基于生态系统服务协同优化的生态空间划定及弹性分级策略--以山东省栖霞市为例

生态空间的各项生态系统服务之间存在权衡与协同关系,以提供多项生态系统服务或生态产品为主导功能的生态空间规划本质上是空间约束下的多目标弹性决策的过程。利用地理模拟与优化系统(GeoSOS)空间优化技术平台,以多项生态系统服务协同优化为目标,提出兼顾空间系统性的生态空间划定及弹性分级策略。以山东省栖霞市为例,利用生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型实现生物多样性维持、水资源供给和气体调节3项主导生态系统服务的测算,基于空间优化技术和多情景分析,划定了4种类型的生态空间并针对性地提出了弹性分级管控建议,分别是系统保护、刚性管控,稳定结构、限制开发,生态储备、适度开发,优化服务、弹性管控。可为后续生态管控策略的制定以及分区规划提供理论依据。     

绿色基础设施为先导的城市空间建构模式研究

资本扩张驱动伪城市化进程使得 自然资源约束趋紧,推进城市生态文明建设 势在必行。文章论述了现代城市空间模型的 生态转向,提出以绿色基础设施作为城市空 间系统的生态支撑,总结其结构和尺度的空 间特性,强调绿色基础设施在城市空间建 构中的先导作用,探讨一种生态优先的系统 化方法,即“绿色基础设施规划作为脊柱架 构—灰色基础设施规划作为骨架搭建—地 块、建筑等作为组织填充”。结合重庆钓鱼嘴 片区项目实践,剖析该模式的建构过程,论证 重点地段城市设计中绿色先行、灰色协同的 空间结构生成逻辑。     

生态文明背景下的合肥生态空间控制规划研究

生态空间控制规划主要通过科学合理的控制手段,有效保护自然生态资源,维护城市生态安全,控制城市无序增长,对城市发展形成反向约束和引导,从而实现土地利用的集约效应.文章试图探索“生态保护红线”的划定类别和界定方法,提出“两线三区”生态空间管制分区,通过“线控”严格保护生态资源,界定城镇增长边界,并提出切实可行的生态空间管控策略和实施措施.     

城市绿色基础设施的生态服务评估模型研究

生态系统服务是绿色基础设施的终端产品,绿色基础设施是生态服务的物质载体。实际生活中,人们真正利用和享受的是绿色基础设施提供的净化空气、降温减噪等生态服务。论文应用生态系统服务理论和量化计算方法,针对城市的生态环境特征和面临的生态问题,通过因子选取、参数设定、量化计算和空间制图四个步骤构建了城市绿色基础设施的生态服务评估模型,并应用模型对哈尔滨曲线社区绿地的生态服务进行了计算分析和整体评价。评估模型可以定量化地计算绿色基础设施对城市的生态贡献,为城市生态评价、绿地效益分析提供了新的技术方法与手段,也为促进城市绿地规划精细化和重效益发展提供了新思路。     

基于景观基础设施的城市发展新范式

对景观基础设施概念的提出及其内涵进行综述,比较其与绿色基础设施的区别。以“统筹城市公共空间系统”为出发点,依据基础设施和景观内在的共性和关联性,结合实际案例从“景观基础设施的缘起”“景观基础设施的类型”和“景观基础设施作为城市生成、增长和演变的组织架构”三个层面,阐释将市政的灰色基础设施和生态的绿色基础设施协同整合,形成整体景观基础设施的方法。在满足“中国式密度”发展模式要求的前提下,探讨基于景观基础设施的城市发展新范式,以最少的用地实现社会、经济和生态系统服务效益的最大化。     

城市绿色基础设施空间形态的GIS生态服务评价模型

借助GIS数据分析模型,构建以生态服务为核心价值的城市绿色基础设施的客观评价方法。基于Birkeland的"提供生态服务的正开发"理论,提出绿色基础设施是一种能提供生态服务的有效途径。从绿色基础设施所能够提供的两大与植被有关的生态服务——生物多样性的支持与碳调节出发,以上海临港新城为基地展开研究,创立易于操作、直观的生态服务效能评价的计算机方法技术,即GIS生态服务评价模型(GEEM),通过对十二大生态因子的研究,阐述生态服务效能与城市绿色基础设施空间形态的耦合机理,对进一步优化城市绿色基础设施的空间形态起到积极引导的作用。     

