洛陽(yáng)主城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及保護(hù)策略探討★

潘 勁，朱舒寒，劉丹鳳

(河南科技大學(xué),河南 洛陽(yáng) 471000)

當(dāng)前隨著城市化進(jìn)程的加快,城市向外擴(kuò)張帶來(lái)生態(tài)環(huán)境日益破壞,城區(qū)面臨景觀破碎化,生物多樣性減少,生態(tài)要素連續(xù)性不斷下降,人居環(huán)境質(zhì)量下降等問(wèn)題,嚴(yán)重影響城市可持續(xù)發(fā)展[1-2]。當(dāng)前研究城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建尤為迫切,在此背景下,本文以洛陽(yáng)市主城區(qū)為研究對(duì)象,基于Arcgis技術(shù)平臺(tái),分析各生態(tài)源地之間的阻力因素構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),為緩解生態(tài)環(huán)境問(wèn)題提供解決思路。

1 基本概念

1.1 最短路徑

最短路徑功能是用來(lái)計(jì)算并顯示從目標(biāo)點(diǎn)到源的最短路徑或最小成本路徑,該路徑是生物物種遷移與擴(kuò)散的最佳路徑,可以有效避免外界的各種干擾,利用這一函數(shù)可以找到基于可通達(dá)性考慮得到最好的路線[3]。

1.2 生態(tài)廊道

顧名思義,城市生態(tài)廊道指能夠?qū)⒎植荚诳臻g中的一些孤立和分散的生態(tài)景觀源地溝通聯(lián)系起來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)空間,這種空間在城市中是以線性或者帶狀布局的。此類空間的存在可以改善城市環(huán)境質(zhì)量,包括緩解城市的熱島效應(yīng),降低噪聲,改善空氣質(zhì)量;同時(shí)還能保護(hù)多樣化的鄉(xiāng)土環(huán)境和生物;為城市居民提供了更好的生活、休憩環(huán)境,是城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分。

1.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)是由眾多節(jié)點(diǎn)及眾多連接節(jié)點(diǎn)的鏈條所構(gòu)成,以此來(lái)表示各對(duì)象及其之間的相互聯(lián)系及空間結(jié)構(gòu)。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)則源于動(dòng)物保護(hù)領(lǐng)域?qū)τ谏鷳B(tài)網(wǎng)絡(luò)的概念,在不同的學(xué)科領(lǐng)域中其概念和功能不盡相同,但大致都有這幾類特征:由線性廊道將破碎的斑塊進(jìn)行連接組成網(wǎng)絡(luò);具有連通性;具有流動(dòng)性;是一個(gè)多層次、多系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[4]。由此可將其定義為:由不同類型的生態(tài)斑塊和生態(tài)廊道所構(gòu)成的相互連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)有機(jī)生物體以及所嵌入的景觀基質(zhì)將不同層次的各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)共同構(gòu)成一個(gè)完善的生態(tài)系統(tǒng)。

2 洛陽(yáng)中心城區(qū)概況

洛陽(yáng)市位于豫西地區(qū)與東秦嶺褶皺系,地勢(shì)西高東低,有伏牛、外方、熊耳及崤山四大山脈。伏牛山自西南橫貫?zāi)喜?外方山為東南屏障,熊耳山自西南斜貫中部伸向東北。作為我國(guó)七大古都之一,歷史文化底蘊(yùn)深厚,是中華民族文化的核心和源頭,分布有大量歷史文化遺跡,文化空間格局特色明顯;城區(qū)公園數(shù)量眾多但是分布并不均勻,河流水系發(fā)達(dá),分布有洛河、伊河、瀍河、澗河以及其他眾多溝渠,生態(tài)肌理清晰,具有良好的生態(tài)基底條件。中心城區(qū)包含澗西區(qū)、西工區(qū)、老城區(qū)、瀍河回族區(qū)以及洛龍區(qū),總面積為481.5 km2。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

為確保生態(tài)源地的準(zhǔn)確性,選取洛陽(yáng)市最新遙感數(shù)據(jù)作為獲取生態(tài)源地的信息源,并結(jié)合實(shí)地調(diào)研收集洛陽(yáng)市生態(tài)源地及河流溝渠數(shù),并對(duì)其進(jìn)行分類整理。采用專家法對(duì)收集的資料進(jìn)行打分定級(jí),最終確定以39個(gè)生態(tài)源地,8條河流為基礎(chǔ)構(gòu)建洛陽(yáng)市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。同時(shí)將收集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Arcgis技術(shù)平臺(tái),并建立相應(yīng)的文件地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。此外,還建立了主城區(qū)道路網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù),作為后期分析生態(tài)源地間最短路徑的基礎(chǔ)(見(jiàn)圖1)。

