城市生态基础设施及其构建原则

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城市生态基础设施及其构建原则*

杜士强摇于德永

**

(北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875)

摘摇要摇城市生态基础设施是一个综合的概念,不仅包含了绿色植被、河网水系,也包括了大尺度地貌格局;不但突出强调了基于这些生态用地的网络体系构建,还着重强化了城市生态建设的作用和意义。城市生态基础设施可以维系城市生物多样性、土壤侵蚀及水文循环等自然生态过程的稳定,并可以通过缓解交通污染,调节空气质量,增进休闲文化和生态教育,促进社会经济发展,以及约束和导向城市扩张等方面改善和保障城市人居环境质量。城市生态基础设施的构建中应高度重视其整体性和系统性:(1)在城市总体规划中要注重生态规划先行,对重要生态区域进行重点保护和永久保留,并将其纳入城市整体生态网络体系,提高整体稳定性;(2)在社区尺度上,应重视公众在社区生态基础设施构建中的作用,引导公众参与社区生态基础设施规划的制定,鼓励公众及企事业单位参与社区生态基础设施的构建和保护,努力提高城市整体的人居环境质量。关键词摇绿色基础设施;生态建设;绿色通道;城市生态系统

中图分类号摇Q149摇文献标识码摇A摇文章编号摇1000-4890(2010)8-1646-09

Urbanecologicalinfrastructureanditsconstructionprinciples.DUShi鄄qiang,YUDe鄄yong(StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology,BeijingNormalUniversi鄄ty,Beijing100875,China).ChineseJournalofEcology,2010,29(8):1646-1654.

Abstract:Theconceptofurbanecologicalinfrastructure(EI)ishighlycomprehensiveandinte鄄grative,incorporatingnotonlyvegetationsandrivernetworksbutalsolarge鄄scalelandformspat鄄tern,suchasmountainsandcoastlines.Furthermore,thisconceptunderlinesasystematiccon鄄structioninthecontextofecologicallands,andtheroleandsignificanceofurbanecologicalcon鄄structionaswell.Therefore,urbanEIisessentialforsustainingbiodiversityinurbanareasthroughmaintainingthestabilityofnaturalecologicalprocesses,suchassoilerosionandhydro鄄logicalcycle.TheEIinurbansystemsalsoprovidesvaluableeco鄄servicesviaalleviatingpollu鄄tions,regulatingairquality,andenhancingrecreationalcultureandecologicaleducation.Itcanalsobeusedtoguildurbanplanninganddevelopmentbyconstraininganddirectingurbanlanduseforhumanhabitatimprovement.TheguidingprinciplesofurbanEIconservationandcon鄄struction,thepaperargues,areintegrityandsystematization.Morespecifically,(1)ecologicalplanningshouldproceedurbanplanning,andthus,primaryecologicallandscouldbepreservedasthepriority,andtheecologicalnetworkcomposedbythemshouldbepermanentlymaintainedwithoutbeingadverselyimpactedfromurbanexpansionanddevelopment,(2)publicparticipa鄄tionshouldbeencouragedparticularlyatcommunitylevelforbothdesignandlocalconstructionofEI.

Keywords:greeninfrastructure;ecologicalconstruction;greenway;urbanecosystem.

摇摇2008年,人类历史上第一次超过半数的人口(33亿)居住在城市(Grimmetal.,2008),城市生态环境已成为人类生态环境最主要的组成部分。但

*国家自然科学基金资助项目(40801211和40535024)。**通讯作者E鄄mail:[email protected]

收稿日期:2010鄄02鄄01摇摇接受日期:2010鄄04鄄21

是,由城市扩展造成的生态用地蚕食,人类活动对环境造成的各种污染,以及由于人口膨胀所导致的交通拥堵与住宅短缺,共同导致了热岛效应增强,生态环境质量下降,自然灾害风险加剧等一系列所谓的“城市病冶。这严重阻碍了城市所具有的社会、经济和环境功能的正常发挥,甚至给人们的身心健康和

