北京市生態(tài)安全格局及城市增長預(yù)景

　　摘要：在快速城市化和城市生態(tài)安全面臨巨大挑戰(zhàn)的時代背景下，構(gòu)建生態(tài)安全格局是實現(xiàn)區(qū)域和城市生態(tài)安全的基本保障和重要途徑。本文在梳理國內(nèi)外生態(tài)安全格局研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，提出基于景觀安全格局理論的北京市生態(tài)安全格局網(wǎng)絡(luò)和城市發(fā)展空間格局。通過對北京市水文、地質(zhì)災(zāi)害、生物多樣性保護(hù)、文化遺產(chǎn)和游憩過程的系統(tǒng)分析，運用GIS和空間分析技術(shù)，判別出維護(hù)上述各種過程安全的關(guān)鍵性空間格局（景觀安全格局），進(jìn)而綜合、疊加各單一過程的安全格局，構(gòu)建具有不同安全水平的綜合生態(tài)安全格局，形成保障北京城市和區(qū)域生態(tài)安全的生態(tài)基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：北京市 格局 生態(tài)

　　The Function of Ecological Security Patterns as an Urban Growth Framework in Beijing

　　YU Kongjian，WANG Si-Si，LI Di-Hua, LI Chun-Bo

　　1 The Graduate School of Landscape Architecture, Peking University, Beijing 100871, China

　　ABSTRACT: In consideration of the current trends in globalization and rapid urbanization in China, the ecological security of Chinese cites is quickly becoming a central issue. Using Beijing City as a case study, this paper proposes a systematic methodology in planning and designing Ecological Security Patterns based on the theory of Landscape Security Patterns and Ecological Infrastructure. At the regional scale, ecological security patterns are designed to account for flood and storm water management, geological disaster prevention, biodiversity conservation, and cultural heritage protection and recreation, and are produced with the aid of GIS models. These patterns are integrated into a comprehensive ecological security pattern, which is then used to determine future urban growth patterns and provide optimized land-use strategies. Comparative impact evaluations for these scenarios show that the Urban Growth resulting from Ecological Security Pattern can effectively retain the integrity of ecological processes and prevent urban sprawl. The urban growth pattern based on satisfying (medium level) Ecological Security Pattern can both provide for the requirements of competing land uses and establish a solid landscape infrastructure to safeguard the natural and cultural resources of Beijing and beyond.

　　KEYWORDS: Ecological Security Pattern; Ecological Infrastructure; Landscape Security Pattern; Land-use; Beijing

　　城市生態(tài)安全格局（Ecological Security Pattern）是城市自然生命支持系統(tǒng)的關(guān)鍵性格局。它維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程健康與完整，維護(hù)區(qū)域與城市生態(tài)安全，是實現(xiàn)精明保護(hù)與精明增長的剛性格局，也是城市及其居民持續(xù)地獲得綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本保障。中國近30年的經(jīng)濟(jì)高速增長與快速城市化，堪稱世界奇跡，然而高強(qiáng)度的人類活動和不恰當(dāng)?shù)耐恋乩梅绞?，使脆弱的城市生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力[1]。城市生態(tài)安全格局的相關(guān)研究和實踐正是在這一宏觀背景下發(fā)展起來的。

　　國際上，早在19世紀(jì)末，奧姆斯特德、霍華德等人就從改善城市人居環(huán)境的角度出發(fā)，提出了“公園系統(tǒng)”（Park System）和“花園城市”（Garden City）等理論并開展了相關(guān)實踐，對后世的城市規(guī)劃和生態(tài)規(guī)劃產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。1950年代在西方逐漸興起的以綠道（Greenway）運動為代表的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建逐漸成為自然資源保護(hù)的新熱點[2~5]。20世紀(jì)80年代誕生的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施（Ecological Infrastructure）和綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure）概念，將重要生態(tài)資源作為國土生命支持系統(tǒng)的關(guān)鍵性格局進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)，被認(rèn)為是實現(xiàn)精明保護(hù)的重要途徑。目前區(qū)域和城市尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃研究已在美國馬里蘭州、芝加哥、明尼蘇達(dá)、波特蘭等市展開[6]。

　　在我國，生態(tài)安全格局被認(rèn)為是實現(xiàn)區(qū)域或城市生態(tài)安全的基本保障和重要途徑[7~12]。近十年我國學(xué)者對生態(tài)安全格局的定義、理論基礎(chǔ)和構(gòu)建方法等方面展開了研究 [13~14]。其中生態(tài)安全格局的構(gòu)建方法是生態(tài)安全格局研究的重點和難點?；谏鷳B(tài)適宜性和垂直生態(tài)過程進(jìn)行的生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性分析，是關(guān)鍵生態(tài)地段辨識的常用方法，目前較為成熟和系統(tǒng)，被國內(nèi)學(xué)者所廣泛采用。20世紀(jì)80年代以來蓬勃發(fā)展的景觀生態(tài)學(xué)為生態(tài)安全格局提供了新的理論基礎(chǔ)和方法，包括“最優(yōu)景觀格局”[15],“景觀安全格局( Landscape security pattern)” 和“生態(tài)安全格局”（Ecological Security Pattern）[16~17]等。由我國學(xué)者提出的“景觀安全格局”和“生態(tài)安全格局”理論已在不同尺度、不同區(qū)域的關(guān)鍵生態(tài)地段的辨識和生態(tài)安全格局的構(gòu)建中得到廣泛應(yīng)用[16~23]。此外，由于生態(tài)安全格局研究所具有的綜合性和復(fù)雜性，包括預(yù)景（Scenario）、干擾分析、GAP分析在內(nèi)的多種分析方法也被應(yīng)用到研究中[24]。

