构调整，有机嵌入和嫁接文化创意、自然科普等特色生态产业，推动生态、生活、生产有机融合。村级工业园整治方案要求对接国土空间规划和城市更新专项规划，推动实施村级工业园复垦复绿，恢复为农林用地或绿地与广场用地，打造高品质的生态空间、生活空间和生产空间。

图1 研究区域现状鸟瞰Fig.1 The aerial view of research parks

图2 研究区域各类资源分布Fig.2 Resource distribution of research parks

1.2 研究方法

1.2.1 总体思路

首先开展实地调研，利用无人机航拍、图像记录法采集场地实际信息，综合已有场地高清航拍影像图、三调数据进行比对、校正，建立土地斑块地理信息系统数据库，分析场地本底条件；其次采用景观连接度评价法识别生态网络断点，分析断点的宏观和微观生态影响；同时采用美景度评价法评价场地整体视觉景观质量，分析各主要断点及其周边景观资源价值；最后综合片区功能定位、场地生态影响、景观影响和本底条件，确定村级工业园转型方向和更新模式(图3)。

图3 研究思路与技术路线Fig.3 Research framework and technical route

1.2.2 景观连接度分析法

景观连接度分析法利用ArcGIS10.2和Fragstats 4.2软件，步骤包括：1)首先将经过校验的ArcGIS10.2土地斑块矢量数据转换为栅格图像；2)将栅格数据按照1～15 m共 15个粒度转化为标签图像文件(TIFF)，计算粒度效应，确定最佳景观格局指数[19-20]。本研究选取斑块密度、边界密度、面积加权平均斑块面积等7项景观格局指数进行粒度效应分析，发现研究区域指数相对稳定的粒度域为6～9 m，选择8 m为最佳景观格局指数。3)赋予权重。根据斑块对生物多样性阻力的大小，赋予权重。道路等人工线性廊道以及村居和工厂等面状区为阻隔斑块，赋予-0.2～-0.05的负值；树林、河流、坑塘、苗圃、园地等赋予0.1～0.25的正值。4)连接度计算及可视化输出。选取斑块水平的邻近指数，计算每个斑块与1 km半径内同类型斑块的连接程度，得到每个斑块的连接度；结合斑块权重，输出场地可视化的连接度评价图(图4)。

1.2.3 美景度评价法

景观单元质量评价重点是对研究区域人文景观和自然景观进行视觉主观评价，调查人们对景观单元特征的识别程度、景观风貌的视觉认知程度和审美倾向，调查结果将作为景观单元层面的视觉质量规划设计的基础。景观单元质量评价采用SBE法，该评价方法是从人们的主观心理感受出发，将景观形象进行分级评定的一种心理物理量级判定方法[21]。景观单元的视觉质量评价评分表运用李克特量表(Likert scale)法进行设计，为-3～3共7个等级的评价分值。本研究中选取的受测人群为我校设计相关专业学生和专家，受测时间为2020年9月25日及26日，受测人数共86人，发放问卷86份，评价程序依据美景度评价推荐的程序进行，将研究区域拍摄的照片选取68张典型景观单元图像作为测评对象，在室内以幻灯片形式放映，每张照片放映时间为8 s，放映前后预留足够时间供受测者评分。此次回收有效问卷79份，回收率达到91.9%。数据的录入和分析采用Excel和GIS软件,分析结果见图5。

图5 美景度感知Fig.5 Level of scenic beauty estimation

2 生态网络断点识别及其特征

2.1 连接度特征

采用邻近指数(PROX)评估土地斑块景观连接度，通过GIS计算和可视化输出，邻近指数值越小表明景观破碎程度越高(在图4中表现为偏红色)，指数值越大表明景观连接性越好(在图4中表现为偏绿色)。基于公园位于重要的绿楔和绿环生态网络，可将图中红色区域视为生态网络结构的断点。从图中可知，自北向南向东，大美公园内的西滘工业区、搓涌工业区、黄涌工业区，以及两江龙湾公园内的羊额工业区、机械装备产业园、国际物流园区等都位于生态网络断点或堵点的红色位置，造成绿楔、绿环等重要通风廊道、生物迁徙通道不绿不畅的问题。将连接度1～10级划分为较好、一般、较差和很差四类，见表1，其中整体连接度较好的斑块占比9.24%，很差的斑块占比38.1%；很差的斑块中，位于工业园区占比85.9%，说明除了村居聚落外，村级工业园是造成生态空间破碎的最主要因素。

