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、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)，判別出維護上述各種過程安全的關(guān)鍵性空間格局（景觀安全格局），進而綜合、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)設(shè)施。在此基礎(chǔ)上，提出城鎮(zhèn)空間發(fā)展預(yù)景和土地利用空間布局的優(yōu)化戰(zhàn)略。對不同預(yù)景進行綜合評價，結(jié)果顯示：基于生態(tài)安全格局的城鎮(zhèn)空間發(fā)展格局可以維持生態(tài)過程的連續(xù)性并克服常規(guī)城市發(fā)展模式下的蔓延，基于“滿意生態(tài)安全格局”（中安全水平）的城市空間格局可以同時滿足生態(tài)用地、農(nóng)用地和建設(shè)用地的需求，是一個同時實現(xiàn)精明保護與精明增長的有效工具。 
關(guān)鍵詞：生態(tài)安全格局；生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施；景觀安全格局；土地利用；北京


　　 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。它維護城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程健康與完整，維護區(qū)域與城市生態(tài)安全，是實現(xiàn)精明保護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)濟高速增長與快速城市化，堪稱世界奇跡，然而高強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的新熱點[2~5]。20世紀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)鍵性格局進行規(guī)劃和建設(shè)，被認為是實現(xiàn)精明保護的重要途徑。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、波特蘭等市展開[6]。 
　　在我國，生態(tài)安全格局被認為是實現(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)建及其對于城市擴張的響應(yīng)等進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)安全面臨嚴重威脅，包括：水資源嚴重短缺，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系統(tǒng)等[30~32]。如何從空間上協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系，實現(xiàn)精明增長與精明保護的雙贏，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（包括城市的擴張、物種的空間運動、水和風(fēng)的流動、災(zāi)害過程的擴散等）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生態(tài)過程安全與健康的生態(tài)安全格局、維護鄉(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，一方面是為了強調(diào)維護生態(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。 
　?。?）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。 
　?。?）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）。

2 北京市生態(tài)安全格局的構(gòu)建 
2.1 針對單一景觀過程的安全格局 
2.1.1 綜合水安全格局 
　　快速城市化導(dǎo)致城市水文過程的根本改變：人口的快速膨脹導(dǎo)致水資源嚴重短缺；不透水鋪裝面積的增加致使內(nèi)澇頻發(fā)；雨水資源大量流失，亟待深度開發(fā)利用；地下水采補失衡，引起濕地萎縮；工程化措施對水文過程造成負面影響。城市水系統(tǒng)和水環(huán)境的完整與健康已成為制約北京可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 
　　本研究以恢復(fù)天然水文過程和維護城市雨洪安全為目標(biāo)，運用ArcGIS空間分析技術(shù)，對洪水、地表徑流等過程進行分析和模擬，構(gòu)建洪水安全格局和雨水安全格局，并考慮地表和地下水源保護以及地下水補給，疊加形成綜合水安全格局。 
　　(1)洪水安全格局 
　　綜合洪水過程模擬、歷史洪澇災(zāi)害分析，構(gòu)建洪水安全格局。 
　　首先，根據(jù)地形圖和地形高程數(shù)據(jù)，判別現(xiàn)狀具有調(diào)蓄洪水功能的區(qū)域，包括市域內(nèi)的各級河流、湖泊、水庫、坑塘和低洼地。 
　　其次，根據(jù)水文過程模擬，確定徑流匯水點作為控制水流的戰(zhàn)略點，并根據(jù)分流部位和等級，形成多層次的等級體系。 
　　第三，根據(jù)洪水風(fēng)險頻率確定安全水平。洪水風(fēng)險頻率根據(jù)城市的重要程度、所在地域的洪災(zāi)類型，以及歷史性洪水災(zāi)害等因素來確定。水利部《關(guān)于加強海河流域近期防洪建設(shè)的若干意見》，確定北京城市防洪標(biāo)準將達200年一遇。本研究根據(jù)可獲得的準確降水?dāng)?shù)據(jù)及上述依據(jù)，確定了20、50、200年一遇作為不同安全水平的標(biāo)準。結(jié)合數(shù)字高程模型，模擬洪水過程，得到不同洪水風(fēng)險頻率下的淹沒范圍，并結(jié)合歷史洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)[34]，分析北京市歷史洪澇淹沒范圍。將上述兩種淹沒范圍進行疊加，確定洪水發(fā)生頻率的高、中、低區(qū)域，確定出防洪的關(guān)鍵區(qū)域和空間位置，從而建立多層次的滯洪濕地系統(tǒng)，形成不同安全水平的洪水安全格局。 
　　(2)雨水利用安全格局 
　　通過雨水下滲適宜性分析、地下水超采區(qū)分析和山區(qū)水土流失分析，綜合確定市域雨水利用的關(guān)鍵性空間格局，如山前沖、洪積扇等，構(gòu)建北京市雨水利用安全格局，并根據(jù)不同土地利用類型制定雨洪管理措施， 
　　在洪水安全格局和雨水安全格局的基礎(chǔ)上，考慮地表和地下水源保護以及地下水補給，疊加形成綜合水安全格局（圖2）。根據(jù)不同等級安全水平，提出了不同的限制建設(shè)要求和水生態(tài)恢復(fù)措施。

