山水園林城市生態空間規劃研究
——以南寧市為例

何 舸

中國城市規劃設計研究院深圳分院,深圳 518040

人是城鎮化地區生態系統變化的主導因子,在全世界范圍內,人類活動導致的土地利用/覆蓋變化正深刻地改變著生態空間格局[1-2]。隨著我國城鎮化率和經濟水平的不斷提升,大量人口在城市聚集,土地利用方式急劇變化,城鎮、農業、生態空間利用與保護之間的矛盾十分突出[3-5]。然而,人與自然也是生命共同體,城市發展與規劃建設必須尊重自然、順應自然、保護自然。黨的十八大以來,在生態文明體制改革的新時期,我國將生態保護與建設提升了到國家發展戰略的高度,城市發展政策發生了重大變化,從“唯GDP論”逐漸轉向了“綠水青山就是金山銀山”,更加注重對生態空間的保護,持續協同推進新型城鎮化和生態文明建設。

生態空間指以提供生態產品和生態服務為主,并具有重要生態功能和自然屬性的國土空間[6-7],包括森林、濕地、草原、海洋等類型。而隨著“山水林田湖草是生命共同體”理念的普及,耕地、園地、城市綠地等半自然生態系統也被納入生態空間進行統籌規劃和管理,共同構成了廣義上的生態空間。生態空間是維持城市可持續發展的自然基礎,其組成、規模及分布對國土空間生態安全具有重要影響。隨著我國生態文明體制改革的持續深化,如何有效保護和利用生態空間,保障區域生態安全已成為國土空間規劃和城鄉規劃領域的研究重點[8-9]。目前,國內學術界對于生態空間保護與利用的理解和認知還存在差異,研究內容主要集中在生態空間的識別與劃定[10-11]、生態空間的預測和模擬[4,12]、生態空間用途管制理論與方法[7,13]、生態空間管控[14-15]、生態保護紅線和生態控制線劃定[16-17]等方面,缺乏對生態空間保護與利用的系統性研究,其內容和技術方法還處在探索過程中。

隨著生態文明建設和空間規劃改革的穩步推進,生態控制線對于保護區域生態資源、維持區域生態安全、防止城市無序蔓延的作用日益凸顯[18]。編制并嚴格實施以生態控制線為核心的生態空間規劃,成為保護“山水林田湖草生命共同體”,實現城鄉建設和生態環境協調發展的重要途徑。本文在梳理國土空間用途管制相關概念的基礎上,提出生態空間管控體系,并以南寧市為例,研究區域生態本底評價、生態安全格局的構建途徑,制定生態控制線劃定方案及管控要求,以期為南寧國土空間開發保護提供決策依據,為其他地區的生態空間保護與利用規劃提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

南寧市(22°12′ — 24°2′N,107°18′ — 109°38′E)位于廣西壯族自治區南部,是廣西首府和北部灣城市群重要經濟中心,下轄12個區(縣),總面積22112 km2,2018年總人口770.82萬,地區生產總值4026.91億元。南寧擁有“中國綠城”和“國家生態園林城市”的美譽,“山水園林城市,生態宜居南寧”是南寧的生態文明建設目標。研究區為南寧市城市規劃區,包括青秀區、江南區、邕寧區、興寧區、西鄉塘區、良慶區等6區,總面積6559 km2,六普人口總計343.43萬。研究區屬亞熱帶季風氣候,降水豐富,年平均氣溫21.8 ℃,降水量1376.9 mm,水系密布,屬珠江流域中的西江水系,區域性生態廊道郁江(邕江)貫穿全境。區域為以河谷為中心的盆地地形,以平原和丘陵地貌為主,平均高程約135 m,主要生態系統類型包括森林、濕地、城市、草地、農田等(圖1)。

圖1 研究區地理位置及生態系統分布現狀Fig.1 Location and ecosystem distribution status of the study area

1.2 數據來源

主要包括研究區地形圖、數字高程模型(DEM)、Landsat 8遙感影像、主體功能區劃、空間發展戰略規劃、土地利用總體規劃,城市總體規劃、控制性詳細規劃,環境總體規劃、綠地系統規劃、林地保護利用規劃、統計年鑒等。