生态文明视角下山地城市绿色基础设施规划研究——以重庆市九龙坡区新城为例

在高速城镇化的背景下,山地城市因其复杂的自然环境特征面临着生态系统衰退、人居环境恶化等危机。绿色基础设施具有多样化的生态系统服务功能,是保障区域和城市生态系统的适应性、自组织性、可持续性,推进我国生态文明建设的基础性工程。本文通过梳理绿色基础设施规划发展历程,借鉴欧美战略规划案例,结合山地绿色生态空间的特征,构建包括风险评估、绿色空间网络构建、优先级评价、弹性管理的绿色基础设施规划框架,并以重庆市九龙坡区新城绿色基础设施战略规划作为实践应用,构建"山-水-绿-文"复合要素的全域绿网,实现山地城市绿色生态空间的风险把控、要素测控、空间管控,为探索生态文明导向下的城镇化路径提供启示。     

生态视角下的城市增长边界划定方法——以杭州市为例

以生境恶化和土地资源供需平衡两大现实问题为背景,针对当前城市增长边界划定方法存在的误区,在分析GIA与约束性CA模型的基础上,构建了生态视角下的GIA-CA空间模型。该模型将生态保护的传统被动防御转变为主动控制的模式,以城市存量土地"质"的生态分级和"量"的有限供给作为空间增长模拟的宏观约束条件,从而划定城市增长边界,达到控制城市蔓延和引导城市在适宜发展区域增长的目标。最后,杭州的实证研究证明,以GIA-CA模型划定城市增长边界能够破解当前城市蔓延相关问题,从而保障了健康城镇化的顺利进行。     

考量生态系统服务供需关系的流域城市 生态空间优化研究——以青弋江流域泾县段 为例

快速城市化阶段,流域城市对生态系统服务的需求 与日俱增,生态系统服务供需失衡加剧,厘清及优化流域城市 生态系统服务的供需关系对于流域生态保护与经济发展的协同 具有重要意义。以长江下游最大支流——青弋江所贯穿的安徽 省泾县为例,运用生态系统服务空间定量评估方法,测算固碳 释氧、水文调蓄、土壤保持、生境支持、粮食生产、休闲游憩 6种关键生态系统服务的供需水平;通过四象限法,判定供需 关系并辨明平衡、赤字、盈余3类区域;以供需平衡为目标, 基于“保护平衡区与赤字区,开发盈余区”的策略设定用地情 景,利用CA-Markov模型获取供需约束的生态空间布局。结 果表明：1)生态系统服务供给的分布以高质量生态要素为基 底,呈南高北低态势,需求分布与人类活动集中区较吻合,在 县域中部和南部突出;2)研究区供需关系整体匹配,平衡区占 比最大,盈余区其次,赤字区最小;3)供需约束情景在非生 态空间向生态空间转入上表现较好,能增加林地、水域、草地 3类重要生态资源的存量,且在形态上可维护大型生态斑块的 完整性并引导城镇空间走向紧凑;4)依据供需关系设定的生态 保护空间与生态保护红线在平衡区较一致,但在盈余区与赤字 区,后者出现“开天窗”式的管控缺口,使青弋江破碎,而前 者未有该现象。     

耕地系统保护的“刚性—弹性—韧性”：理论框架与实施路径

耕地系统保护对保障国家粮食安全和生态安全意义重大。从耕地系统保护的内涵出发,分析耕地数量、质量和生态系统保护需求,构建包含刚性、弹性、韧性的耕地系统保护理论分析框架。研究表明,底线约束和用途管制的耕地保护刚性是基础,布局优化和整治修复的耕地保护弹性是抓手,功能权衡和系统稳定的耕地保护韧性是根本。刚弹结合的用途管制制度、内外动力支撑的韧性提升路径、生态产品价值实现的激励机制是构建耕地“刚性—弹性—韧性”系统保护的主要内容和治理方向。     