:城市生态基础设施及其构建原则1647

生命财产安全带来危害。

为减弱所谓的“城市病冶影响,世界很多城市纷纷把城市绿地、水体等生态用地作为城市不可或缺的基础设施进行保护和重建,以调整城市中社会环境、人文环境和生态环境之间的关系(Ahern,1995;Weber&Wolf,2000;Tzoulasetal.,2007;Zhouetal.,2009)。自19世纪相继出现了一系列城市生态保护方面的概念(运动),如城市公园建设及道路绿化(parkandparkway)、精明保护(smartconserva鄄tion)、精明增长(smartgrowth)、绿色通道(green鄄外,还有很多相关研究工作,例如,张秋明(2004)介绍了绿色植被作为基础设施的概念及其规划方法;“中国园林冶杂志发表了以“绿色基础设施冶为主题的系列文章(本文认为“绿色基础设施冶和“生态基础设施冶是同一概念范畴,但绿色基础设施更突出绿色植被的作用,后面统一应用了“生态基础设施冶这一名称),介绍了生态基础设施的相关研究,指出了其在城市环境质量改善中所具有的重要作用(吴伟和付喜娥,2009);张帆等(2007)介绍了生态基础设施的概念、理论和规划方法;秦趣等(2008)通过way)、ture反规划、生态基础设施(ecologicalinfrastruc鄄(Ahern,所具有的维持城市生态环境健康和稳定的重要作用

/greeninfrastructure)等,都强调了城市生态用地城市生态基础设施这一概念最早出现在1995;Walmsley,2006)。

20世

纪90年代,它突出强调了城市生态环境的重要作用2002;Walmsley,和意义(Benedict&McMahon,2002;Sandstr觟m,

了广泛的关注和认可2006;Weber(2002)。例如,Benedictetal.,2006),并受到种优化的生态保育措施介绍了生态基础设施的内涵和McMahon,对21世纪的生态环境建设,并指出这是一具有指导意义;Weber等(2006)研究了美国马里兰州的生态基础设施,指出了该区域生态基础设施的组成和变化过程,并在不同空间尺度上分析了其所面临的被城市扩张蚕食的风险;Walmsley(2006)介绍了生态基础设施及一些相关概念的发展历程,并介绍了生态基础设施的构建步骤;Tzoulas等(2007)研究了欧洲城市的生态基础设施及其与生态系统安全、人体健康和福利的关系,并指出了生态基础设施所提供(2009)的展的影响研究了生态基础设施对英国城市可持续发生态服务可以促进居民身心健康;Mell,指出生态基础设施可以改善城市的居住、

工作及娱乐环境,并可以进一步提高城市居民之间的融洽、经济的复兴与可持续发展;Lockhart(2009)就生态基础设施的内涵进行了探讨,指出林地在生态基础设施中具有重要作用。

国内也有很多文献对城市生态用地作为一种基础设施进行了概念表述和相关研究,其中较具代表性的是俞孔坚的研究工作,不仅首先引入了生态基础设施的概念,介绍了一些具体构建措施(俞孔坚等,2001;俞孔坚,2005),还进行了系列的实践研究,并先后以大运河区域、台州和东营等为例进行了应用实践研究(俞孔坚等,2004,2007,2008)。另建立生态基础设施的评价指标体系,分析了我国4大直辖市的生态基础设施状况;滕明君等(2006)分析了快速城市化地区生态基础设施的景观特征。

本文对城市生态基础设施的概念做了进一步探讨,综述了其作为一种基础设施在改善城市环境中的作用,并在此基础上提出了城市生态基础设施构建的几个重要原则。

1摇城市生态基础设施的概念和组成1郾1摇生态基础设施

基础设施是为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施和社会服务设施,是用于保证国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统。一般认为(gray煤气等infrastructure),,基础设施包括;于社会性基础设施如公路2种类型、(铁路social、,淤机场灰色基础设施infrastructure)。、通讯、水电2006)。如教育、科技、医疗卫生、体育、文化等(Walmsley,

用地作为而从“基础设施20世纪冶的运动90年开始了一种将城市生态,并称这种类型的基础设施为“生态基础设施冶。这一概念重点强调了自然环境为人类社会提供生态服务的功能和作为生活、生产支撑系统的重要性。