2.1.2 地質(zhì)災(zāi)害安全格局 
　　基于對泥石流、滑坡、滑塌、崩塌、礦山地面塌陷、地面沉降、地裂縫和水土流失等多種地質(zhì)災(zāi)害要素的空間分布，確定地質(zhì)災(zāi)害的源；通過對各地質(zhì)災(zāi)害類型的誘因和災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)土地利用格局的分析，確定對地質(zhì)災(zāi)害防護起關(guān)鍵作用的區(qū)域和空間聯(lián)系。緩沖區(qū)的范圍受地質(zhì)災(zāi)害的類型、發(fā)育強度、分布狀況、發(fā)生頻率、地形地質(zhì)條件、降水條件及人類活動強度等因素影響。并據(jù)此劃定了地質(zhì)災(zāi)害安全格局的低、中、高安全水平，提出了相應(yīng)的限制建設(shè)要求和災(zāi)害防治措施。 

[NextPage]

2.1.3 生物保護安全格局 
　　北京市多樣化的自然環(huán)境，孕育了豐富的生境和動植物資源。目前北京市的生物多樣性保護面臨以下問題：城建用地的無序擴張造成棲息地面積減少和破碎化；大型工程設(shè)施的建設(shè)切斷了生物遷徙的廊道；自然保護區(qū)、風(fēng)景區(qū)、森林公園等良好的生物棲息地之間缺乏有效連接[35]。針對上述問題，本研究從區(qū)域和景觀層次上識別生物多樣性保護的關(guān)鍵過程和空間格局，形成城鄉(xiāng)連續(xù)的鄉(xiāng)土生境和生物廊道系統(tǒng)，從而保護區(qū)域生物棲息地和生態(tài)系統(tǒng)的完整和健康。 
　　通過指示物種和焦點物種（Focal species）來進行生物多樣性保護，是目前國際通用的行之有效的做法[36-40]。為此，確定了本次研究指示性物種的選擇標(biāo)準：（1）能夠指示北京市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，并對其他物種及各類棲息地具有指示作用；（2）具有生物學(xué)上的代表性；（3）為廣大民眾所喜聞樂見。北京市的鳥類保護級別高且棲息地多樣，選取具有代表的留鳥和候鳥作為區(qū)域生物多樣性的指示物種較為合適。經(jīng)過對待選指示性物種的進一步分析，最終確定以大白鷺（Egretta alba）、綠頭鴨（Anas platyrhynchos）和環(huán)頸雉（Phasianus colchicus）作為指示物種。 
　　根據(jù)指示性物種的生活習(xí)性，分析不同土地覆蓋和土地利用類型對于生物活動的適宜性，判別現(xiàn)狀和潛在的核心棲息地。運用最小累計阻力模型（MCR）分別模擬指示性物種穿越不同景觀基面（土地覆蓋和土地利用）的過程，建立最小累積阻力面。生成的阻力面表示從源（棲息地）到空間某一點的易達程度，從而模擬物種水平擴散的行為模式。根據(jù)最小阻面，判別緩沖區(qū)、源間連接、輻射道以及戰(zhàn)略點，構(gòu)建每一個指示物種的安全格局[16～17]。最后將三個物種的安全格局疊加整合，構(gòu)建起北京市生物保護安全格局（圖4）。概括起來，該格局的總體建設(shè)戰(zhàn)略包括： 
　?。?）建立絕對保護的棲息地核心區(qū)：嚴格保護區(qū)域大型森林、河湖濕地生態(tài)系統(tǒng)，禁止城市建設(shè)和圍墾侵占； 
　?。?）建立生物棲息地緩沖區(qū)：低山丘陵地帶及農(nóng)田景觀，是生物棲息地緩沖區(qū)的主體，應(yīng)限制城市建設(shè)的過度侵占，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和進行生態(tài)管理； 
　?。?）構(gòu)建生物廊道系統(tǒng)：生物廊道對于景觀連接性具有關(guān)鍵性作用，廊道的連接性、寬度和構(gòu)成應(yīng)符合生物保護的要求。 
　?。?）培育生物保護戰(zhàn)略點：戰(zhàn)略點包括生物遷徙的踏腳石、生物廊道交匯處、生物廊道與城市道路的交叉點等，在這些關(guān)鍵性節(jié)點上進行生態(tài)恢復(fù)，設(shè)立動物通道。