基于元胞自动机模拟城市扩张下的绿色基础设施布局演变与内涝风险评估——以武汉市为例

武汉作为中国中部地区城镇化发展最为迅速的城市之一,提供重要生态系统服务功能的绿色基础设施面临建设用地扩张下的空间置换、总量缩减、结构破碎等问题。以武汉市绿色基础设施雨洪调蓄功能为切入点,通过遥感影像解译结合地形、土地利用等数据对武汉市域内的绿色基础设施进行空间格局及水文区位分析;通过构建模拟城市扩张的元胞自动机模型,整合城镇建设用地增长的发展引导约束条件与空间控制约束条件作为运算规则,计算转换概率来模拟城市的扩张;以此分析城市扩张所带来的不同类型绿色基础设施的格局演变与内涝风险。研究发现在城市扩张过程中武汉市水文关键区位敏感性高且易被侵占,建成区将面临雨洪调蓄功能降低所带来的内涝风险。城市扩张与用地的博弈难以避免,绿色基础设施作为发挥城市雨洪调蓄功能的天然载体,其结构完整性对于城市水文过程良性循环起本底作用。保护在城市发展过程中敏感性高、易被侵占且具有关键水文功能的区域,根据风险程度建立多级控制体系,对于武汉市绿色基础设施保护及内涝防治具有重要意义。     

Infrastructure networks and red–green patterns in city regions

Landscape ecology challenges the urbanisation processes and the activities of the infrastructure sectors. Infrastructure networks have a strong impact on the development of cities and landscapes. This impact is often positive in an economic sense but can be negative in respect of natural or recreational functions of city and countryside. The challenge for spatial planning is to locate infrastructure lines in order to safeguard the conditions for the less dynamic functions in and around the urban regions. This paper analyses the impact of network patterns on urban development patterns and on green patterns, taking the history of the Randstad Holland as an example. In history the central peat area of this region was hardly accessible. This fact has led over the course of time to a unique spatial pattern: the major infrastructure lines and the major urban settlements are situated on the rim of a Green Heart. This creates a high-quality setting for the economy and the urbanisation of more than 6 million people as well as for natural and agricultural functions. Such a combination of urban elements and infrastructure around a green core can also be found on other scale levels and in other regions. Constraints on access often correlate with restricted urbanisation and with a sustainable position for the green elements. In those cases that such a restraint is chosen deliberately, often five phenomena are visible: (1) Polarity: a spatial polarity between less dynamic and more dynamic functions. (2) Decentrality: a side position of the main infrastructure and urban centres and a central position for the green functions. (3) Equality: equilibrium in extension of urban and rural elements. (4) Continuity: the green areas are part of larger scale networks. (5) Formality: planning policies couple the planning of infrastructure and dynamic urban activities to the development of the less dynamic, green functions.Together, these five elements create a special approach of spatial planning that can be applied on various scales. It is possible to use these elements as a concept, a design tool to create sustainable conditions for the ‘green’ functions in and around city regions. Based on some examples, suggestions are made for a strategy for urban-rural (re-)development aiming at high-quality urban life and for the natural environment, in and around urban regions. Sustainable spatial patterns demand a planning approach that combines the planning of infrastructure and urban activities with the planning of their green counterpoint.     

Assessing and mapping ecosystem services to support urban green infrastructure: The case of Barcelona,Spain

The ecosystem services approach provides an efficient way to support urban green infrastructure planning. Such an assessment, together with mapping, can effectively produce spatial analyses on a specific scale, helping to maintain multi-functional landscapes and plan urban green infrastructure. In turn, green infrastructure can offer a wide variety of ecosystem services, promoting landscape sustainability. This study develops a methodology for the planning of urban green infrastructure based on an ecosystem services approach that assesses the supply capacity of ecosystem services, and identifies possible spatial characteristic areas for interlinking urban green infrastructure within the study area. More specifically, from a landscape perspective, we use 32 ecosystem services (as X-axis) and different land use types (as Y-axis) to build an ecosystem service assessment matrix. We then take the municipality of Barcelona as an example, using the latter to assess and map ecosystem services within the city through ArcGIS, which shows the spatial distribution characteristics of ecosystem services provision. We identify possible spatial areas - which include ecosystem services provision, barren, and obstructed areas - by overlapping the ecosystem services assessment maps. Ultimately, the results provide a reference for urban green infrastructure planning by recognizing priority protected areas, new construction areas, potential areas, and renewal areas.     

