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1當前城市空間規劃中生態規劃策略的局限

保護好動態生態過程、考量城市開發建設對生態過程的干擾分析對維護自然生態系統以及社會經濟環境的可持續發展有著重要意義；同時，通過景觀生態指數計算對構建的生態安全格局進行生態效益評估，對校核城市空間規劃方案在生態規劃層面的合理性與可操作性亦有著重要的作用。而當前城市設計中關于這一領域的研究較少，因此，亟需建立一種方法來考量城市建設對這些過程的干擾分析，同時建立生態效益評價體系對空間方案進行評估，構建全面、穩定的生態安全格局。

2研究的思路與技術路線

2.1概念界定

廣義上的生態過程干擾是指人類的活動對自然生態系統產生的所有影響，進而引發一系列的生態問題，如生態物種減少、引發自然災害、景觀格局破碎等；狹義上的則是指城市建設、城市增長對動態的自然生態過程產生的干擾和影響。本文所指生態過程干擾是基于狹義上的概念。當前我國快速推進的城市建設對生態過程的干擾是多方面的，如水文過程、生物活動過程、物種棲息過程、物質能量流動、自然通風過程、海潮淹沒過程等都已經受到大規模城市建設的影響，造成自然生境的不可逆轉破壞。

2.2研究的思路

從動態的生態過程視角出發，在城市空間規劃中，結合基地的特征和實際情況，綜合考量城市開發對生態過程的干擾，利用GIS對這些過程進行空間格局分析，識別潛在的生態要素以及空間組合構成，并通過Fragstats（景觀生態相關指數計算軟件）對斑塊分維度、香農多樣性等景觀生態指數進行量化分析，對方案進行生態效益評估，以校核城市空間規劃方案在生態規劃方面的合理性與可操作性，進一步優化城市生態安全格局。

2.3技術路線框架

根據上述研究思路，本文構建了如下技術路線。

3項目實踐研究

3.1蘇圫垸現狀概況

3.1.1區位交通

蘇圫垸位于長沙市開福區,基地范圍包括蘇圫垸濕地公園片區和濕地公園外東北片區兩部分，總面積約22.73km2。基地依托長沙北二環、長沙北三環、京珠高速公路便捷聯系四方，隨著未來長沙過江交通完善、區域交通網絡成型，蘇圫垸將成為長沙主城北部重要的交通節點，是長沙北拓發展的空間載體。

3.1.2基地特征

蘇圫垸地區的生態系統由濕地、森林、河流等多種類型共同組成。現狀濕地主要為庫塘濕地，包括水庫、水稻田、山塘、魚塘等多種類型，呈現典型的人工濕地特征，是潛在的承載城市活力集聚的地區。規劃區現狀以粗放的方式建設，大量村莊建設用地零散分布，建設質量普遍不高，衛生環境較差，缺乏公共配套服務設施。

3.1.3生態過程干擾分析

針對當前蘇圫垸地區的基地特征以及存在的生態問題，本次設計方案將重點考量城市開發建設對以下幾個生態過程的干擾分析：

（1）水文過程干擾。

歷史上蘇圫垸地區存在著眾多的庫塘濕地，包括水庫、山塘、徑流等，水系類型多樣，形態豐富，在20世紀50年代蘇圫垸濕地還存在著小泗胡、基頭湖、王家湖、楚家湖等大型湖泊，撈刀河等河流水量充足，然而從1990年代開始，蘇圫垸河漫灘先后經歷圍堤建垸、撈刀河出口改道等工程，不斷地沖擊原生態系統，并大大降低了蓄洪能力，由河漫灘轉向堤垸，導致水塘數量減少、面積減小，濕地功能退化，生態植被單一。當前，大型水體僅剩楚家湖、鳳羽湖和撈刀河，現狀水塘多為農用，人工性強。21世紀以來，蘇托垸災害史問題突出，包括潰垸數次、外江滲水、旱災。研究水文過程，通過GIS對水系統進行空間格局分析，對恢復蘇圫垸水文生態系統有著重要的意義，本文將重點從洪水總量計算、水面率控制的規模與范圍、水敏感、低洼地等方面進行空間分析，識別對水文動態過程有著重要的意義的生態元素以及所構成的空間格局。