2 研究方法

2.1 總體思路

遵循“山水林田湖草是生命共同體”理念,將生態保護的底線控制與城市發展的彈性控制相結合,建立基于“本底評價-格局構建-底線管控”的生態空間規劃方法(圖2)。具體分為：(1)梳理生態空間相關概念,統籌協調生態、農業、城鎮空間,構建以生態控制線為核心的生態空間管控體系；(2)基于“壓力-狀態-響應”(Pressure-State-Response,PSR)模型,建立研究區生態安全評價體系,實現對生態本底的評估,識別生態環境的主要問題；(3)基于層次分析法和德爾菲法,構建生態敏感性評價體系,確定不同地域單元主要生態敏感性及其分布,識別區域關鍵性生態空間進行合理保護與利用；(4)基于“斑塊-廊道-基質”模型,構建區域生態安全格局；(5)采用“多規融合”的手段,統籌兼顧生態保護和城市發展需求,劃定生態控制線,提出分級管控方案。

圖2 生態空間規劃技術路線Fig.2 Technical route of ecological spatial planning

2.2 基于統籌協調的生態空間管控體系構建

現行城鄉規劃和正在改革的國土空間規劃體系中的空間管控線比較多,主要包括了中共十九大報告中所提到的“生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界”三條控制線。生態保護紅線指具有特殊重要生態功能、必須強制性嚴格保護的生態空間,是保障區域生態安全的底線[16],原則上為禁止開發區域。永久基本農田控制線指依據土地利用總體規劃和依照法定程序確定的,實行永久特殊保護、優質、連片耕地的邊界線,不得隨意占用和調整[19-20]。城鎮開發邊界指在一定時期內指導和約束城鎮發展,可以進行城鎮集中開發建設,重點完善城鎮功能的區域邊界,是城鎮建設用地與非建設用地的重要控制性界線[21-22]。

在“三條控制線”的基礎上,生態控制線通過統籌“山水林田湖草”生態資源保護與利用,從而協調生態、農業、城鎮等功能空間的布局[17-18]。生態控制線是指為了保障和維護區域生態安全,優化城市空間結構與布局,在滿足生態資源承載力的前下,圍繞保護重點生態要素所劃定的城市開發邊界控制界線。生態控制線以生態保護紅線、永久基本農田控制線為基礎,包含了自然保護區、森林公園、風景勝區、永久基本農田等法定生態保護空間,具有重要價值的現狀生態空間以及城市內部的大型公園與區域結構性綠地(圖3)。從生態控制線的定義和內涵來看,它既是統籌生態功能的管理線,能保護重要的生態資源,維持區域生態系統穩定；也是限制城市增長的邊界線,能控制國土空間開發強度,避免城市無序蔓延。以生態控制線為核心建立的生態空間管控體系,實現了對全域生態空間的管制,可以有效指導國土空間合理利用,構成了國土空間規劃和城鄉規劃建設管理的前提和基礎。

圖3 生態空間管控體系示意Fig.3 Schematic diagram of ecological space management and control system

2.3 基于“壓力-狀態-響應”模型的生態安全評價

PSR模型常用于城市生態安全和生態環境評價,從多角度反映生態安全各項指標對區域生態系統的影響,在生態評價體系中相對科學和系統[23]。本文利用3S技術,以研究區自然環境、生態資源、環境質量和城鄉建設的調查評價為基礎,分析城市發展過程對生態資源的影響以及主要生態環境問題,采用PSR模型從生態環境壓力、生態環境狀況、生態環境響應三個方面構建一個四層次的城市生態安全評價指標體系。

2.3.1指標體系構建

第一層次為目標層,即生態安全評價綜合指數；第二層次為項目層,包括生態環境壓力、生態環境狀況、生態環境響應；第三層次為評價因素層,即評價準則具體包含哪些因素；第四層次為指標層,即每個評價因素由哪些具體指標來表達并對指標進行賦值。

基于研究區生態環境特征,遵循“科學性、目的性、實用性”原則,主要從生態、環境兩個方面進行考慮,指標選取參考《國家園林城市標準》、《生態縣、生態市、生態省建設指標》、《國家生態文明建設試點示范區指標(試行)》、《中國人居環境獎評價指標體系》等國家標準要求。指標層中各指標權重賦值采用層次分析法和德爾菲法確定[24](表1)。

表1 生態安全評價指標體系Table 1 Ecological security evaluation index system

2.3.2綜合評價

采用加權疊加方法計算生態安全綜合值,具體公式如下：

(1)

式中,Y為生態安全綜合評價值,Pi為第i個指標的生態安全評價值,Wi為第i個指標的權重值,n為指標總項數。Xi為第i指標現狀值；Xsi為評價指標標準值；當Xi≥Xsi,則Pi=Xsi/Xi；如果Xi