2.1.4 文化遺產(chǎn)安全格局 
　　北京是舉世聞名的歷史文化名城。截至2006年，全市共有各級文物保護單位近900處，其中有6項被列入聯(lián)合國世界自然和人類文化遺產(chǎn)名錄。本研究通過構(gòu)建北京市文化遺產(chǎn)安全格局，形成文化遺產(chǎn)保護和體驗的空間網(wǎng)絡(luò)，從而進一步保護和彰顯北京的歷史文化風(fēng)貌特色。這個文化遺產(chǎn)安全格局的構(gòu)成要素包括[36]： 
　　（1）遺產(chǎn)實物：本研究將北京市全部文物保護單位（包括古建筑、古遺址、古墓葬、近現(xiàn)代建筑等）和歷史文化街區(qū)、歷史文化名村作為文化遺產(chǎn)安全格局的“源”。 
　?。?）連接這些遺產(chǎn)而形成廊道的景觀元素和潛在的點：通過專家咨詢和文獻研究，確定歷史河湖水系和歷史文化線路是北京市最為重要的線性文化遺產(chǎn)。北京河湖水系的變遷一直與城市發(fā)展和空間格局的演變息息相關(guān)。在快速城市化背景下，保護這些歷史河湖水系，對弘揚古都風(fēng)貌、改善生態(tài)環(huán)境、提供游憩空間具有十分重要的作用。歷史上形成的眾多文化線路，如明清御路、士人游憩路線[ 吳承忠．明清北京休閑地理研究．2004，北京大學(xué)博士論文．297-300]等，連接著豐富的鄉(xiāng)土景觀和文化風(fēng)俗，對遺產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建具有重要價值。除此之外，一些具有休閑游憩價值的線性景觀元素如水系、山路、鄉(xiāng)村道路等，以及那些目前并不具備休閑價值，僅僅因為其空間關(guān)系而適宜成為遺產(chǎn)廊道組成部分的景觀元素，對廊道規(guī)劃和建設(shè)也具有一定價值。 
　　本研究首先根據(jù)文物普查資料，建立文物保護單位和潛在文化遺產(chǎn)廊道的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。然后，基于土地覆蓋和土地利用的不同阻力分布，運用最小累積阻力模型（MCR），模擬其空間可達性，在此基礎(chǔ)上進一步分析確定適宜建立廊道的區(qū)域。基于廊道適宜性分析，判別出宏觀尺度上北京市文化遺產(chǎn)安全格局（圖6）。該格局的總體建設(shè)戰(zhàn)略包括： 
　?。?）構(gòu)建文化遺產(chǎn)廊道系統(tǒng)：以重要歷史河湖水系及歷史游憩線路為依托，確定市域范圍的文化遺產(chǎn)廊道系統(tǒng)； 
　?。?）保護自然山水格局：維護和發(fā)揚山水相融、自然風(fēng)光與人文景觀相交融的古都風(fēng)貌特色。注意文化遺產(chǎn)和周邊自然背景的相互關(guān)系，保護水系和山體的生態(tài)完整性； 
　?。?）游道與解說系統(tǒng)：廊道內(nèi)盡可能采取非機動交通，避免機動交通對步行道系統(tǒng)的干擾；解說系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計應(yīng)具有連續(xù)性，體現(xiàn)被解說對象的特色；管理服務(wù)設(shè)施適度建設(shè)，注意與歷史文化風(fēng)貌的協(xié)調(diào)。