4 構(gòu)建思路

基于Arcgis技術(shù)平臺(tái),以城區(qū)道路網(wǎng)和生態(tài)源地作為分析對(duì)象,模擬潛在生態(tài)廊道,并基于自然生態(tài)現(xiàn)狀通過(guò)空間分析進(jìn)行修正,最終確定主城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

4.1 生態(tài)源地之間交通生態(tài)廊道的模擬構(gòu)建

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的意義就在于它可以將各類生態(tài)源地聯(lián)系起來(lái),使整個(gè)地區(qū)的生態(tài)源地構(gòu)成一個(gè)完整的、連續(xù)的、自我修復(fù)能力更強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)[5]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建離不開生態(tài)廊道的選取。從某種意義上來(lái)說(shuō),生態(tài)廊道選取的合理性直接影響到生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的質(zhì)量,我們可以通過(guò)Arcgis技術(shù)平臺(tái)來(lái)構(gòu)建生態(tài)源地之間的最短路徑,然而通過(guò)最短路徑模型構(gòu)建生態(tài)源地之間距離最短的生態(tài)廊道考慮要素較為單一,過(guò)于理想化。城市道路往往錯(cuò)綜復(fù)雜,生態(tài)源地之間難以根據(jù)直線距離就確定兩者之間的潛在生態(tài)廊道,我們需要結(jié)合城市道路網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建。本文依托于Arcgis技術(shù)平臺(tái),采用空間分析技術(shù)手段,以洛陽(yáng)市主城區(qū)生態(tài)源地及道路網(wǎng)為基礎(chǔ)建立生態(tài)源地之間最短路徑模型,模擬生態(tài)源地之間以道路為連接的最短距離的生態(tài)廊道。通過(guò)模擬最終確定龍門大道、王城大道、周山大道、關(guān)林路、濱河南路、濱河北路、河洛路等城市主要道路以及一些城市次要道路作為潛在的道路生態(tài)廊道(見(jiàn)圖2)。

從模擬結(jié)果來(lái)看,由于城市建設(shè)基本完成,我們難以直接通過(guò)如此理想的方式來(lái)建立最短生態(tài)廊道,但是通過(guò)模擬線路我們可以為后期城市綠地建設(shè)提供一定的借鑒意義,同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)一些存在于模擬生態(tài)廊道上的潛在的生態(tài)源地。

4.2 生態(tài)廊道模擬結(jié)果修正

通過(guò)Arcgis技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建了以道路為基礎(chǔ)的洛陽(yáng)市主城區(qū)交通生態(tài)廊道。然而城市生態(tài)廊道不僅僅是道路,還有河流、湖泊、濕地等綠地空間系統(tǒng),僅僅用道路構(gòu)建生態(tài)廊道不夠科學(xué)。因此,通過(guò)Arcgis技術(shù)平臺(tái)模擬的生態(tài)廊道基礎(chǔ)條件過(guò)于單一,僅以最短路徑作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),忽略了線狀生態(tài)要素,模擬的潛在生態(tài)廊道缺乏一定的合理性。為此,本文將洛陽(yáng)主城區(qū)洛河、澗河、伊河、瀍河等主干河流以及支流納入模擬出的潛在生態(tài)廊道,進(jìn)行自然要素的修正,最終構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),如圖3所示。

4.3 構(gòu)建結(jié)果評(píng)析

基于Arcgis技術(shù)平臺(tái)模擬出生態(tài)源地間最短路徑的交通生態(tài)廊道,其對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建起到了奠基性的作用,但是這還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在理論模型中,這些生態(tài)廊道顯得過(guò)于理想化,由于交通生態(tài)廊道是基于最短路徑來(lái)模擬構(gòu)建的,這就導(dǎo)致交通生態(tài)廊道模型的構(gòu)建參考要素過(guò)于單一,而這也正是該模型需要納入修正要素的原因。為了使生態(tài)廊道發(fā)揮最大的生態(tài)效應(yīng),我們也對(duì)模擬出的生態(tài)廊道重要性進(jìn)行分等定級(jí),最終確定等級(jí)分明的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