（2）生物棲息、活動過程干擾。

蘇圫垸地處長沙市區域生態廊道交匯的重要節點，境內物種十分豐富，有國家級保護植物如香榧、三尖杉等，是白鷺、蒼鷺等各種鳥類以及眼鏡蛇、牙獐等動物的重要活動廊道與棲息地，是整個生物活動安全通道上的重要緩沖區，但是這些生物過程都隨著區域周邊的開發建設不斷消失，濕地正在逐步退化。據不完全統計，從20世紀90年代至今，蘇圫垸地區動物棲息地斑塊數量減少了近一半，面積只有原來的60%，分布較為零散；撈刀河生態效益低，廊道寬度不夠，物種單一，河岸生態穩定性差，這些都導致生物多樣性不斷降低，眾多喜水、喜林生物在這一區域已經消失；加上周邊區域的開發建設，也進一步阻斷了生物活動過程。生物棲息、活動這一動態過程對維護生物多樣性、生態穩定性有著重要的作用。因此，蘇托垸地區的城市設計將著眼于保護山體林地和水系濕地生境資源來解決這一訴求，利用GIS對喜水、喜林生物的棲息地、活動廊道進行敏感度、緩沖區分析，重構生物安全格局。

（3）自然通風過程干擾。

長沙市夏季主導風為東南風，平均氣溫高達37.10C，已經成為“四大火爐”之一，近些年在大規模的城市建設中不斷侵蝕濕地，忽視對自然通風過程的考慮，導致城市熱島效應明顯，與此同時，由于通風過程不流暢，加劇大氣污染物的集聚。當前，SO2、NO2為長沙市大氣污染的主要污染物，且春季和冬季是長沙市大氣污染較為嚴重的季節。蘇圫垸處于長沙南北向通風廊道的中央及分叉口位置，對于冬季西北風順利進入南部城區緩解大氣污染，以及夏季東南風攜帶主城區熱量通暢北上，減少熱島效應、降低城區溫度、稀釋大氣污染起到非常重要的作用。本文將對蘇圫垸進行熱島緩沖廊道、主導風向、地形風向的空間格局分析，保護蘇托垸地區自然的通風格局。

3.2基于生態過程干擾分析的GIS空間格局構建

3.2.1水文過程干擾的GIS空間格局

（1）洪水量計算。

蘇圫垸片區集雨面積為12.34km2，位于暴雨一致區第七區，產流分區為第Ⅰ區，雨量初損30mm，地表徑流系數取0.6。考慮到本區域集雨面積較小，流域內無實測水文資料，本次計算采用《湖南省暴雨洪水查算手冊》推理公式法來推求本流域5%頻率下的設計洪水（防洪標準：200年一遇，排澇標準：20年一遇暴雨12小時排出），采用公式Wmp=R總F/10（萬m3），經計算得洪水總量為：Wm5%=193萬m3。

（2）水面率規模控制。

在得到洪水總量的基礎之上，結合區域現狀水面率以及《城市水系規劃導則》的要求，同時參考其他國家城市濕地公園水面率控制比率，本次取本區域最小水面率為12%（參考江浙地區水網地區12%最小水面率要求），即1.72km2。總規中明確蘇圫垸濕地片區可建設用地不應超過用地1/3，則濕地公園面積約為10km2，其中水面率參考國內其它國家城市濕地公園水面率，約為40%~70%，因此本次研究最大水面率取60%，則片區內最大水面率控制為6km2。綜上，本次水面率選取用地面積的12%、20%、40%作為低、中、高三個方案分別從滯洪排澇能力、水體循環經濟性等方面進行比選。三個方案均能滿足滯洪蓄澇要求，但是水面面積越大，蓄澇能力越強。本次研究建議水面率控制在2.5~6km2之間，為保證滯洪蓄澇要求，非汛期建議取中低值，汛期部分濕地區域可淹沒，水面面積達到中高值。

（3）水敏感性分析。

綜合水系歷史演變、現有水資源分布、低洼易澇區分析確定水敏感性分區。水敏感性強的區域主要有：1）撈刀河及沿河兩側河漫灘區域，“三橫兩縱”干渠；2）撈刀河河堤北側周邊低洼易滲水區域；3）現有養殖塘、魚塘、山塘等水體;4）楚家湖南側低洼區域、養殖中心南側低洼區域；山區自然徑流、在建水庫區域。水敏感性分析反映，可通過規劃構建草型湖泊+表面流人工濕地，局部運用多類型人工濕地復合系統，通過重構本地化生物群落，與區域山丘、河流生態系統連接。