生态基础设施是一个比较新的概念,并且其内涵弹性较大Benedict是保育自然生态系统和功能的相互连接的自然区域和,McMahon(2002)不同的学者对其定义不尽相同的定义,生态基础设施。按照和其他开阔空间,可以更新水资源和空气,并为人类和其他生物带来多种福祉。按照Bryant(2006)的观点,生态基础设施是一种由不同生态景观相互链接而成的自然的生命支持系统,这个系统包括绿色通道、公园及其他保育土地,它们可以作为乡土生物的栖息地,维持自然生态过程,更新空气与水体,以及保障社区民众的健康和生活质量。俞孔坚(2005)

1648摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇生态学杂志摇第29卷摇第8期摇

认为,生态基础设施就是城市可持续发展所依赖的自然系统,是维护城市生态安全和健康的关键性空间格局,是城市和居民获得持续自然服务(生态服务)的基本保障,是城市扩张和土地开发利用不可触犯的刚性限制。它不但包括传统的城市生态用地系统,而且更广泛地包含一切能提供各种生态服务的空间,如大尺度地貌格局、自然保护区、林业及农业系统、地表水及地下水等。

地,或为居民集体性的休闲娱乐场所。在进行生态保护和生态恢复建设的过程中,这些区域一般需要首要保护,并永久保留。Weber等(2006,2008)在对马里兰州进行的生态基础设施分析中,将下列生态用地归为生态斑块:

1)敏感物种栖息区域;

并且在其周边具有100m过渡带的林地);

2)大中型林地(连续分布,面积可达100hm2,从以上定义可以看出,生态基础设施具有以下特征:1)强化了对生态用地重要性的认识。生态用地是保障生态系统稳定、社会经济发展和居民身心健康不可或缺的,是任何城市所必需具备的基础性、支持性的“基础设施冶(Walmsley,2006;Tzoulasetal.,2007;Mell,2009;Lockhart,2009)。其突破点与进步意义在于使城市生态用地摆脱了以前那种处于2)从属地位的尴尬境地,并上升到了基础设施的高度。

态用地作为一个网络体系的特征强调了不同类型生态用地之间的有效连接和生(图1)。生态基础设施包含多种生态用地,如公园、自然林地、人工绿地、河流湿地、海岸湿地等,这些生态用地之间的有效连接可以使生态基础设施成为一个有机整体,从1郾而发挥整体功能2摇生态基础设施的构成

,更好地维持其间的自然生态过程。

3生态基础设施包括生态斑块、廊道及踏脚地等2009)。

种组分(Weberetal.,2008;Mell,2009;Lockhart,所谓生态斑块即为面积大,连续性好,具有重要

生态功能的生态用地,如自然林地、湿地、城市公园及大型绿地等。

这些区域或为动植物的重要栖息

图Fig.1摇structure

1生态基础设施的构成示意图

摇Componentsandframeworkofecologicalinfra鄄3)栖息地4)面积可达,河流及其沿岸的湿地和林地100hm2,并且未遭受破坏的湿地本地鱼类、两栖类及爬行类动物集中分布的(重要水生生物;代表性栖息地5)已有保护区,或溯河性鱼类的重要产卵地。

);

廊道一般是线状(或带状)分布的,并且有别于

两侧景观类型。随着人类世界越来越“联通冶,自然环境却日益破碎和不连续。正是由于建设用地盲目扩张所导致的自然生态用地退缩及其不连续,使得某些动物因孤立而觅食和寻偶困难,某些植物因孤立而不能有效传粉,从而导致物种灭绝和物种多样性下降(Weberetal.,2006;Yuetal.,2006;李正玲等,2009)。因此,生态基础设施不仅包含公园及保护区等大型生态斑块,链接这些生态斑块的廊道同样是其重要组分。

踏脚地可以看作是在生态斑块或廊道无法连通的情况下,为动物迁移或人类休憩而设立的生态节1郾点3摇,是对生态斑块和廊道的补充与其他相似概念的辨析。

(Ahern,1995,与生态基础设施相关的概念有很多(表1)