2.1.5 游憩安全格局 
　　北京市游憩資源眾多，但游憩資源空間分布不均衡、可達性較低，各大游憩板塊和線路之間沒有形成有機整體，難以滿足市民日益增長的戶外游憩需求。為此，本研究將文化遺產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)、綠地水系網(wǎng)絡(luò)等具有不同游憩價值的系統(tǒng)進行疊加, 通過空間整合協(xié)調(diào)，形成北京市游憩安全格局。 
　　北京市域的各類公園、風(fēng)景名勝區(qū)、鄉(xiāng)土文化遺產(chǎn)以及山體、林地、水系等自然景觀具有較高的游憩價值，本研究將它們作為游憩過程的“源”。根據(jù)土地覆蓋類型進行游憩活動的適宜性分析，運用最小累積阻力模型（MCR），得到游憩可達性阻力面，再根據(jù)游憩阻力面，判別和構(gòu)建游憩安全格局。概括起來，總體建設(shè)戰(zhàn)略包括： 
　?。?）構(gòu)建區(qū)域綠色游憩廊道系統(tǒng)：通過游憩廊道加強傳統(tǒng)游憩地區(qū)的橫向聯(lián)系，并重點建設(shè)以水系濕地、生態(tài)休閑農(nóng)業(yè)為特色的東部游憩網(wǎng)絡(luò)； 
　?。?）建立城市非機動車綠色通道系統(tǒng)：建立城市內(nèi)部沿河流、林蔭道的非機動車綠色通勤、游憩廊道，以及城郊沿河流、農(nóng)田防護林等構(gòu)建的連接城鄉(xiāng)的非機動車綠色通道。該格局通過游憩廊道將已有和潛在的游憩節(jié)點整合成一個完整的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各級各類游憩資源的空間均衡配置。

2.2 北京市綜合生態(tài)安全格局構(gòu)建 
　　綜合以上水文、地質(zhì)災(zāi)害防護、生物多樣性保護、文化遺產(chǎn)和游憩方面的安全格局，建立綜合生態(tài)安全格局。以上五種廣義的生態(tài)過程被認為在生態(tài)安全格局的構(gòu)建時具有同等的重要性，被賦予相同的權(quán)重，將5個安全格局進行疊加，通過析取運算（∨），取最大值，最終確立北京市域生態(tài)安全格局（圖7）。它們形成了連續(xù)而完整的區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的安全和健康提供了保障。北京市生態(tài)安全格局所考慮的生態(tài)過程、要素和各安全水平的劃分標(biāo)準如表1所示，劃分的標(biāo)準和依據(jù)是建立在對各種自然、生物和人文過程的研究基礎(chǔ)之上的，如洪水風(fēng)險頻率的通用等級劃分、河流廊道的寬度的景觀生態(tài)學(xué)依據(jù)[37]、生物保護中的最少面積和最小種群等等。其中“底線安全格局”是低水平生態(tài)安全格局，是保障生態(tài)安全的最基本保障，是城市發(fā)展建設(shè)中不可逾越的生態(tài)底線，需要重點保護和嚴格限制，并納入城市的禁止和限制建設(shè)區(qū)；“滿意安全格局”是中水平安全格局，需要限制開發(fā)，實行保護措施，保護與恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)?！袄硐氚踩窬帧笔歉咚桨踩窬?，是維護區(qū)域生態(tài)服務(wù)的理想的景觀格局，在這個范圍內(nèi)可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況進行有條件的開發(fā)建設(shè)活動。 
　　表1 不同安全水平生態(tài)安全格局的劃分標(biāo)準 
　Table.1 Classification standards of Ecological SP at different security levels 