3.2.2生物棲息、活動過程干擾的GIS空間格局

通過GIS的空間分析，識別蘇圫垸地區喜水生物與喜林生物的潛在棲息地和遷徙活動廊道。在此基礎上，進行因子疊加，識別生物潛在棲息地與活動廊道。

3.2.3自然通風過程干擾的GIS空間格局

（1）風廊道構建。

來自北部森林、濕地的清新空氣源隨湘江沿規劃區西部開闊濕地水面進入規劃區形成主風廊道，因此，本次規劃沿區域生態綠廊布置大型南北向綠化廊道，將山林的涼風引入規劃區，并為城市補充氧氣；沿中部風羽湖和城市主干道形成次風廊道，利用涼爽的林源風與水系為城市降溫。

（2）熱島緩沖廊道構建。

根據現狀不同地表下墊層類型進行地溫反演，得到現狀熱島及冷島分布情況，從而建立聯系冷島的低溫廊道以及分割熱島的熱緩沖廊道，利用綠化與水體減緩太陽輻射的熱效應。

3.3規劃方案

通過對生態過程的干擾分析，明確城市開發對這些過程的內在影響，疊加水文過程敏感性分析、生物活動過程敏感性分析、風廊道、熱島緩沖廊道敏感性分析、地質敏感性分析，將原有坑塘濕地、山體林地等自然資源，與規劃公園湖泊、防護綠地等人工生態資源有機整合,構建“斑塊-基質-廊道”綜合生態安全格局，形成規劃方案的的生態保育雛形。根據GIS空間格局分析結果，整體上形成大集中、小分散的用地布局形態。規劃區北部最敏感區域分布較多且較為分散，用地布局宜采用有機自由的布局方式，低強度開發，整合現有村莊居民點，形成兩型社會新農村建設樣板示范區；南部為集中建設區，最敏感區域主要分布在中間區域，通過適當擴大水面，形成以風羽湖為生態綠核的公共服務區，結合次一級敏感區域以及地表徑流、現狀水塘的分布，疏通水系，形成網絡化的水鄉布局模式，在此基礎上，綜合考慮交通、功能分區等，將各類建設用地有機嵌入生態本地，形成蘇圫垸地區的空間規劃方案。

3.4效益評價

3.4.1評價指標體系

在景觀生態學理論基礎上，以保護生物多樣性和合理規劃斑塊、廊道等生態資源為基地生態保護為核心目標，選取斑塊形狀指數、斑塊分維度指數、香農多樣性指數、香農均度四個景觀生態指數因子進行評價，共同建立生態效益評價指標體系。

3.4.2評價結果

利用Fragstats景觀生態格局軟件，對比核算規劃區水域景觀、綠地景觀規劃前后的景觀生態指數，評價結果顯示：平均斑塊形狀指數（SHAPE_MN）提高了49.6%，平均斑塊分維度指數（FRAC_MN）提高了1.4%，香農多樣性指數（SHDI）提高了27.1%，香農均度指數（SHEI）提高了27.1%，規劃方案通過尊重規劃區現狀自然生態基底條件，注重廊道的連接，濕地的規模化、整體化設計，使規劃區水綠空間結構得到優化，景觀多樣性更豐富，分布更均勻，生態效益也得到顯著提高。

4結語

本文以長沙市蘇圫垸城市設計實踐項目為例，探討了一種基于動態生態過程保護的生態安全格局構建方法，即在地質敏感、工程承載、高程、坡度等分析的基礎上，綜合考量城市建設開發對生態系統造成的各類生態過程的干擾，通過GIS空間格局分析，識別動態的潛在的生態安全格局，作為城市設計方案的雛形，實現生態效益與經濟效益的平衡。當前，國內學者較少對“生態安全格局”構建后的生態效益進行科學的評估，本文利用景觀生態格局軟件Fragstats選擇部分景觀指數進行生態效益復核，以校核城市設計方案在生態規劃方面的合理性與可操作性，在優化與完善城市生態安全格局的同時，其研究思路與技術方法亦可為其他地區城市建設提供借鑒與參考。

作者：曾振 周劍峰 肖時禹 單位：深圳市城市規劃設計研究院