表1 景观连接度评价Table 1 Evaluation of landscape connectivity analysis

2.2 本底特征

现状工业园区产业总体较为低端，面临转型升级的要求(表2)。但从产业特色和历史价值来看，主要包括两类：一类是普通的五金制造、模具、印刷、玻璃塑料等，因产品低端、污染较大、土地产出低而面临整体替代或复绿复垦；另一类是顺德区的特色产业，并在其工业史上具有特殊的历史价值，如香云纱晒场、珠宝加工厂和顺德船厂。其中，香云纱是佛山市顺德区特产，已有一千多年的历史，是一种古老的手工制作的植物染色丝绸面料，为中国国家地理标志产品，也是国家级非物质文化遗产。同时，珠宝产业也是本地支柱和特色产业之一，拥有周大福、周生生、香港上市公司保发珠宝等知名企业，近年获得“中国珠宝玉石首饰特色产业基地”荣誉称号，伦教也因此定位为“珠宝名镇、宜居小城”。另外，顺德船厂遗址和码头是伦教重要的渔船和货船出水口，至今保存完好的船厂厂房框架、船坞码头、河鲜餐厅遗址、水闸等仍能唤起人们对往昔繁忙的河鲜交易、河鲜美食场景的美好回忆(图6)。

表2 断点内村级工业园概况Table 2Overview of village-level industrial parks in breakpoint

a—顺德船厂；b—香云纱晒场。图6 顺德船厂和香云纱晒场Fig.6 Photo of Shunde Shiyard and gambiered canton gauze sunning groun

3 生态地位和影响

3.1 生态地位

研究场地作为佛山市南北向生态通廊的重要组成部分，在城市宏观尺度上具有以下三方面的生态功能：一是佛山南部连接大湾区水鸟迁徙支廊的纵向骨架。场地邻接粤港澳大湾区水鸟迁徙系统的两条东西向支廊道，即南邻顺德水道支廊道，北邻潭洲水道；与潭洲水道、陈村花卉世界串联，共同形成连接顺德水道和平洲水道支廊道的水鸟迁徙骨架(图7)。二是连通佛山副中心和主城区的重要生态通廊，位于一环南延线绿楔，是城郊万亩郊野森林环及千亩森林环上的联通节点。三是铆合广佛生态系统的桥梁，串联北江两岸各大小生态斑块，与周边生态斑块如南海湿地公园、西樵山国家地质公园、大夫山-滴水岩、沙湾水道生态廊道等成链成网，共同完善市域层面的“生态踏脚石+生态廊道”网络结构作用。

图7 宏观生态地位分析Fig.7 Macro ecological location analysis

对应以上三方面生态功能，研究场地具体有以下三方面的生态效用：一是佛山西南部深入城央的重要通风廊道，能够集中地将城郊大面积蓝绿生态空间形成的冷风导入城市，缓解城市热岛效应。二是阻隔城市组团无序蔓延，起到隔离佛山新城、北滘城区两个组团，改善城市“摊大饼”式发展现象。三是作为生物信息传输的基础设施，为城市内外动植物迁徙、繁殖、觅食、交往提供通道，为生物多样性保持和建设提供载体(图8)。

