实施城市生态与环境规划

2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：基于城市生态安全格局的概念，通过分析、识别威胁城市生态安全的关键因子来进行城市生态规划的方法，被称为生态安全格局途径。景观生态学关注的焦点是景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局。城市生态安全格局设计的目的就是针对干扰的这些特点，排除与生态环境问题相应的人为干扰，并通过有利的人类干扰恢复自然生态格局与过程。

世界范围内的生态环境问题越来越突出，严重威胁着人类社会的可持续发展，保障生态安全已经成为迫切的社会需要。生态安全研究的基础是生态风险评价和管理。早期的生态风险研究集中在对有毒物质引起的风险上，主要集中在个体和种群水平上的生态毒理学，而针对区域生态环境问题的研究相对较少。目前，生态安全研究开始注重生态系统及其以上水平，力求以宏观生态学理论为指导，将单个地点或较小区域内的生态风险问题联系起来，进行区域生态风险的综合评价，强调格局与过程安全及整体集成，并着重实施基于功能过程的生态系统管理。

1.城市生态安全格局的概念

区域生态安全格局的提出，是对景观安全格局研究的发展，适应了生物保护和生态恢复研究的发展需求。景观安全格局侧重于景观结构与功能关系的机制研究。通过确定自然生态过程的一系列阈值和安全层次，提出维护与控制生态过程的关键性的量或时空格局。其特点在于规划设计一些关键性的点、线、局部（面）或其他空间组合，恢复一个景观中某些潜在的空间格局。与此类似，区域生态安全格局研究也基于格局与过程相互作用的原理寻求解决区域生态环境问题的对策。但是，它更强调区域尺度生态环境问题的发生与作用机制，例如干扰的来源、社会经济的驱动，以及文化伦理的影响等；强调生态环境问题的尺度性和层次性，即不同尺度上格局与过程的干扰效应，集中解决生物保护、生态系统恢复以及景观稳定等一系列问题；突出强调以上两个方面各要素的纵横交织产生的新特点，发现干扰对某一尺度格局与过程的作用，提出相应的解决对策，然后将所有单项对策综合，从更加宏观、更加系统的角度提出实现区域生态安全的对策，并通过区域生态安全格局的规划设计来具体实施。

在城市生态系统中，存在着一系列阈值或安全层次，虽然这些阈值对整体的生态过程来说并不是绝对的，但它们是维护与控制生态过程的关键性的量或时空格局。如城市生态可持续性受到不同因素，如水资源、水环境承载力阈限、土地资源阈限、森林绿地的面积及分布等的限制。与这些生态阈值相对应，城市生态系统中存在着一些关键性的因素、局部点或位置关系，构成某种潜在的安全的空间格局，称为城市生态安全格局，它对维护和控制生态过程有着关键性的作用。

基于城市生态安全格局的概念，通过分析、识别威胁城市生态安全的关键因子来进行城市生态规划的方法，被称为生态安全格局途径。生态过程对城市经济发展所带来的环境改变的忍受能力是有限的，但不承认最终边界的存在。同样，经济发展过程对环境与资源的依赖也是不均等的，或是阶梯状的。安全格局是各方利益代表为维护各种过程进行辩护和交易的有效战略，它在尽量避免牺牲他人利益的同时，努力使自身利益得到有效维护。不论最终的发展与环境规划决策和共识在哪一种安全水平上达成，生态安全格局途径都使经济发展和环境保护在相应的安全水平上达到高效。同时，安全格局把对应于不同安全水平的阈值、限值转变为具体的空间维量，成为可操作的生态规划设计语言，因此具有可操作性。

2.城市生态安全格局的理论基础

1）景观生态学：格局与过程的相互作用

景观格局决定着资源和物理环境的分布形式和组合，与景观中的各种生态过程密切相关，对抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有着深刻的影响。格局决定过程，反过来又被过程改变。格局与过程相互作用原理不但是景观生态学的核心内容，也为城市生态安全格局研究奠定了重要的理论基础。

城市生态安全格局通过优化景观格局来实现，优化的景观格局来源于对景观格局与生态过程关系的充分了解，特别是要判定哪些过程是有害的、哪些有利的生态过程需要恢复。通过改变景观格局，控制有害过程、恢复有利过程，才能实现城市生态安全。优化的景观格局是基于相关理论支持的空间描述，能够方便地付诸实践和管理。

优化景观格局的实现手段是景观恢复与重建。景观恢复与重建是指恢复原生态系统间被人类活动断裂或破碎的相互联系，以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本措施，包括调整原有景观格局、引进新的景观组分等，以改善受威胁或受损生态系统的功能。景观生态学关注的焦点是景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局。

空间格局和生态过程的相互作用存在于多个等级和尺度上。传统的以物种保护为中心的自然保护途径经常缺乏考虑多重尺度上生物多样性的格局和过程的关系，显然是片面的。景观生态学的等级理论认为，环境压力的影响会在不同生物组织层次通过不同方式表现出来，生物多样性研究和保护应该是在多组织层次、多时空尺度上进行。因此，生物多样性保护在关注物种的同时，还应该重视它们所处的生态系统的结构及相关生态过程，恢复生存环境才是成功保护物种的关键。与此相似，城市生态安全格局研究在重视区域规划设计的同时，还应该关注一些更小尺度的格局与过程，只有具体完成了小尺度格局设计才能使整体规划有的放矢。

2）干扰生态学：干扰与格局的相互作用

干扰一般是指显著改变系统自然格局的事件，它导致景观中各类资源的改变和景观结构的重组。自然干扰可以促进生态系统的演化更新，是生态系统演变过程中不可或缺的自然现象或动力。但是，人类干扰或人类干扰诱发的自然灾害，具有历时的长期性与作用的深刻性、干扰范围的广泛性与作用方式的多样性，以及干扰活动的小尺度与作用后果的大尺度等特点。城市生态安全格局设计的目的就是针对干扰的这些特点，排除与生态环境问题相应的人为干扰，并通过有利的人类干扰恢复自然生态格局与过程。

