综合生态安全格局视角下北京海淀T字绿心规划策略研究_朱樱.pdf

北京规划建设 111 RESEARCH 研究引言城市绿心是指城市群或城市片区之间具有一定规模、由多个组团围合的绿色空间，其性质不是单纯的城市中央绿地，而是包含公园、林地、农田、湿地等多种土地利用类型，具有联通生态要素等复合功能1，2。城市绿心是形成城市空间结构的核心，其保护规划和建设能有效整合城市资源，改善城市生态环境，是保障城市健康可持续发展的重要手段。“绿心”概念最早在1958年于荷兰兰斯塔德发展纲要出现3，自此绿心规划理论得到进一步推广。随着城市发展进程不断加快，越来越多的城市以来意识到保护生态环境的重要性。我国自20世纪80年代以来，开展了一系列城市绿心相关的规划研究及实践，包含长株潭城市群绿心、武汉东湖绿心、绍兴镜湖绿心规划、台州城市绿心规划等。2019年出台的海淀分区规划(国土空间规划)(2017年-2035年)明确提出建设以三山五园文化绿心和北部科技生态绿心为两大核心的绿色空间结构4。海淀北部科技生态绿心总面积约33平方公里，形状为“T字型”，衔接海淀两大科创走廊，空间上属北京二道绿隔范围，衔接一道绿隔；结构上是构成北京郊野公园环、蓝网系统、通风廊道的重要组成部分。其用地性质为“生态混合区”，可排布各类公园、生态保育、绿色生产等多类绿色空间。在现有的分区规划中，尽管其地位重要，但如何规划设计T字绿心尚不明确，缺乏多视角的研究。本文以海淀T字绿心为研究对象，通过梳理场地肌理，发掘场地现存及潜在问题，提出基于综合生态安全格局视角下的城市绿心绿色网络空间规划策略，以期为亟待统筹规划设计的绿心区今后的建设发展方向提供参考。海淀T字绿心区自然本底及发展情况T字绿心区位于北京海淀北部，西山由北及南环抱场地（图1），绿心区靠近浅山区，属山前平原地带。场地内动植物资源丰富，鸟类资源尤其丰富。根据研究发现，场地内共观测到鸟类17目40科166种，其中湿地鸟类占比最多，达到当地鸟类种数的46.4%，占全国湿地鸟类28.4%5（图2）。历史上的海淀，曾因其水系资源的丰富而得名，T字绿心区内水网密布，五大水系之一北运河水系的南沙河东西横穿场地。除南沙河主河道外，还有其支流大寨渠、团结渠、宏丰渠，上庄水库、翠湖湿地等水系网络遍布场地内部，并在南侧与京密引水渠相接。海淀北部丰富的水资源使得大量村落在此聚居，发展农林等生产业。近代以来，随着该地区工、农业的发展，居住人口不断增加，大量农地、田地的开发使得场地生态斑块破碎，景观风貌单调。场地又受其所处自然环境和自身发展特点的影响，面临水资源短缺和生态环境危机双重压力。场地所处综合生态安全格局视角下北京海淀T字绿心规划策略研究朱樱 李晓溪 李丹宁 王馨羽 刘心怡图1 海淀T字绿心范围图2 海淀T字绿心鸟类资源分布图3 海淀T字绿心水系分布112 北京规划建设研究 RESEARCH 位置具有水资源年际变化大、时空分布不均的特征，夏季容易频发暴雨。南沙河作为海淀北部地区主要水系，除排洪功能，还承担着近两千公顷农田灌溉的任务。在这些影响之下，南沙河的水质逐渐恶化，水体富营养化，其连接支流均受到不同程度污染。恶化的水质对整个场地的生态环境造成了严重影响，滨河生态空间萎缩，生态功能退化6。相关部门已经对此开展整治，提出海淀区水系生态治理工作方案“水清绿岸”行动计划，截至2020年仍有许多支流水渠处于尚未整治阶段。基于相关部门资料，本文梳理了绿心区内各水系水质状况（图3）。通过对T字绿心区现状分析，归纳出场地绿色空间面临着斑块破碎、水系污染、生态退化等困境，城市发展和自然环境对立冲突。海淀山后地区T字绿心规划设想通过对海淀分区规划（国土空间规划)（2017年-2035年）4和北京城市总体规划（2016年-2035年）7的研究分析，结合规划中对生态科技绿心的发展定位，以及对场地自然本底的现状发展分析，归纳出海淀绿心区绿色生态网络空间规划的三个关键词：生态安全、韧性网络、休闲游憩。