图8 微观生态效用分析Fig.8 Micro ecological influence analysis

3.2 生态影响

生态断点的存在，严重影响了该片区宏观和微观生态功能，具体表现在：西滘、搓涌和黄涌工业区阻碍郊区冷风新风向主城区禅城输送；打断区域水鸟迁徙通道，本地林鸟、留鸟及哺乳动物等生境受限，不利于生物多样性培育；阻碍顺德水道自然生境与大美公园内部连通，不利于林鸟、留鸟迁徙繁殖；阻碍大美南部水系与中部水系连通，不利于鱼类、两栖类、昆虫类多样性培育。羊额工业区、国际物流园区和顺德船厂等位于北江伦教入水口，阻断了场地中西部生境廊道和东部片状生境的内部连通；位于主河道堤内的顺德船厂和羊额工业区，不仅污染水质，同时影响行洪泄洪，另外也打断滨水岸线区域鱼类、两栖类、昆虫类的生活廊道，破坏了生物栖息地的连续性和完整性，致使物种生境受限，不利于生物多样性保护和培育(图8)。

4 生态网络断点的修复与更新模式

综合公园景观、产业、生态总体布局，结合生态影响分析，提出复绿示范、遗址博览、产游互动的三类修复和更新设计模式(图9)。

图9 生态断点修复和更新设计平面Fig.9 Plan of ecological breakpoint restoration and renewal design

4.1 复绿示范园模式

以大美公园北部的西滘工业园为例，该工业园位于大美公园的主入口，与广州南站25 min车程，东西分别为佛山新城和北滘新城，地理区位优越。西邻广佛珠江城际线的北滘站和潭洲会展中心；北接潭洲水道，南部为大片的永久基本农田，纵横各一条河涌穿越场地，为连接潭洲水道和公园内部的重要节点。基于该场地的交通区位和生态地位，将村级工业园复垦为连片湿地，使生态廊道从潭州水道向南延伸至顺德水道，打通南北向通廊，作为场地内部与滨江区域之间的鸟类生态踏脚石，设计定位为工业复绿湿地示范园和青少年自然教育示范基地。具体通过生态修复展示区、生态修复展示馆、生态主题餐厅凸显生态修复示范和教育主题，打造“生态保育-教育体验-景致欣赏”三合一的趣点，以服务点、室内、室外三类载体对大美公园的生态教育进行全面展示；同时建立生态草沟、雨水花园、湿地泡、生态浮岛、多孔隙驳岸等湿地系统，为多种底栖生物、水生动植物和鸟类提供生境；筛选具有吸附水体重金属和有机污染物的水生植物进行大面积种植，同时帮助净化内河涌和基塘水质；以珠三角河网地区植物调查成果为蓝本，根据鸟鱼两栖类以及昆虫类动物的栖息与觅食需求，兼顾植物的景观效果以及日常维护的成本，构建适宜各类动物生境的植物群落(图10)。

a—示范园；b—剖面。图10 工业复绿湿地示范园效果和剖面Fig.10 Rendering and profile of the industrial re-greening wetland demonstration park

4.2 产游互动园模式

以两江龙湾公园的羊额工业园为例，该工业园以香云纱晾晒、五金、建材生产为主。香云纱因是世界纺织品中唯一用纯植物染料染色的丝绸面料而闻名，是用广东特色植物薯莨的汁水对桑蚕丝织物涂层的棉量，而佛山顺德完整保存了香云纱的染整技艺。这与佛山顺德的地理环境、产业特征都有着分不开的关系。产业上，顺德养蚕缫丝业有着悠久的历史，素有“南国丝都”之美誉；地理特征上，顺德接近珠江水系出海口，其独特的水网河沙形成香云纱晒莨技艺中最主要的原料之一——河泥，河涌两岸平坦之地遍植青草形成晒莨技艺的主要场地——晒莨场，另一主要原料——薯莨在顺德也随处可见。2008年，顺德伦教街道成功将“香云纱染整技艺”作为手工技艺申报成为国家级非物质文化遗产，顺德伦教拥有晒莨工场已达三百余场之多。研究区域两江龙湾公园的西侧，靠近顺德水道与三洪奇大桥的区域，现状依托于广东丝纺集团有较大规模的晒莨场，但主要为生产性质，观赏性较差。