代背景和城市环境压力背景下而提出俞孔坚,2005)。这些概念在不同的时,因面临不同问题,强调不同的层面。

“在19世纪中后期,欧美发达国家的城市由于

如过度拥挤的空间摊大饼冶式的扩张造成的城市环境问题渐渐凸现,生活与工作环境的亚健康化等,。当时的景观建筑师提出了建设公园和林荫大道的建议,并随后应用在了纽约、波士顿、芝加哥、路易斯维尔等城市建设中Ebenezer。到19“受城市带来的各种机遇花园城市Howard冶。在这种新型城市中的居民既可以享设想了一世纪末种新型,英国景观规划师城市,并称之为,又能享受乡村的美丽风景,

但“二战冶前后很多国际大都市出现的那种无序的、缺少必要生态保护规划的“爆炸性扩张冶最终导致了这一美好设想的破灭(Walmsley,2006)。

:城市生态基础设施及其构建原则

表1摇生态基础设施及其相关概念

Tab.1摇Relatedconceptsofecologicalinfrastructure

概念

生物

生态基础设施精明保护反规划生态网络生态廊道城市公园精明增长

林荫大道(公园路)绿色通道花园城市绿带

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功能文化姨姨姨

综合姨姨姨

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姨

大洲姨

姨尺度国家

区域姨姨姨姨姨

局地姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨

姨姨姨姨姨

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自然姨姨姨

空间基础生物姨姨姨姨

文化

来源/实例Lockhart,2009Walmsley,2006俞孔坚,2005Zhang&Wang,2006Ahern,1995;Bryant,20061992年始建的深圳市莲花山公园

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20世纪70年代美国科罗拉多州博尔德市城市规划

1958年法国巴黎修建的香榭丽舍大道1950年始建的加拿大多伦多大生物地理区绿色通道体系

20世纪初英国赫特福德郡的莱奇沃思花园城

19世纪后期英国伦敦的绿带规划

摇摇之后,随着岛屿生物地理学、景观生态学、城市生态学等学科的大力发展和对城市生态问题的日益关注,出现了一大批相关概念(表1),并且应用在城市生态保护和建设之中。其中,绿色通道、精明保护、精明增长、反规划同生态基础设施一起,取得了长足的发展。由于城市化对城市生态环境的影响,不仅仅是对生态用地面积上的吞噬,更重要的是造成了生态用地破碎化,为应对这一重要的、更为本质的不利影响,绿色通道建设得以兴起,它可以通过连接开阔区域作为动植物的迁移通道,保护自然资源和物种栖息地,可以作为线性的娱乐空间,还可以为2006;Yuetal.,2006)。“精明保护冶强调生态保护的重要性,并寻求识别具有显著生态功能的生态用会、经济及其他因素一起纳入到城市发展中进行综合考虑,并与“灰色基础设施冶及“社会基础设施冶相协调(Walmsley,2006;张帆等,2007)。“反规划冶是在中国快速城市化的背景下,针对城市无序扩张、土地资源浪费、土地生命系统遭到严重破坏等一系列问题而提出的一种新的规划思想,它强调城市规划应该首先从规划非建设用地入手,强调生态基础设施在城市发展中的基础支撑作用(俞孔坚,2005)。2摇生态基础设施在改善城市环境中的作用

野生生物及其栖息环境对城市生态环境的改善具有重要作用。虽然,很多人认为自然环境保护一般应该在乡村开展,对野生动植物的保护在城市中地,予以永久保留。“精明增长冶则强调把环境、社交通环境的改善以及科学研究提供平台(Bryant,

仅仅处于从属地位,但是越来越多的科学家及普通民众认为良好的城市生态系统对城市环境的改善和居民生活质量的提高具有不可或缺的作用(Bene鄄dict&McMahon,2002;Moughtin&Shirley,2005;Tzoulasetal.,2007;Mell,2009)。本文认为城市生态环境的作用可以分成两个方面,维系自然过程和调节人居环境质量。其中,维系自然过程包括物种保护,保持水土,防风固岸及维持水体自净能力等;调节人居环境质量包括缓解交通污染,调节空气与降低热岛效应,促进休闲文化和生态教育,促进社会经济发展,以及导向和约束城市扩张的作用。这两个方面的作用难以区分孰轻孰重,本文认为,在大尺度上(如城市尺度上)对自然过程维系的作用更重要一些,因为自然过程的紊乱常常意味着自然灾害风险的加剧;在小尺度上(社区/小区),改善人居环境质量的作用更为显著,体现城市生态建设的“以人为本冶。