基于此提出综合安全视角下的“T字绿心”规划策略：营造多类生境空间、联通鸟类栖息生态廊道，编织韧性蓝绿网络、完善城市-自然游憩体系。将T字绿心区的规划定位为以生态功能优先，生物安全和水文安全为基础，构建综合生态安全格局前提下，集自然风光体验、科技人文展示、郊野休闲游憩等多功能为一体的城市绿色空间。综合生态安全格局构建方法及策略北京海淀T字绿心绿色空间的规划首先以生态功能优先为目标，通过对该区域生物安全及水文安全两方面基于ArcGIS平台的计算，构建综合生态安全格局。并以此为根据，划分绿色空间的类型和具体分布范围，并结合上位规划，设计不同类型绿地空间的布局和结构。从而达到满足生态优先、综合安全、休闲游憩需求的城市绿心区设计目标。生物安全格局绿色空间是多类生物的理想栖息地，由于场地绿色空间破碎化、均质化，不利于生物栖息地安全。通过对场地自然资源的分析，T字绿心区内鸟类资源丰富，且有需要重点保护的鸟类资源，因此选取鸟类作为构建综合生物安全格局的指示物种。基于MSPA法的景观格局分析首先基于形态学空间格局（MSPA）分析场地存在景观类型，判别场地潜在的生态源地和生态廊道（图4）。场地中存在七种景观类型，其中核心区和桥接区一般作为生态源地和生态廊道的潜在选址。通过分析结果发现，海淀北部的核心区占52.84%，即生态源地占比较高，桥接区占1.84%即迁徙通道面积较小（表1），不利于物种迁徙。因此在后续的规划中，需要预留更多的廊道绿色空间供物种迁徙使用。生态源地及迁徙廊道连接度分析基于景观格局的分析提取面积大于5公顷的核心区斑块，并计算核心区和桥接区的景观连接度水平来判别某一类景观景观类型总面积（公顷)占比（%）核心区13440152.84 岛状斑块3515.51.38 空隙7274.22.86 边缘区17539.36.90 桥接区4687.51.84 环道区9689.83.81 支线6811.62.68 表1 MSPA分类统计结果图4 MSPA景观格局指数分析编号IICdPC14.8539016.94898725.9505086.98324635.3478557.54705840.9714762.26109852.7933724.11326561.4389241.79492971.3729752.29606881.4010192.16456492.9711783.615331101.0881471.726101111.1044331.9474531262.3887257.113911342.2461943.11293表2 生态源地景观联通指数结果图5 潜在生态源地和生态廊道 北京规划建设 113 RESEARCH 研究一级指标阻力因子因子指标描述阻力分级阻力值权重土地覆盖类型土地利用类型不同的土地用地类型不仅直接影响鸟类的栖息地分布，同时也影响着鸟类摄食繁殖等日常活动;此处基于土地利用类型进行划分，对应不同等级的鸟类活动阻力值。浓密植被500.74稀疏植被100灌草地150水体70裸地350其他380阴影400道路420建筑430干扰道路边缘效应交通对生物流的干扰：公路旁100米缓冲区内50%的鸟类群落密度与群落数量锐减。当交通量在每天3.0万辆时，道路旁1200米缓冲区内鸟类出生率与繁殖率明显下降。依据道路建立多层缓冲区对道路的影响进行分级。0-1004000.13100-500300500-1200200120050建筑边缘效应建筑群是人类活动较为集中的区域，空间上距建筑越近，人为活动对鸟类活动的影响越显著，此处依据建筑建立多层缓冲区对建筑的影响进行分级。0-1004000.13100-200300200-30020030050表3 研究区阻力因子赋值及权重类型是否适宜物种交流及迁徙。具体途径通过计算整体连通性（IIC）、可能连通性（PC）、斑块重要性（dPC）这三个景观连通性分析指数来计算核心区和桥接区的景观连接度（表2）。最后选取斑块重要性指数较高的核心区作为后续规划设计中的潜在生态源地（图5）。