2.3.3評價分級

參考城市生態安全評價分級標準的相關研究成果[25-26],并結合南寧實際情況,將研究區生態安全評級結果劃分為5個等級,具體標準如下(表2)：

表2 生態安全評價分級標準Table 2 Ecological security evaluation grading standards

2.4 基于多因子加權空間疊加的生態敏感性評價

生態敏感性指生態系統對生態環境變化以及人類活動干擾的反應程度,是評價生態系統穩定性的重要指標[27-28]。生態敏感性綜合評價是城鄉規劃和國土空間規劃的前提與基礎[5],國土空間開發和城鄉規劃建設須立足于重要生態空間保護,科學進行空間布局。

2.4.1指標體系構建

依據《廣西壯族自治區生態功能區劃》和《南寧市生態功能區劃》,研究區具有水源涵養、人居保障、農林產品提供、生物多樣性保護等重要生態功能,面臨著人類活動干擾強度大,耕地面積減少,涵養水源、保持水土等生態服務功能下降,生物物種減少等問題。因此,結合研究區現狀特征和生態功能要求,選取自然地理、生態資源和社會經濟3類一級指標,包括坡度、高程、地表溫度、地災安全、植被覆蓋、生態環境敏感區、降水、水系分布、土地利用、聚落分布、人口密度11個因子進行生態敏感性評價。參考相關研究成果[29],采用層次分析法和德爾菲法構建生態敏感性評價指標體系(表3)。

表3 生態敏感性評價指標體系Table 3 Ecological sensitivity evaluation index system

續表一級指標First-class index二級指標Second-class index三級指標Third-class index生態敏感度Ecological sensitivity分級賦值Rating value指標權重Index weight濕地極敏感9聚落分布>500 m不敏感10.05200—500 m輕度敏感3100—200 m中度敏感550—100 m高度敏感7<50 m極敏感9人口密度<2人/hm2不敏感10.042—4人/hm2輕度敏感34—8人/hm2中度敏感58—50人/hm2高度敏感7>50人/hm2極敏感9

2.4.2綜合評價

利用ArcGIS 10.3進行單因子評價并按權重進行空間疊加,得到生態敏感性綜合評價結果,計算公式如下：

(2)

式中,Z為生態敏感性綜合評價值,i為生態敏感性因子編號,n為因子總數,Ei為第i個因子的評價值,Wi為第i個因子的權重。

2.5 基于“斑塊-廊道-基質”模型的生態安全格局構建

生態安全格局構建是國土空間規劃和生態保護規劃的重要內容。一方面構建科學的生態安全格局可以優化國土空間結構,指引城鎮合理布局,防止城鎮無序擴張；另一方面,可以統籌保護區域核心生態空間,充分發揮生態服務功能,改善區域生態環境。首先,借鑒國內外大城市生態資源合理保護與有效利用的成功經驗與開發利用模式,以景觀生態學“格局、過程、尺度與等級”原理和“斑塊-廊道-基質”模型為理論依據[30],建立生態安全格局模型。其次,基于研究區生態環境現狀、社會經濟發展需求和生態安全評價結果,梳理廣西自治區及南寧市各層次規劃中所確定的區域生態框架方案,選取研究區內已確定的自然保護區、濕地公園、森林公園等自然保護地作為核心生態斑塊；選取邕江、左江、右江等重要河流與線性綠地作為生態廊道。再次,將生態敏感性綜合評價中所識別的具有重要生態價值的結構性生態空間納入區域生態框架。最后,利用生態廊道連通生態基質,在生態廊道上串聯生態斑塊,構建由27個重要生態斑塊、19條生態廊道和5片生態基質共同組成的區域生態安全格局。

2.6 基于“多規融合”的生態控制線劃定

為保障生態安全格局所確定的重要生態空間保護具有可實施性,需要劃定生態控制線來落實空間邊界。首先,將生態敏感評價結果中的生態高度敏感區與生態安全格局中的重要生態斑塊和生態廊道進行空間疊加,形成生態控制線的基本框架。其次,根據有關法律、法規,充分結合城鄉規劃、土地規劃等相關規劃的要求,將自然保護區、森林公園、湖泊、水庫、連片的永久基本農田等資源型生態要素,環城綠帶、生態隔離帶、生態綠楔等結構型生態要素,以及其他對區域生態保護、城市安全具有重要作用的生態要素納入生態控制線范圍。再次,疊加遙感影像、土地權屬等信息進行分析,扣除集中成片的合法現狀建設用地以及規劃建設用地,預留城市彈性發展空間并校核生態空間邊界,確定生態控制線規模。最后,依據生態系統服務重要性、生態敏感性,結合各類生態空間的管理要求,將生態控制線分為一級管制區和二級管制區,形成生態控制線分級管制方案。