5 洛陽(yáng)市主城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)策略

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,自然生態(tài)系統(tǒng)所遭受到的人類活動(dòng)的影響也越來(lái)越大,城市人居環(huán)境變得越發(fā)惡劣。洛陽(yáng)市主城區(qū)澗河、瀍河等河流污染較為嚴(yán)重,街角綠地、社區(qū)小綠地等景觀綠地破碎化,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建迫在眉睫。以上述構(gòu)建的洛陽(yáng)主城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),除結(jié)合國(guó)土空間規(guī)劃制定相關(guān)生態(tài)廊道規(guī)劃、生態(tài)廊道修復(fù)規(guī)劃等[6]外,針對(duì)各個(gè)生態(tài)要素現(xiàn)狀提出切實(shí)可行的保護(hù)策略。

5.1 制定契合地域?qū)嶋H的保護(hù)制度

基于“治理”的理念,推進(jìn)現(xiàn)有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)政策由政府主導(dǎo)向多元共治的優(yōu)化升級(jí)。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是為全體城市居民服務(wù)的,同時(shí)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)也需要全體城市人民參與到其中,僅僅依靠政府是難以實(shí)現(xiàn)的。因此,在政策制定時(shí)除了發(fā)揮洛陽(yáng)市洛龍、澗西、老城、瀍河等區(qū)政府及自然資源局、環(huán)保等部門協(xié)調(diào)、監(jiān)管作用之外,還應(yīng)該考慮如何發(fā)揮住區(qū)居民、企事業(yè)單位、社會(huì)組織等的優(yōu)勢(shì)和積極性,建立適合洛陽(yáng)地域?qū)嶋H的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)制度,尤其是澗河、瀍河及洛龍景觀溝渠動(dòng)態(tài)監(jiān)管政策,落實(shí)河長(zhǎng)管理制度。

5.2 分級(jí)保護(hù)、增強(qiáng)聯(lián)系

基于由小到大,分級(jí)保護(hù)的理念,對(duì)洛陽(yáng)主城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域(洛龍、澗西、老城、西工、瀍河等)-社區(qū)(各區(qū)街道辦事處)-街區(qū)(具有特色的自然、人文歷史街區(qū)天津路、麗景門等)不同層級(jí)的保護(hù),點(diǎn)及線-線及面、面覆蓋整個(gè)城區(qū)的過(guò)程。

5.2.1 生態(tài)源地的保護(hù)

生態(tài)源地是構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),猶如人體的細(xì)胞一般,健康的細(xì)胞才能構(gòu)成自我修復(fù)能力更強(qiáng)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。因此,對(duì)單個(gè)生態(tài)源地的保護(hù)與修復(fù)十分重要。而對(duì)生態(tài)源地的保護(hù)應(yīng)該是有層次、有條理、有區(qū)別的。

根據(jù)生態(tài)源地類型制定保護(hù)策略,市區(qū)興洛湖、伊河、甘泉河、瀛洲橋等濕地公園采取如下保護(hù)措施:設(shè)立明顯保護(hù)范圍界限,并設(shè)立數(shù)個(gè)公園監(jiān)管員,對(duì)現(xiàn)存濕地環(huán)境狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管;種植適合地域環(huán)境的蓮(荷花)、蘆葦、睡蓮等濕地植物,增強(qiáng)濕地內(nèi)微循環(huán);采取適當(dāng)?shù)娜斯ご胧?恢復(fù)人文踐踏損傷的濕地,尤其是甘泉河、瀛洲橋濕地;濕地公園配置必要的公廁及環(huán)衛(wèi)設(shè)施。

公園、道路綠地、街角綠地等可實(shí)施如下策略:政府制定公園綠地管理制度,將公園的保護(hù)責(zé)任分?jǐn)偟浇值?社區(qū)-街區(qū),并根據(jù)自身實(shí)際制定細(xì)化配套制度,建立公園長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,尤其是老城區(qū)、澗西區(qū)、西工區(qū)等主干道交叉匯處街角綠地;對(duì)社區(qū)人群開展生態(tài)源地保護(hù)意識(shí)宣傳,增強(qiáng)居民對(duì)公園尤其是王城公園、隋唐植物園、西苑公園等大型綠地自主保護(hù)意識(shí)。