基于最小阻力（MCR）模型的景观阻力分析通过对鸟类栖息环境偏好的研究，对于场地现状度地利用类型和人为活动干扰等因素对其生存活动的影响进行打分评价（表3），并基于最小阻力（MCR）模型构建景观阻力面（图6），分析场地中潜在生物廊道，并对其进行不同等级划分8-11。最终叠加获得综合生物安全格局（图7）。水文安全格局通过对场地水文信息及水利设施分布的基础分析，绿心区的水文安全格局包含三个方面：水源地保护安全、雨洪安全及水质安全。水源地保护安全格局基于ArcGIS平台对现状水源进行保护安全系数分析，提取湖泊、湿地、河道沟渠等构建缓冲区，缓冲范围根据距离水源不同宽度对鸟类活动影响程度和对污染物渗流进入水源的可能性大小进行划分。缓冲宽度大于15米，有增加鸟类分布丰富度的可能，且可以减少地表和地下径流中硝酸盐污染物渗流入水源；缓冲宽度大于50米，其范围能提供多类鸟类水边栖息生境，地表和地下径流中含图6 MCR景观阻力面模型图7 生物安全格局114 北京规划建设研究 RESEARCH 图8 水源地保护安全格局图9 雨洪安全格局图10 水质安全格局图11 综合水文安全格局图12 综合生态安全格局分析结果图13 不同鸟类生境分布图14 鸟类生境恢复策略氮污染物渗入水源的可能性很小；宽度大于150米，能够有效防止鸟类受到边界筑巢捕食者的侵害。依据这三个宽度，将水源保护地安全格局划分为低安全、中安全、高安全三类（图8）。雨洪安全格局基于DEM高程数据，选取气象局公布的北京市降雨重现期10年、50年、100年最大降雨量数据对其进行无源淹没范围分析，模拟该区域在不同降雨强度下的受淹没范围。并通过识别水系、湿地、湖泊、水库、低洼地等满足洪水宣泄的空间，可视化模拟雨洪淹没区的结果，得到高风险、中风险、低风险的雨洪安全格局12（图9）。水质安全格局主要基于研究范围内垃圾填埋场和污水处理厂对该区域存在水质污染方面的可能性进行缓冲区划分，划分依据生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172 0 0 4）和 城 市 排 水 工 程 规 划 规 范（GB50318-2000）中对卫生垃圾填埋场距离地表水域防护距离150米，距居住区防护距离为500米，和要求划分水质污染风险范围，生成水质安全格局13（图10）。将获 北京规划建设 115 RESEARCH 研究图15 绿心区水系规划水位分布图16 雨水措施分布图17 地表径流净化图18 水系净化措施得的三类安全格局根据AHP层次分析法打分，得到叠加权重，在ArcGIS平台中将这些结果根据权重叠加，得到综合水文安全格局结果（图11）。综合生态安全格局构建策略营造多类生境空间、联通鸟类栖息生态廊道根据生物安全格局分析的结果（图12），划分出T字绿心区需要进行重点保护鸟类栖息地及需要增补的栖息地斑块范围（图13），并依据绿心区现状能观测到鸟类的类型，主要有涉禽、游禽、鸣禽、攀禽、猛禽这五类生态类群，根据不同类群鸟类对栖息生境的不同要求14，依据其迁徙空间、繁殖、食性、活动空间四类指标，整理不同鸟类类群的主要生境类型。营造四大生境类型：林地、灌草地、湿地、水域，为鸟类提供栖居环境和迁徙空间15。并根据不同类型的鸟类栖息地营造提出不同的生境修复模式（图14）。针对林鸟（鸣禽、攀禽、猛禽）的生境修复策略包含营造林地和灌草地两种生境。林地生境营造策略包含：增加树种配置多样性，通过增加针叶树、阔叶树及提升常绿树和落叶树比例，形成大乔-小乔-灌木三个层次的垂直群落结构，通过增加乔木郁闭度的方式提升鸟类多样性16。灌草地生境策略通过设置食源灌木（如寿星桃、接骨木、金银木、山楂等）满足鸟类取食需求，以及设置人为干扰较普通草坪更低的野花草地（如狗尾草、葎草、波斯菊等自生草本）为鸣禽提供活动和躲藏场所。针对水鸟（涉禽、游禽）的生境修复策略包括水陆交错带湿地生境和水域生境的营造。