3 研究結果與分析

3.1 生態本底評價

3.1.1生態安全綜合評價

生態安全程度分為5個等級,生態安全指數越小,區域生態安全程度就越低；反之,生態安全程度就越高。經計算,研究區城市生態安全綜合指數值為0.77,對照生態安全評價分級標準(表2),生態安全度屬于“較安全”,綜合生態安全評價結果整體上較為理想。然而,長期以來研究區缺乏合理的生態空間統籌規劃,在城市快速發展過程中,建設用地無序擴張侵占了大量的結構性生態空間,城市周邊的生態用地不斷被蠶食,生態格局的破碎化程度和空間異質性增加,生境破碎退化,生物多樣性降低,城市發展和生態保護之間的矛盾突出。因此,未來研究區應在識別重要生態空間并合理構建生態安全格局的基礎上,注重對核心生態資源的嚴格保護,在滿足可持續發展的前提下適度利用其他自然資源,避免過度的城市擴張和國土空間開發影響區域生態安全。

3.1.2生態敏感性綜合評價

生態敏感性的高低和空間分布是確定國土空間格局與城鎮發展方向的重要參數,是保障區域生態安全,維持生態穩定的重要基礎。研究區的生態高度敏感區比例為40.70%,空間分布廣泛,整體連通性較高,形態上趨于集中連片(圖4),主要為研究區北部、中部和南部的山體林地以及邕江、左江和右江沿線的濕地水域,包括良鳳江國家森林公園、大王灘國家濕地公園、青秀山風景名勝區、金花茶自然保護小區等各級各類自然保護地。生態高度敏感區的生態服務價值高,對維持研究區生態系統穩定性具有關鍵作用,是區域生態安全格局的核心組成部分和生態控制線的主要載體,適宜以生態保育功能為主導,嚴格控制開發建設。生態輕度敏感區比例為32.02%,連片分布在研究區西北和中部的平原地區,是城鎮開發建設和農業生產的主要承載空間和未來拓展的備用空間。生態中度敏感區比例為27.28%,作為高度敏感區和中度敏感區的過渡地帶,零散分布在兩者之間,可按照集中與分散相結合的原則[30],合理進行國土空間開發保護。

圖4 生態敏感性綜合評價Fig.4 Ecological sensitivity comprehensive evaluation

3.2 生態安全格局規劃

從保障研究區生態安全、維持區域生物多樣性、優化城市空間布局出發,以水系和綠帶為生態骨架,將散狀分布的生態高度敏感、高服務價值的斑塊和廊道進行有機串聯,將集中成片的高敏感、高價值區域劃分為重要生態功能區,從而構建“一軸、一環、五區,多廊道、多節點”的區域生態安全格局(圖5)。

圖5 生態安全格局規劃Fig.5 Ecological security pattern planning

“一軸”指郁江(邕江)生態保育軸。郁江是廣西南部重要的區域性生態廊道,對于提高研究區生物多樣性,改善生態環境具有積極作用,是城市擁江發展和濱江品質提升的主要軸線,在城區內部應以環境治理和生態修復功能為主導,在城市外圍以生態保育功能為主導。

“一環”指由南寧外環高速公路防護綠帶構成的繞城生態綠環。應加強生態防護林的綠化美化彩化建設,利用生態綠環將建成區與外圍農業用地和山體林地隔離開來,控制城市無序蔓延,保障城區生態安全。

“五區”指5個重要生態功能區。這類區域生態用地分布集中,生態敏感性和生態價值高,構成了區域生態基質,應注重提升水源涵養、生物多樣性保護、水土保持等重要生態功能,合理發展生態型農林產業。

“多廊道”指構成生態網絡骨架的多條河流生態廊道。針對這些結構性的線性生態空間,應重點開展沿河兩岸綜合環境治理與河道綠化提升。通過生態間隔功能,劃分城市功能組團,控制城市連片發展；通過生態連通功能,加強生態功能區與城區之間、城區各組團之間的生態流交換。

“多節點”指具有重要生態功能的多個生態斑塊。這些生態節點由各類自然保護地組成,是研究區生物多樣性最豐富的地區,也是重要的水源地和水源涵養地,應重點加強生物多樣性保護,修復受損生境,適度開展生態旅游。

3.3 生態控制線規劃

統籌兼顧生態保護和城市發展的需求,劃定研究區生態控制線面積占總面積的86.03%,其中一級管制區占總面積的57.16%,二級管制區占28.87%(圖6)。在生態控制線范圍的國土空間開發利用活動,施行嚴格的分級管制,不同生態保護區涉及重疊的部分,按最高級別的管控標準實施管理。一級管制區是生態控制線的核心區域,實施生態功能全方位保護和最嚴格的管控措施,禁止從事與生態保護無關的開發活動,以及其他可能破壞生態環境的活動。二級管制區是限制建設區,以生態保護為主,允許適地、適量、適宜的人為活動,嚴格控制有損生態系統服務的各類開發建設活動。