2郾1摇生态基础设施对自然过程的维系

2郾1郾1摇保护物种及其栖息环境摇城市生态基础设施,尤其是具有较大面积并且景观上连续的生态斑块对动植物的保护具有重要作用(Solecki&Rosenz鄄weig,2004;Weberetal.,2008)。连续林地可以保护栖息其中的各种动植物;河流及其沿岸湿地与林地对各种水生生物,尤其是本地鱼类、两栖类及爬行类动物具有重要作用;公园等绿地可以为鸟类提供栖息环境和迁徙中转站。

另外,绿色通道对物种保护的重要性也越来越多地受到科学家的关注(Collinge,2000;Tewksburyet

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2007;李正玲等,2009)。例如,Tewksbury等(2002)

al.,2002;Damschenetal.,2006;Davies&Pullin,通过建立对比实验发现,绿色通道的连接可使孤立斑块之间在物种迁移、种子传播和花粉散播三个方面的效率都得到明显提高;Damschen等(2006)确信地指出,绿色通道的存在明显地提高了孤立斑块的物种多样性,并且绿色通道的存在并不会推动入侵物种的迁移。

车辆越来越多,交通污染问题日益严峻。汽车噪音昼夜不停,而汽车尾气的排放已然是城市空气污染的重要方面。这一系列问题都可以通过公路周边生态基础设施规划和建设得到某种程度的缓解。

道路绿化带可以有效减弱汽车噪音,为周围市1999)。高大稠密的宽林带可降低噪音5~8dB,甚至10dB;乔木、灌木、草地相结合的绿化带,平均可以降低噪音5dB,高者可达8~12dB;密植的灌木民提供一个相对安静的环境(张鹏飞和姚成,

2郾1郾2摇减少水土流失和调蓄洪水摇尾矿场的裸露和山坡段的公路建设等建设活动会破坏坡脚稳定性,加剧水土流失,甚至会因此导致滑坡形成,或因堵塞排水通道而导致洪涝灾害。及时合理的生态基础设施重建可以稳固山坡地质环境,减弱水土流失,减弱滑坡以及洪涝灾害的出现(邬建国,2000)。例如,1996年6月深圳市一场20年一遇的暴雨,导致沙头角镇设计防洪能力50年一遇的一个排洪暗沟进水口完全被淤积(泥沙淤积达2m多深),造成了447交通中断万元(、当时价格厂房受浸和居民被困)。研究表明,直接经济损失高达

原因是上游一开发区造成的水土流失,这次水灾的主要2004)。

(吴健生等,

植被覆盖因具有大量的活地被物和腐殖质层,

可以涵养大量的水分,可在某种程度上缓解因地下水超采导致的地下水漏斗及可能引发的海水倒灌现象。植被覆盖还可以通过增加雨水下渗量及下渗速度,调控降雨-径流关系,减少径流量,延长汇流时间(2007)(Zhouetal地、草地在深圳的研究表明.,2009)。史培军等、耕地等土地覆被类型的不断蚕食,随着城市建设用地对林(2001)和Shi等,已使得深圳市在相同降雨强度下的最大洪峰流量和洪量增加,汇流时间缩短,以及最大洪峰流量出现时间提2郾前1郾。

3摇净化污水摇河流湿地可以有效地减少来自2000;Wang周围环境的各种污染物etal.,2006;,岳隽保证水体水质,2008;Smith,2009(邬建国)。,自然状态的河流一般具有河漫滩,并且发育有河岸湿地。然而,出于防洪和固岸的考虑,城市河岸湿地往往被硬质覆盖护岸所替代(的容蓄能力和自净能力大幅减弱虢清伟等,2006;王新军和罗继润,反而防洪效果并不理想,以至于很多城市不,2006),并且河道2郾得不重新审视城市河流湿地的生态环境功能2摇生态基础设施对人居环境的调节。2郾2郾1摇缓解交通污染摇随着城市道路越来越密集,