湿地生境主要通过设置疏林灌丛、低草湿地、高草湿地图19 绿道体系构建116 北京规划建设研究 RESEARCH 等植物营造多类生存活动空间，乔、灌、挺水植物的比例为136，湿地生境植被覆盖度为20%-25%15。水面面积与水鸟的种类和数量呈正相关，尤其是水域内有丰富植被的生境，能够招引更多的涉禽、游禽。水域生境的营造策略主要包含大小水面空间规划及生态鸟岛的设置。鸟类偏好的岛屿生境包含浅滩和水深在1.5米左右的水湾。生态鸟岛的设置需距岸边10米以上为佳。同时浅滩生境利于鸟类的营巢、觅食和活动，深水湾则利于鱼类生活。编织韧性蓝绿网络、完善城市-自然游憩体系根据综合安全格局中水文安全分析的结果，划分出T字绿心区需要增加雨洪管理（图15）、增设雨水措施的区域，提出降低地表径流污染风险、增加场地水循环、净化污染水源等措施（图16）。降低地表径流污染风险的措施包含增加水文安全格局指示范围内人工湿地与自然湿地的分布范围，通过构建场地连续的湿地分布体系，净化水源，调蓄地表径流。增设的人工湿地作为海绵设施，实现场地降水“渗”“滞”“蓄”“净”“排”，提高场地水循环效率。水质净化措施除了源头削减外，还针对中段净化过程采取措施。主要措施包含沿水系置入河滩湿地、复合湿地及生产性湿地，除净化已污染水质外，还起到调蓄地表径流、拦截污染物入水的功能（图17、图18）。在水文安全格局的基础上，沿水系及道路构建三类不同绿道体系的规划，完善城市-自然游憩体系（图19）。结语城市绿心区对于大型城市来说，在维持城市生态提供生态系统服务方面有不可替代的作用，绿心空间规划设计与建设是城市规划中必不可少的一环。本文以北京海淀北部的T字绿心为例，从综合生态安全格局构建的角度入手，基于场地特征，选取综合生态安全中最重要的生物安全和水文安全作为要素对绿心区进行分析，并针对其结果提出规划策略。希望为海淀区乃至全国其他城市类似尺度范围的绿心规划提供思路和参考。参考文献1 吴瀚文.基于“城市双修”理念的莆田城市绿心空间格局保护与规划策略研究D.北京建筑大学,2019.2 郭巍,侯晓蕾.城市绿心发展及其空间结构模式策略研究J.中国人口资源与环境,2010,20(S2):165-168.3 魏后凯.荷兰国土规划与规划政策J.地理学与国土研究,1994(03):54-60.4 海淀分区规划（国土空间规划)（2017年-2035年）2019.EB/OL.http:/ 张强,李晓光,商晓静,刘颖杰,王博宇,张富春,李晓京.北京翠湖湿地鸟类资源现状及保护对策J.湿地科学与管理,2012,8(02):19-21.6 刘爱华.北京市南沙河流域水环境质量评价研究J.中国环保产业,2017(06):63-67.7 北京城市总体规划（2016年-2035年）2017EB/OL.http:/ 史瑶.基于MSPA和MCR模型的资兴市生态网络构建研究D中南林业科技大学,2019.6.9 陈涛.某千林鸟连接度的宁乡县城绿地生态网络优化D中南林业科技大学，2017.5.10 王原,何成,刘荣国.宁夏沙坡头国家自然保护区鸟类景观生态安全格局构建J生态学报，2017.8.11 胡望舒，王思思，李迪华.基于焦点物种的北京市生物保护安全格局规划J生态学报，2010.8.12 李博.基于ArcGIS与GAP分析的长株潭城市群水安全格局构建J水资源保护，2019.7.13 耿润哲.基于SWAT模型的流域土地利用格局变化对面源污染的影响J农业工程学报,2015.8.14 闫佳伦,董宇翔.基于鸟类栖息地营建的郊野公园规划设计研究J.北京林业大学学报,2019.12.15 刘旭,张文慧.湿地公园鸟类栖息地营建研究以北京琉璃河湿地公园为例J.生态学报，2018.6.16 王彦平,陈水华,丁平.惊飞距离：杭州常见鸟类对人为侵扰的适应性J.动物学研究,2004.作者单位：朱樱，深圳市城市规划设计研究院股份有限公司；李晓溪、王馨羽、刘心怡，北京林业大学园林学院；李丹宁，浙江省城乡规划设计研究院责任编辑：刘逍然