圖6 生態控制線規劃Fig.6 Ecological control line planning

4 結論與討論

本文以南寧市為例,將生態資源保護與城市合理發展相協調,建立了一種“本底評價-格局構建-底線管控”的生態空間規劃方法。研究結果表明：(1)研究區整體生態安全狀態較好,但城鎮建設用地侵占生態空間的問題有待解決。(2)生態高度敏感區主要由山體林地和濕地水域構成,占比為40.70%,在空間上連片集中分布,生態連通性較高,是生態安全格局和生態控制線的主要載體；生態輕度敏感區占比為32.02%,連片分布在研究區西北和中部的平原地區,是城鎮和農業開發利用的主要空間。(3)研究區生態安全格局由“一軸、一環、五區,多廊道、多節點”的生態要素構成,是維持區域生態安全和生物多樣性最重要的生態空間。(4)生態控制線面積占研究區的比例達86.03%,通過實行分級管制,既實現了對核心生態資源的嚴格保護和次級生態資源的合理利用,又為城市發展預留了足夠的彈性空間。(5)生態控制線以生態保護紅線、永久基本農田控制線為基礎,涵蓋了區域核心生態資源,實現了對全域生態空間的管制,是國土空間規劃和城鄉規劃建設管理的前提和基礎。

在我國城市生態規劃的實踐中,往往傾向于以目標為導向,過于關注規劃目標及指標,而對規劃是否因地制宜的重視程度不夠[31]。本文以建設“山水園林城市,生態宜居南寧”為目標,將問題導向與目標導向相結合,通過生態安全評價與生態敏感性評價來識別研究區的關鍵問題與核心生態空間。其中,生態敏感性評價是城市生態規劃的常用方法之一[5-6,28-29]。通過生態敏感性評價確定不同地域單元主要生態敏感性及其分布,可以識別區域關鍵性生態空間和城鎮建設空間從而進行合理的保護與利用。由于城市是一種“社會-經濟-自然”復合生態系統,城市的結構和功能較為復雜,本文在分析區域生態敏感性時采用了層次分析法和德爾菲法建立指標體系并進行空間加權疊加的方法,在選擇評價因子時除了包括自然地理、生態資源還考慮了社會經濟因素,突出了指標的全面性和公平性,但有可能會對某些重點問題的識別造成影響,其合理性還有待于進一步驗證。另外,在生態安全格局構建方法中,除了通過梳理相關規劃和生態敏感性評價來識別重要生態要素,還可以利用最小累積阻力模型來識別生態廊道和生態戰略節點[32]。因為研究區為平原丘陵地區,水系網絡豐富,生態廊道特征明顯,本文未通過定量模型的方法來評估生態連接度進而識別生態廊道,這部分有待深入研究。

由于生態控制線是較為理想狀態下的一種規劃方案,本文在劃分過程中雖已扣除了集中成片的合法建設用地,但生態控制線范圍內仍存在部分被非法建設用地侵占或生態破壞嚴重、亟需進行生態修復的區域。南寧市生態空間規劃或生態修復規劃應進一步識別生態安全格局中生態系統受損的關鍵節點和斷裂點,提出建設用地清退、環境治理、生態保護與修復等對策,恢復節點的生態功能。此外,如果城市生態規劃對成果的實施策略、保障機制等實際性問題考慮較少,將會在規劃實施過程中產生較大阻力。因此,在本文的技術框架基礎上,后續的生態規劃還需要進一步制定合理的制度來保障生態控制線在實際工作中的管控效果。首先,應推動立法保障,前期以政府令的形式出臺《南寧市生態控制線管理規定》,重點關注管理實施工作的可操作性；后續推動人大常委會制定《南寧市生態控制線管理條例》,用法律制度保護生態環境,保障南寧城市發展的生態底線。其次,應建立管理部門的聯動協調機制,明確管控范圍、部門責任、建設活動準入條件和操作程序；建立生態控制線的動態優化調整機制,明確調整的前提、原則、流程、責任主體等,堅守底線,嚴控過程,確保長效、科學的管理。再次,應細化對生態控制線范圍內建設活動的管制要求,從建設活動生態保護、建設項目報批、污染控制與建設清退、建設項目處置、村莊建設管理等方面提出管控要求。最后,應建立多層次、多渠道的生態保護補償機制,落實生態保護補償資金,保障生態控制線區域的生態補償。