    圖7 北京市綜合生態(tài)安全格局
Fig.7 Comprehensive Ecological Security Pattern in Beijing

表2 不同安全水平下生態(tài)安全格局的面積與比例
Table.2 Area and Proportion of Ecological Security Patterns at different security levels

　　北京市生態(tài)安全格局從整體空間格局和構(gòu)成要素上，可以概括為：以西、北地區(qū)山地森林和大型濕地為重要的生態(tài)源，以小型林地和濕地為斑塊，通過沿水系、林帶、文化遺產(chǎn)線路等線性元素建立的生態(tài)廊道、文化遺產(chǎn)廊道和游憩廊道，構(gòu)成北京地區(qū)的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。 
3 基于生態(tài)安全格局的城鎮(zhèn)空間格局預(yù)景 
　　在生態(tài)安全格局研究成果的基礎(chǔ)上，選取“無生態(tài)安全格局”和“低、中、高水平的生態(tài)安全格局”四種不同土地利用方式作為城市空間發(fā)展的預(yù)景前提，模擬未來城鎮(zhèn)空間發(fā)展格局?！盁o生態(tài)安全格局”情況的預(yù)景體現(xiàn)了城市空間在單純的經(jīng)濟活動驅(qū)動下可能的發(fā)展預(yù)景。該預(yù)景下城市空間發(fā)展不受“生態(tài)控制”等條件約束，城市空間無序蔓延（圖8）?；诓煌踩缴鷳B(tài)安全格局的預(yù)景，主要體現(xiàn)了生態(tài)安全格局得以執(zhí)行的情況下，城市空間可能的發(fā)展預(yù)景（圖9-11）。這三種預(yù)景下，城市各類用地對城市擴張產(chǎn)生的阻力取決于生態(tài)安全格局所賦予的用地屬性阻力值，代表城市發(fā)展需要跨越該用地的難度，其中低安全水平格局用地阻力值最大，而中、高水平安全格局的用地的阻力值依次降低。[NextPage] 
　　在預(yù)景分析的基礎(chǔ)之上，從城鎮(zhèn)擴張趨勢、生態(tài)安全維護用和地規(guī)模三方面對各預(yù)景進行定性和定量的分析與評價： 
　　“無生態(tài)安全格局”下，城市建成區(qū)“攤大餅”式蔓延，周邊組團與中心城區(qū)連片發(fā)展，生態(tài)資源占用較多。 
“底線生態(tài)安全格局”下，由于生態(tài)安全格局嚴格的用地控制，保證了最低限度的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施核心網(wǎng)絡(luò)和基本的生態(tài)服務(wù)。各城市組團雖沒有完全連片，但趨勢較為明顯。 
“滿意生態(tài)安全格局”下，較好地維護了生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)服務(wù)，組團間由生態(tài)用地相隔。 
“理想生態(tài)安全格局”下，最大限度地保護生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)服務(wù)，建設(shè)用地被生態(tài)用地分割呈組團式發(fā)展。 
　　通過預(yù)景發(fā)現(xiàn)，除高安全水平的“理想生態(tài)安全格局”之外，其他三種預(yù)景都能滿足北京市土地利用總體規(guī)劃預(yù)測的2020年3800km2[ 《北京市土地利用總體規(guī)劃（2005-2020）》中確定到2020年北京市城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模為3800 km2]建設(shè)用地的要求（見表3）

圖8 無安全格局：“無態(tài)安全格局”情況下城鎮(zhèn)空間格局 
Fig.8 Urban Growth Pattern without Ecological SP

圖9 底線格局：基于“底線生態(tài)安全格局”的城鎮(zhèn)空間格局 
Fig.9 Urban Growth Pattern Based on Minimum Ecological SP 