本次规划依托现状香云纱晒莨场及伦教的珠宝产业，形成产游互动的主题园区。具体措施包括：1)拓展原有晒莨场，将几个较为分散的场地进行整合；2)重新塑造环境，在周边区域滨水小环境营造环绕式的岛屿湿地环境，在不干扰鸟类生境的基础上，利用自然漂浮河床的原理营造迂回的水域系统；3)在整个片区内种植香云纱染色所需的植物，包括桑树、薯莨等，并设置一系列环境友好的体验式景观，包括田间步道、亲水平台、香云纱体验工坊、农田展示区、风筝乐园、珠宝DIY工坊等，共同形成包括保护、研发、生产、展示、环保教育、游览等为一体的体验型主题园区(图9、图11)。

图11 香云纱创意产业园设计效果Fig.11 Rendering of gambiered carton gauze Creative Industrial Park

4.3 遗址博览园模式

以两江龙湾公园内船厂旧址为例，该处原为顺德船厂，现状已经停止生产，其中部分建筑已经拆除，遗留部分建筑。根据对片区的生境连接度和斑块分析，该船厂是两江龙湾公园四处生物信息流断点之一。该船厂所处区域靠近顺德水道的转折处，水流速度较快，一来是生态敏感性较高的区域，而场地现状植被覆盖情况较差，生态结构非常脆弱；二来也是也是鸟类迁徙廊道中，鸟类的踏脚石斑块之一。

因此，设计主要从生态和文化两方面对该区域进行更新修复：1)对已拆除建筑部分的旧船厂遗留硬质地面进行复绿(57亩)，恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力，提高生态系统的生产力和自我维持能力；2)建筑部分则利用已有的旧厂房遗迹，设立船厂遗址博览园，改造成为顺德制造业发展展示中心、主题展馆等，展示内容为体现佛山制造业相关的元素，通过产业体验工坊、船厂遗址公园等特色休闲空间，丰富万亩公园内涵，成为展示顺德工匠精神的卷轴(图9、图12)；3)对靠近顺德水道的区域，通过营造河漫滩景观，净化水体，同时防止水土流失，根据鱼塘生境结构和鹭科鸟类对摄食、繁殖、隐蔽和迁移的需求，通过恢复植被群落，增加物种组成和生物多样性，逐步恢复鹭科鸟类栖息地(图13)。

图12 顺德船厂遗址博览园区设计效果Fig.12 Design renderings of Shunde shipyard site Expo Park

图13 生态驳岸设计 mFig.13 Ecological revetment design

5 结束语

通过综合运用景观连接度方法和视觉美景度评价方法，分别从生态影响和景观影响两个层面定量分析场地特征，识别生态结构断点，进一步根据本底特征和区位特点分析这些断点的生态影响。然后结合各断点工业园微观场地特征、资源特征和公园发展目标，以生态、产业高质量发展为目标和约束条件，因地制宜提出复绿示范、产游互动和遗址博览三种修复和更新生态断点的模式。其中，复绿示范模式采用“退工复湿”、构建多种湿地系统以及大面积种植净水植物的方式，形成多样化的动植物生境，连接水系和断点，形成南北通达的生境通道；产游互动模式营建环绕式岛屿湿地生境，优化鸟类生境并且营造具有丰富水道的水域系统，有助于提升区域动植物生境的多样性和生态调节能力，提升断点生态功能；遗址博览模式采取“硬质复绿”，营造植被群落丰富的河漫滩生境，将硬质断点转化为自然生境，恢复鸟类生境，增加生物多样性并利用河漫滩弹性调节水位。通过三种修复更新策略为大量存量土地空间的三生互斥矛盾，提供综合生态学、风景园林学相结合的布局评价方法和设计思路，对当前广泛面临的三生空间布局优化和品质提升具有借鉴意义。