和乔木,可以降低噪声响度的1/3。道路绿化带还2008),1可以有效hm吸收汽车尾气及扬尘(李琦和孙根年,2kg,2郾2郾滞尘平均可达林地2摇调节空气和降低热岛效应21郾1年吸收的氮氧化物平均为65t(文剑平,1990)。

380摇城市生态用地素有“城市之肺冶的美誉,它不仅可以通过蒸腾作用增加周围空气湿度,还可以通过呼吸作用有效地吸收CO碳排放问题已经由一个单纯的科学问题上升到政治2,提供天然O2,起到调节城市空气的作用。问题,而作为“碳汇冶的绿地的退缩是CO二大因素(LeQuereetal.,2009;Peters2增加的第2009),etal.,

态环境,因此而且还可以通过对碳的吸收而降低,绿地面积的增加不仅可以改善城市生“减排冶压力。目前,已有城市开始通过增加城市生态用地面积辅助“低碳城市冶目标的实现。例如,瑞典玛尔摩市将城市生态建设视为减缓气候变化影响和适应气候变化的一种最简单和最有效的手段,并因其长期致力于城市生态建设而获得了2009年度联合国人居奖peid=(http:/城市生态用地还可以通过对太阳辐射的反射和

19&catid=/www.588&cidunhabitat.=7291#Sweden)。

org/content.asp?ty鄄吸收,为行人提供荫蔽,降低有效太阳辐射,减弱热岛效应。研究表明,植被群落覆盖程度越高,乔、灌、草层片结构越健全的绿地(程好好等,2009)。

,温度调控功能就越强2郾2郾3摇促进居民身心健康摇生态基础设施可以通过美化环境、装点社区而对居民的心理作用产生影响,缓解压力、促进健康,并延长寿命(Tzoulasetal.,2007)。一项对不同环境下人们对压力反应的研究表明,当受试者处于自然环境中时,其血压水平迅速下降,而处于城市环境中则会维持较高的血压水平(Ulrichetal.,1991);Takano等(2002)的研究表明,居住区附近的绿地可达性与居民的寿命具有正向相关关系;Tzoulas等(2007)认为由生态基础设

:城市生态基础设施及其构建原则1651

施提供的生态服务对环境可持续和居民身心健康具2郾2郾4摇促进休闲文化和生态教育摇城市生态基础设施为居民亲近自然环境提供了契机,这不仅可以给居民的生理、心理健康带来益处,还可为环境保护活动的进一步开展提供平台。城市生态用地具有生态教育功能,可以显著提高人们的生态意识(Bry鄄ant,2006;Weberetal.,2006);人们对自然环境的价值和生物多样性下降认识的越充分,就越容易支持有重要益处。

2009;张泉和叶兴平,2009)。但纵观这些研究,对生态基础设施构建原则的探讨较少,或者侧重某一方面而不够全面;具体到目前城市生态基础设施构建的实践中,也存在着很多不足(蔡玉梅等,2007)。例如,注重城市生态用地面积的提高,而忽视生态网络格局的优化和调控(俞孔坚等,2009);重视城市景观美化,而对城市生态景观的生态功能重视不足;生态基础设施规划大都在不同空间尺度、不同规划规划也不断出现(Lietal.,2005;俞孔坚等,2008,

环保活动(Savardetal.,2000)。城市生态用地对于深居钢筋水泥、柏油路的城市居民来说具有重要的旅游价值,尤其是那些具有一定文化内涵,景观良2郾好2郾,生态环境优良的公园绿地及保护区更是如此5摇促进社会经济发展摇城市经济发展标志之。一的城市用地拓展往往以蚕食生态环境用地为代价,但生态环境建设和改善却可以促进周围房地产开发及增值。有研究表明,城市生态用地可达性对房价具有十分显著的影响“向绿、趋蓝冶偏好,到最近公园。居民购房具有明显的开放式绿地的时间每增加1min,、房价分别平均约下广场绿地、河流与降1郾4、0郾7、1郾6和0郾9万元(尹海伟等,2009)。另外,城市整体环境的宜居性还会影响人才及投资商2郾的去留选择2郾6摇导向和约束城市扩张,进而影响城市社会经济发展摇城市生态基础设施。