圖10滿意格局：基于“滿意生態(tài)安全格局”的城鎮(zhèn)空間格局 
Fig.10 Urban Growth Pattern Based on Satisfying Ecological SP 

圖11理想格局：基于“理想生態(tài)安全格局”的城鎮(zhèn)空間格局 
Fig.11 Urban Growth Pattern Based on Ideal Ecological SP

表3 各預(yù)景綜合比較 
Fig.3 The comprehensive comparison of the four scenarios

4 結(jié)論與討論 
（1）本研究強調(diào)生態(tài)安全格局在空間結(jié)構(gòu)上的完整性和在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)上的綜合性。作為向城市提供自然服務(wù)的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，生態(tài)安全格局應(yīng)將生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)，包括旱澇調(diào)節(jié)、生物多樣性保護、休憩與審美啟智，以及遺產(chǎn)保護等整合在一個完整的景觀格局中，落實在土地上。 
（2）本研究在景觀安全格局和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施理論指導(dǎo)下，提出了城市生態(tài)安全格局的研究框架。運用GIS空間分析等技術(shù)，對區(qū)域關(guān)鍵的生態(tài)過程（包括非生物自然過程、生物過程和人文過程）進行垂直和水平分析，判別維護生態(tài)過程安全的關(guān)鍵性空間格局，并整合為具有綜合功能的生態(tài)安全格局。本文的生態(tài)安全格局包含了其他相關(guān)景觀過程的安全格局，目的是強調(diào)生態(tài)安全格局的重要性和作為其他景觀過程和格局的基礎(chǔ)。而通常情況下，生態(tài)安全格局可以被看作是整體景觀安全格局的一部分。 
（3）生態(tài)安全格局的研究成果可直接指導(dǎo)城鄉(xiāng)空間布局和生態(tài)建設(shè)。將生態(tài)安全格局與城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、限建區(qū)規(guī)劃、城市“綠線”規(guī)劃相結(jié)合，作為它們的科學(xué)基礎(chǔ)和核心內(nèi)容，是生態(tài)安全格局理論對城市規(guī)劃的重要貢獻。 
（4）通過北京城市格局發(fā)展預(yù)景分析，可以證明生態(tài)安全格局途徑是實現(xiàn)“精明的保護”與“精明的增長”的有效途徑。城市擴張的預(yù)景揭示了如何在有限土地資源條件下，實現(xiàn)保護與發(fā)展和諧同步的可能性。研究證明進行生態(tài)環(huán)境保護并不在于必須犧牲很多或更多的建設(shè)用地，也不必以犧牲土地利用的經(jīng)濟價值為代價，而是可以通過科學(xué)合理的空間格局的設(shè)計，用盡可能少的土地，來獲得盡量好的生態(tài)效益；這一預(yù)景還揭示了城市的空間格局是土地的生態(tài)過程和格局所界定的，而不應(yīng)該用一個意象的城市空間形態(tài)來規(guī)劃。這正是城市“反規(guī)劃”的核心理念[43~44]，即：城市的發(fā)展建設(shè)規(guī)劃必須以生命土地的過程和格局為依據(jù)和基礎(chǔ)，先做不建設(shè)規(guī)劃，再根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展需要進行建設(shè)用地規(guī)劃和布局。 
（5）到目前為止，生態(tài)學(xué)理論研究如何轉(zhuǎn)化為應(yīng)用仍處于探索階段，在今后的研究中單一安全格局的構(gòu)建以及邊界的確定方法將是重點研究的問題，生態(tài)安全格局低、中、高三種安全水平的劃分依據(jù)也值得繼續(xù)探討和完善。 

致謝： 
參與本次研究的還包括：曹燕群、陳春娣、佘依爽、孫齊、喬青、宋吉濤、李青、李婷、胡望舒、熊亮、姬婷、李云圣、湯敏、廖慧儀、胡佳文、鐘晨等。 
感謝北京市國土資源局張維，陶志紅和規(guī)劃勘測中心全體同仁在項目全程給予的大力支持！ 
感謝王放、馮永鋒、張峻峰、武弘麟、韓光輝、韓茂莉、呂植等人的指導(dǎo)和幫助！ 


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