5.2.2 生態(tài)廊道保護(hù)與完善

生態(tài)廊道作為線性要素對(duì)生物多樣性的保護(hù)、城市生態(tài)環(huán)境的改善起著至關(guān)重要的作用,為使生態(tài)廊道充分發(fā)揮其生態(tài)功能,必須要保證生態(tài)廊道的連通性與景觀完整性。生態(tài)廊道的保護(hù)與完善措施:在生態(tài)源地之間增加綠地公園,以增加廊道上的景觀節(jié)點(diǎn)性要素,重點(diǎn)在于主干路之間和主干路與河流交匯處設(shè)置公園游園,如中州路、九都路、天津路、新街、龍門大道、王城大道等;保護(hù)生態(tài)廊道上的生物多樣性,在城區(qū)道路、河流等區(qū)域見(jiàn)縫插針布置綠地,提高生態(tài)廊道的系統(tǒng)性;對(duì)城區(qū)外圍生態(tài)廊道進(jìn)行階段式的建設(shè),前期有較強(qiáng)的人工干預(yù)以建立生態(tài)廊道基底,中期適度人工干預(yù),不斷增強(qiáng)生態(tài)源地之間的聯(lián)系性。城區(qū)澗河、洛河、伊河、甘泉河等河流廊道注重排入口檢測(cè),分段保護(hù)責(zé)任落實(shí)到具體街道辦事處,禁止污染物排入,打造并豐富沿河生態(tài)公園景觀,提升生態(tài)價(jià)值。

5.2.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體保護(hù)

城市生態(tài)環(huán)境的改善、保護(hù)和恢復(fù)自然資源,靠獨(dú)立的生態(tài)源地和廊道是無(wú)法完成的,因?yàn)樯鷳B(tài)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)整體,需要從整體上考慮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù):市自然資源局聯(lián)合環(huán)境保護(hù)局和大數(shù)據(jù)管理中心建立生態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)已有生態(tài)要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控;積極開展編制城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)規(guī)劃,將保護(hù)要素以具體規(guī)劃條文落實(shí)到空間;建立生態(tài)要素保護(hù)警示牌,明確區(qū)域街道保護(hù)責(zé)任;做好宣傳教育工作,提升居民參與意識(shí)。

5.3 重視理論研究、強(qiáng)化自然設(shè)計(jì)

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)之所以能夠發(fā)揮它的生態(tài)功能,就在于它是一個(gè)整體的系統(tǒng),因此在對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重生態(tài)系統(tǒng)整體性的保護(hù),而不是只保護(hù)、修復(fù)、管理生態(tài)系統(tǒng)中的單一要素,應(yīng)當(dāng)“還原”生態(tài)系統(tǒng)的整體性和系統(tǒng)性。洛陽(yáng)市政府牽頭組織各個(gè)科研院所、高等學(xué)校開展基于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)綜合管理的理論方法研究,積極探討推進(jìn)現(xiàn)有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)政策由單要素向系統(tǒng)性的優(yōu)化升級(jí)路徑;開展洛河、澗河、瀍河、伊河基于自然解決方案的設(shè)計(jì)思路,建立各自自然保護(hù)政策;在對(duì)主城區(qū)生態(tài)脆弱性評(píng)定基礎(chǔ)上,尊重自然,結(jié)合環(huán)城路劃定開發(fā)邊界;探討生態(tài)要素保護(hù)的自然資源、環(huán)境、土地、發(fā)改委、水利、園林等部門綜合管控的政策機(jī)制,促進(jìn)保護(hù)政策的優(yōu)化升級(jí)。

6 結(jié)語(yǔ)

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)使城市生態(tài)系統(tǒng)空間格局更加具有整體性,加強(qiáng)內(nèi)部各子系統(tǒng)相互聯(lián)系,被認(rèn)為是景觀生態(tài)規(guī)劃的重要部分,也是解決當(dāng)前人類活動(dòng)帶來(lái)的景觀破碎化與眾多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重要措施。當(dāng)前國(guó)土空間規(guī)劃背景下,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)作為國(guó)土空間環(huán)境整治的關(guān)鍵要素,將承擔(dān)重要的角色。因此,科學(xué)合理的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法也將成為重要的研究議題。