不仅为城市居民提供生态服务,还可以作为城市基础设施系统中一个不可或缺的部分对“灰色基础设施冶和“社会基础设施冶的发展进行引导和干预(刘海龙,2005;李博,2009)。为保护城市生态用地免受快速城市化带来的负面影响,很多城市提出了建设基本生态控制线的规划,其要点即为划定城市生态控制区作为城市扩张建设的“禁区冶和“高压线冶,以此保证城市重要生态用地的保留,并导向城市扩张速度和方向,促进城市人与自然,以及经济发展与环境保护关系的协调。被誉为生态型科学城的德国埃尔兰根将景观规划作为城市总体规划的基础部分,并尽量保全森林、河谷及其他重要生态地区,尽力保留和建设更多贯穿和环绕城市的绿色带,这一系列措施使得埃尔兰根市如今依然是一座被大面积森林和农场环绕的绿色城市(马道明,2008)。3摇城市生态基础设施的构建原则探讨

生态基础设施理论对城市生态规划起了很大的推动作用,基于生态基础设施理论进行的城市生态层面单独进行探索和试点,缺少彼此之间的谐调和整合(蔡玉梅等,2007);生态规划大都为自上而下的政府行为,几乎没有公众参与。针对存在的这些问题,本文进行了城市生态基础设施构建原则的3郾探讨1摇。

生态基础设施规划作为城市总体规划基础部分的原则

的道路“先破坏后治理。事实证明,这不仅会造成很多负面影响(修复)冶是很多西方国家走过,而且治理(修复)的用费也远远大于保护这些生态资2002)。源的花费,效果却难以理想(Benedict&McMahon,

该是生态基础设施的规划因此,在城市总体规划中首要考虑的就应(俞孔坚等,2004)。在生态基础设施的框架下进行城市建设规划,确保现存的生态用地免受发展的不利影响,最终实现经济发展和生态保护的和谐统一。即使在建成区,也要进行生态环境评估和生态建设的受益分析,以掌握合适时机进行生态重建。需要注意的一点是,总体规划具有不同的空间尺度,如城市群规划、城市总体规划、区级规划及社区规划等,在这些层次上都需要进行生态基础设施规划,但其注重的层面有所差异。在城市群及城市尺度上,应该注重生态基础设施整体格局和规模的规划;区级尺度上应该落实城市生态基础设施规划的同时,合理地进行布局,与城市总体尺度上的生态基础设施相衔接,以组成一个有效生态网络;社区层次上应更注重生态基础设施的美化作用,必要时需要采取立体绿化的方法。

俞孔坚等(2004)描述了景观设计师克里夫兰得(Cleveland)为美国明尼苏达州的明尼阿波利斯所做的景观规划。早在1883年,当明尼阿波利斯还是一个小镇时,克里夫兰得让决策者在郊区购买大面积土地用以建立公园系统,如今的城市已扩大了几倍,当年廉价购得的土地却成为城市中宝贵的绿地系统。这说明一个优秀城市生态用地系统的形

1652摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇生态学杂志摇第29卷摇第8期摇

成,不仅需要先进的理念,提前对生态基础设施进行3郾2摇重要生态用地划分及对其重点保护的原则

城市生态基础设施建设中首先要分清楚哪些区域是城市用地扩张的“禁区冶,并以其作为生态基本控制区进行重点保护和永久保留。这类区域一般包括山地(特别是坡度较大和海拔较高的山地)、河网、海岸带和连续分布的且具有较大面积的林地等2007)。