　　生態(tài)安全格局研究的尺度和范圍較廣。研究區(qū)域早期集中在自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)[18]，近年來針對生態(tài)脆弱地區(qū)[25]，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)，以及重大工程的生態(tài)安全格局[26~27]的研究逐漸增多。其中快速城市化地區(qū)的生態(tài)安全格局構(gòu)建已成為生態(tài)、地理、城市規(guī)劃等學(xué)科共同關(guān)注的熱點。不同學(xué)者對東營、威海、菏澤、臺州、蘭州、沈陽等城市[20~23，28~29]生態(tài)安全格局的構(gòu)建及其對于城市擴(kuò)張的響應(yīng)等進(jìn)行了卓有成效的探討。

　　經(jīng)歷近三十年來的快速發(fā)展，北京面臨著一系列資源環(huán)境制約，國土生態(tài)安全面臨嚴(yán)重威脅，包括：水資源嚴(yán)重短缺，河湖調(diào)蓄能力明顯下降；土地后備資源不足，節(jié)約性和集約化利用程度有待提高；建成區(qū)“攤大餅”式擴(kuò)張，城市空間結(jié)構(gòu)不盡合理；景觀破碎化趨勢明顯，綠色空間尚沒有形成有機(jī)系統(tǒng)等[30~32]。如何從空間上協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，實現(xiàn)精明增長與精明保護(hù)的雙贏，已經(jīng)成為緊迫而現(xiàn)實的問題。本研究應(yīng)用景觀安全格局理論和方法，探討區(qū)域和城市生態(tài)安全格局的構(gòu)建方法，并提出保障北京市生態(tài)長遠(yuǎn)安全的土地利用格局與實施戰(zhàn)略，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

　　1 方法論

　　景觀安全格局以景觀生態(tài)學(xué)理論和方法為基礎(chǔ)，通過景觀過程（包括城市的擴(kuò)張、物種的空間運動、水和風(fēng)的流動、災(zāi)害過程的擴(kuò)散等）的分析和模擬，來判別對這些過程的安全與健康具有關(guān)鍵意義的景觀元素、空間位置及空間聯(lián)系，這種關(guān)鍵性元素、戰(zhàn)略位置和聯(lián)系所形成的格局就是景觀安全格局[16~17]。景觀安全格局旨在解決如何在有限的國土面積上、以最高效的景觀格局、維護(hù)土地生態(tài)過程、歷史文化過程、游憩過程等的安全與健康的問題。景觀安全格局包括維護(hù)生態(tài)過程安全與健康的生態(tài)安全格局、維護(hù)鄉(xiāng)土遺產(chǎn)真實性與完整性的文化遺產(chǎn)安全格局、維護(hù)生態(tài)游憩過程安全與健康的游憩安全格局，等等。特別需要說明的是，本文以生態(tài)安全格局代替更廣意義的景觀安全格局概念，一方面是為了強(qiáng)調(diào)維護(hù)生態(tài)過程的絕對重要意義，同時也因為文化遺產(chǎn)和游憩過程的安全格局都是建立在生態(tài)基底之上的，因而，在這里生態(tài)安全格局在這里具有廣泛的含義。

　　本研究針對北京市生態(tài)問題，重點研究綜合水安全格局、地質(zhì)災(zāi)害安全格局、生物保護(hù)安全格局、文化遺產(chǎn)安全格局和游憩安全格局。

　　針對每個過程的景觀安全格局，其具體技術(shù)路線如下[16~17]：

　?。?）確定源：即過程的源，如生物的核心棲息地作為物種擴(kuò)散和動物活動過程的源，文化遺產(chǎn)點作為鄉(xiāng)土文化景觀保護(hù)和體驗的源，公園和風(fēng)景名勝區(qū)作為游憩活動的源。主要通過資源的空間分布數(shù)據(jù)和適宜性分析來確定。

　　（2）判別空間聯(lián)系：通過景觀過程（包括自然過程，如水的流動；生物過程，如物種的空間運動； 人文過程，如人的游憩體驗等）的分析和模擬，來判別對這些過程的健康與安全具有關(guān)鍵意義的景觀格局，包括緩沖區(qū)、源間連接、輻射道和戰(zhàn)略點等，并根據(jù)各格局的拐點和作用，劃分出低、中、高三種不同安全水平。

　　（3）提出優(yōu)化策略：針對某一生態(tài)過程和安全格局的具體要求，提出空間格局和土地利用的調(diào)整策略與建議。

　　將Steinitz[33]的景觀規(guī)劃框架與生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施理論以及景觀安全格局途徑相結(jié)合，形成了具有可操作的北京市生態(tài)安全格局(景觀安全格局)的總體研究框架（圖1）。