干扰改变景观格局，同时又受制于景观格局。干扰在不同景观类型和不同程度的异质性景观中扩散能力有明显差异，通过改变景观格局可以控制干扰的形成和扩散，因此研究干扰对城市生态安全格局的破坏以及城市生态安全格局对各类干扰的影响是进行城市生态安全格局设计的基础。(www.chuimin.cn)

在一定意义上，景观异质性也可以说是不同的时空尺度上频繁发生干扰的结果。不同的干扰所发生的尺度不同，使得影响干扰和受干扰影响的景观格局也有一个与干扰相对应的尺度问题。针对不同尺度的干扰提出解决对策，规划设计相应格局，恢复不同层次的空间异质性，才能达到有效控制干扰和恢复生态过程的目的。

通过有益的人为干扰恢复和优化已退化景观还需要重视人为干扰与景观格局的动态适应性。在自然条件下，景观格局与动态都是与自然干扰相适应的，而且形成了一种相互依赖的运行机制。这些干扰一般具有一个共同特点：如果是小尺度干扰则干扰作用周期短，如果是大尺度干扰则干扰作用周期长，这种尺度与频率的反比关系使受到干扰的景观有充足的修复时间。因此，实施有益的人为干扰的尺度应该基于自然干扰尺度而确定。确定人为干扰尺度最安全、最可靠的办法就是通过对自然干扰发生尺度和运行机制的研究，向自然界学习。既要注意研究有利于原生生态过程的人为干扰，把它作为实施生态工程的依据，同时也不能忽视它所带来的不良影响。总之，有目的地施加某些有益的人为干扰，促进生态系统恢复，是城市生态系统管理和实施城市生态安全格局的必要手段。

3）恢复生态学：生态系统结构和功能的恢复

城市景观由多种生态系统类型镶嵌而成，恢复已经退化的生态系统对于提高生态系统服务功能和改善生态系统健康状况具有重要意义。因而，退化生态系统的恢复是实现城市生态安全的必要措施。生态系统服务是人类生存和发展的基础。生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能，但生态系统服务功能的两个方面都是有限的。如果对自然资源攫取过度，环境质量就要遭到破坏；反之，要保证较高的环境质量，应该尽可能减少资源利用对生态环境的破坏，并通过改进资源利用技术，提高资源利用效率。生态系统健康是保证生态系统服务功能的前提。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性，即具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。健康诊断是对生态系统质量与活力的评价，而城市生态安全的研究目的则是平衡人类的自然资源利用与生存环境质量需求的矛盾，保证生态系统在持续健康的状态下提供服务。

虽然恢复生态学强调对受损生态系统进行恢复，但其首要目标仍然是保护原生生态系统；第二目标才是恢复已经退化的生态系统，尤其是与人类关系密切的城市生态系统；第三目标是对现有的生态系统进行合理的管理，避免退化；第四目标是保持区域文化的可持续性。由此可见，区域尺度的生态系统恢复目标主要是满足区域生态安全格局的要求，生态系统恢复措施为区域生态安全格局的构建和实施奠定了技术基础。

4）生态经济学：自然资源保护与利用

人类干扰是造成生态问题的直接原因，但其背后深层的原因是任何人类活动都有经济利益的驱动，是由经济无序发展造成的。因此，城市生态安全格局要通过改变经济发展模式才能最终实现。

生态经济学研究经济发展与环境保护之间的相互关系，探索合理调节经济再生产与自然再生产之间的物质交换，用较少的经济代价取得较大的社会效益、环境效益和经济效益。因此，生态经济学能够为解决一系列经济无序发展造成的环境问题提供对策和方法。通过经济学手段排除人类干扰，解决生态环境问题，是实现城市生态安全格局的根本途径之一。根据城市生态环境问题的成因，确定相应人类干扰的经济学驱动机制，提出改善区域资源利用的科学对策和经济发展模式，应该在城市生态安全格局设计和实施中得到充分重视。

5）生态伦理学：人与自然的和谐

区域生态环境问题的另一根源在于人类干扰的社会背景。其实各种经济活动都存在着社会导向，因此所有人类活动都有着深刻的社会根源。如果说生态经济学手段可用于控制个人或集团的生态破坏行为，那么生态伦理学则是为控制全社会的生态破坏行为提供对策。

现代科学技术高度发展的后果之一，是在人与自然之间形成了某种隔离，使人不易看到自己的生活与自然的密切联系，导致人类对自然缺乏足够的尊重。社会意识与自然规律不协调，则社会的行为、道德、文化、政策、法律法规等因子就可能成为生态环境问题产生的根源。因此，从生态伦理学的高度改善人与自然的关系是实现城市生态安全的根本途径。

生态伦理学主要研究人对待自然的态度问题，存在着人类中心主义和非人类中心主义（或生态中心主义）两种价值观。尽管单独的理论都存在偏颇，但它们都为保护生物多样性、恢复生态系统和建立人与自然之间的和谐关系提供了独特的道德依据。生态伦理学还注重研究基于生态伦理的原则和规范，比如它提出自卫原则、对称原则、最小错误原则和补偿正义原则，为人们提供了环境意义上的行为道德准则，为生态环境保护做出了贡献。应用生态伦理学原则指导实践，首先要确立可持续发展的观念，并关注人口发展的伦理、科技发展的伦理、环境保护的伦理、消费方式的伦理以及公众的环境伦理教育等，用这些行为道德准则来规范人类的社会经济活动。

实施城市生态与环境规划

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