生态基础设施理论与实践

The Concept and Practice of Ecological Infrastructure

北京大学景观设计学研究院相关研究综述
The Review and Prospect of the Related Study of Graduate School of Landscape Architecture, Peking University

乔青 陆慕秋 袁弘

Qiao Qing Lu Mu-qiu Yuan Hong

摘要：对生态基础设施概念的起源、发展进行了梳理和总结，重点综述了北京大学景观设计学研究院在生态基础设施领域所做的研究工作。该研究团队将生态基础设施定义为城市所依赖的自然生态系统，是城市及其居民能持续地获得生态系统服务的基础；提出“反规划”理论是构建城市生态基础设施的途径，景观安全格局是生态基础设施规划的主要方法。介绍了北京大学景观设计学研究院完成的相关案例，涉及全国、城市和场地等多个尺度；阐述了生态基础设施研究与生态规划、土地利用规划、城市绿地系统规划、文化遗产研究等相关研究的结合应用。

关键字：生态基础设施，生态安全格局，“反规划”

基金项目：环保公益性行业科研专项：我国国土生态安全格局构建关键技术与保护战略研究（201209027）资助。

Abstract:This article summarizes the origination and development of the concept of Ecological Infrastructure (EI), focusing on the related studies and practices of Ecological Infrastructure (EI) done in the Graduate School of Landscape Architecture (GSLA), Peking University. EI is defined, by the research team, as a natural eco-system that cities rely on, and a basis for securing the sustainable nature service for cities and citizens. This article suggests that the negative approach is an optimistic approach in constructing urban Ecological-infrastructure and the Security Pattern is the specific methodology of EI. The article introduces several relevant case studies, including cases at scales of nation, city and site level. The application of integrating EI with Ecological Planning, Land-use Planning, Urban Green System Planning, Culture Heritage studies are also presented.

Key words: Ecological Infrastructure; Ecological Security Pattern; The Negative Approach

Fund: Scientific Research Special Fund for Public Service Industry of Environmental Protection: Research Fund for Key Technology and Protection Strategy of China’s Land Ecological Security Pattern Establishment (No. 201209027)

1 前言

生态基础设施的概念最早见于联合国教科文组织的“人与生物圈计划”（MAB，1984），之后有学者用其表示栖息地网络的设计[1-2]。随后，国际上明确采用EI概念的国家主要是荷兰，在1990s该国的农业、自然管理和渔业部的自然政策规划中提出了全国尺度上的生态基础设施（EI）概念[3]。

在随后的研究和规划中，又出现了与生态基础设施相关的诸多概念，如：绿色基础设施（Green Infrastructure）、绿道（Greenway）、生态廊道（Ecological Corridor）、生态网络（Ecological Network）、生境网络（Habitat Network）、环境廊道（Environmental Corridors）等。这些概念是由于不同国家或地区面临的问题不同、景观/土地利用特点不同、文化价值观和法律/规划系统存在差异、规划的侧重点和角度不同而导致的，彼此之间存在内涵上的交叉，又各有侧重，主要异同点在于：（1）从概念产生之初的背景看：生态基础设施、生境网络、栖息地网络等概念出于生物保护的目的，强调核心区、廊道等组分对保护生物多样性的作用[1]。绿道于20世纪90年代被纳入景观规划中，侧重于作为城市开放空间的游憩和审美功能[4]。绿色基础设施是与生态基础设施同时代出现的概念，强调对原生物种、自然生态过程，空气与水资源的保护，以及城市质量的提高。尽管这些概念在提出伊始具有不同的侧重点，但随着生态系统生态学、景观生态学、可持续发展理念的发展，生态基础设施、绿道等概念呈均现出多目标、多功能的趋势，内涵扩展到自然生系统服务的生物保护、休闲游憩、文化、环境教育等多个方面。（2）从空间尺度看：各概念在起始时候各有自己的适用范围，绿道主要应用在城市和州尺度；生态廊道、生态网络、生境网络、环境廊道等则主要应用在区域尺度。绿色基础设施在美国的应用十分广泛，涵盖了从全国到社区的多个空间尺度；生态基础设施主要应用在欧洲的洲际、国家和区域尺度[5]。但近年来的发展趋势是，不同概念均趋向于建立区域、全国甚至大陆范围内的多层次和多尺度的生态网络，应用空间尺度上的差别逐渐减少。（3）从理论基础看：各概念基本上都与景观生态学（Landscape Ecology）、岛屿生物地理学（Island Geography）理论、复合种群理论（Metapopulation）等理论的有关，廊道（Corridor）、斑块（Patch）、基质（Matrix）成为上述不同概念在规划中的基本空间模式[6]。

时至今日，生态基础设施规划已经具备了相对成熟的分析方法，大体可概括为垂直生态过程分析、水平生态过程分析、图论和形态学空间格局分析4种[7]。其中，垂直生态过程分析又被称为“适宜性”分析，源自麦克哈格的人类生态规划理论，强调景观单元内地质-土壤-水温-植被-动物与人类活动及土地利用之间的联系，用“千层饼”式的叠加技术可以很好的实现[8-9]。水平生态过程分析重视探讨水平方向上的生态过程（如物种迁徙）的景观格局，以此积极应对栖息地破碎化对生物过程的消极影响。基于GIS技术的“最小费用距离”模型是水平过程分析中常用的方法，它同时考虑了景观特征和生物行为特征，可被作为建设廊道的依据[10-11]。图论通过建立和分析景观连接性的有效工具，将空间结构简化为图论意义下的网络，包含一系列节点和一系列连接，根据连接度、费用率可确定相对最优的方案[12-13]；利用重力模型表示节点间的交互作用，能够判定每个空间单元的相对重要性，提供了量化评价规划方案或景观演变的手段[13]。形态学空间格局分析可依赖土地覆被或景观类型数据，通过把任何尺度和类型的二进制图像分为互不重叠的七类来分析其组成成分的几何学特征和连接性[14]，因此也可用来构建空间结构[15]。

在国内，俞孔坚是首位提出建立城市生态基础设施并将其付诸与规划实践的学者。早在2001年，俞孔坚针对中国的快速城市化问题和国土生态安全，认为“城市的生态基础设施(EI)是城市及其居民持续获得自然生态服务的基础”，并将生态基础设施定义为“城市所依赖的自然生态系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务（Natural services）的基础”[16]。此后，以其为首的研究团队在这一领域开展了系统持续的研究，迄今为止，形成了城市生态基础设施研究的理论与方法，并相继完成了多个城市的生态基础设施规划实践。（未完待续）