(李团胜和石铁矛,1998;Walmsley,2006;俞孔坚等,

规划和投资也是十分必要的。

居民每人需要10m2森林面积;而事实上,加上化石燃料燃烧产生的CO2,城市中每人需要有30~40m2的绿地面积。

总量一定的前提下,通过格局的优化可以更好地提供生态服务(韩文权等,2005)。本研究认为,应该按照生态用地作用类型的不同分别进行格局优化。保留大斑块和斑块之间的有效连接对保护生物多样性具有重要作用(Benedict&McMahon,2002),因此对于以物种保护为目的的生态用地应该尽可能保证其具有足够面积和连通性;对于以改善人居环城市扩张不仅表现为对林地、草地、农田及湿地等土地覆被状况的改变,还会带来山体、海岸线、河道等自然地貌景观的改变。而这些自然地貌景观作为长期自然过程的结果,对自然生态过程的维系和稳定具有重要作用,这些系统一旦遭受破坏,很容易造成生态过程的紊乱,影响人居环境质量,并可能导致滑坡、水土流失、水涝灾害、风暴潮等自然灾害风险的加剧(吴健生等,2004;周洪建等,2008)。因此,这些地貌景观在城市建设的过程中必须得到尊3郾重3摇,并进行重点保护网络体系的原则

。

生态基础设施是由斑块、廊道和踏脚地组成的,但并不仅仅是这些组分的简单组合,而应该是由这些具有不同特点和不同功能的要素相互连接而成的一个有机网络体系。

因此,城市生态基础设施建设不仅仅意味着生态用地面积的扩大和对重要生态用地的保护,更重要的是将这些生态用地进行有效连接,组成一个生态高效的网络整体&(李团胜和石铁矛态用地高效与否的重要方面McMahon,2002)。因此,“系统性,对保证重要生态过程冶,1998;Benedict是衡量城市生稳定具有重要作用,需要在生态基础设施构建中特3郾别注意4摇自上而下和自下而上相结合的原则

。

“生态基础设施构建的具体实践中,要充分发挥作用决策者。

(自上而下)冶和“公众(自下而上)冶的积极对决策者而言,首要关注的是总量怎样达标和格局如何优化。对于城市生态用地总量的要求和规定,国际上没有统一标准,不同城市也都有各自规定。李团胜和石铁矛(1998)认为,从卫生学上保护环境的要求和防灾防震的要求出发,城市绿地面积应在50%以上,从大气O2与CO2的平衡来看,城市

境质量为目的的生态用地,则要分散和集聚相结合。例如,不仅要建设大型公园和绿地等集体性休憩和娱乐活动场所,还需注重社区小型绿地的建设,以保证居住环境的美化和就近休憩场所的供给。

公众的参与可以分为两个方面,一是参与决策,二是参与社区生态基础设施构建和保护。决策过程中的公众参与不仅可以取得公众在土地出让和资金投入等方面的支持,还可以充分利用公众的智慧和对生态基础设施的需求进行更为有效的生态建设。在产权明晰的前提下,鼓励公众参与社区生态基础设施构建和保护,督促企事业单位进行单位绿地规划,则不仅可以吸引社会资金和人力资源参与生态基础设施建设,节约相应的管理和维护成本,还能更有效地保护生态用地免受城市扩展的不利影响。4摇结摇语

城市生态基础设施是一个综合的概念,不但包括传统的城市生态用地系统,而且更广泛地包含一切能提供各种生态服务的空间,如大尺度地貌格局、自然保护地、林业及农业系统等生态用地。它不仅突出了对城市生态用地的重要性,并且强调了不同类型生态用地的组合及其有效连接而构成的生态网络体系。

城市生态基础设施是不同尺度、不同类型生态用地的综合,因此也具有综合的生态作用,一方面可以维系自然过程,如物种保护、保持水土、防风固岸及维持水体自净能力等,另一方面可以改善人居环境质量,即缓解交通污染,调节空气与降低热岛效应,促进休闲文化和生态教育,促进社会经济发展,以及导向和约束城市扩张。

城市生态基础设施的建设中应高度重视其整体性和系统性。在城市总体规划中要注重生态规划先行,对重要生态区域进行重点保护和永久保留,并将

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作者简介摇杜士强,男,1984年生,博士研究生,主要从事城市生态安全及其调控研究。E鄄mail:[email protected]责任编辑摇魏中青