Developing and testing a cost-effectiveness analysis to prioritize green infrastructure alternatives for climate change adaptation

Green infrastructure has been increasingly identified as an option to help manage climate change impacts in urban areas, although its implementation is still not widely promoted in urban planning. This is because of the lack of detailed analysis for decision-makers regarding construction and maintenance costs for different types and how effective various measures are at managing precipitation at a catchment scale. This paper contributes to fill this gap in knowledge by developing a green infrastructure cost-effectiveness ranking index (GICRI) able to evaluate the stormwater runoff volume reduction of multiple green infrastructure alternatives under different climate change scenarios, over differing spatial configurations and combining this performance data with their construction and maintenance costs. After applying this model over two case study areas, this paper provides three main insights. First, climate change projections have a significant impact on green infrastructure cost-effectiveness. Second, as green infrastructure cost-effectiveness is influenced by the spatial scale, there are different challenges for larger cities and smaller regional towns. Building on this, the paper argues that GICRI can be a simple and fast heuristic to increase the use of green infrastructure by informing decision-makers regarding how and where to prioritize investment or where greater modelling is needed.     

基于城市空气调节的区域绿色基础设施识别研究

在中国城市高密度开发的用地模式下,依靠城市内部的有限绿地很难达到空气净化的自平衡。城市周边的绿地、水体等绿色基础设施在提供清洁空气、消解空气污染物、调节城市气候中发挥着重要作用。论文从调节城市空气质量的视角切入,以哈尔滨为研究案例,以Arc GIS为数据分析平台,提出市域尺度下城市绿色基础设施识别的方法:1)空间单元识别:以局地环流理论为依据,根据地表覆盖与植被类型数据,识别出绿色基础设施的3类空间单元;2)城市风场分析:通过对一年四季典型月份的气象统计和基于风环境模拟软件CALMET的风场模拟,得到哈尔滨的典型月份风环境图;3)空间体系表达:根据城市风环境图,分析绿色基础设施在调节城市空气中发挥的作用,得到GI的空气调节空间分布体系。研究成果可以作为编制城市绿地系统规划和制订区域生态绿地保护策略的依据,并在城市风环境分析、城市风道规划等领域得到进一步应用。     

交通基础设施与城市空间增长——基于城市经济学的视角

交通基础设施的投资与建设是城市空间增长的重要推动力。从城市经济学的视角出发,城市交通基础设施对城市空间增长的推动作用很显著,并且不同类型的交通基础设施对城市空间增长的影响方式和结果存在较大的区别。交通基础设施的建设通常推动城市空间以蛙跳(飞地)方式蔓延,形成远离市区的郊区制造业带,并且派生出富人区、"城中村"等空间分异现象以及"小产权房"等城市建设问题。     

生态系统服务评估在美国城市绿色基础设施建设中的应用进展评述

城市绿色基础设施提供着雨洪管理、空气净化、气候调节、能耗节约、提供生态栖息地以及文化功能等重要的生态系统服务。近年来,在美国国家环保局、美国风景园林基金会等相关组织机构的倡导下,生态系统服务监测和评估被结合到城市绿色基础设施的规划建设之中。本文分析了城市绿色基础设施生态系统服务的研究进展和评估方法,并归纳了现今美国生态系统服务评估在绿色基础设施建设中的应用方式,包括为政策制定提供量化依据、为项目认证提供评价标准、以及为项目建设提供收益分析3种类型。最后,本文探讨了对我国绿色基础设施建设的相关启发,包括加强城市绿色基础设施生态系统服务研究和实践的结合,重视城市绿色基础设施生态系统服务的整体性和协同性,以及完善基于生态系统服务的城市绿色基础设施绩效监测体系3个方面。     

城市绿地形态对区域环境噪声的影响

在城市尺度,由于城市绿地和建筑对城市环境噪声的影响机制尚不明确,故鲜有研究单独将城市绿地和城市环境噪声联系起来.试图通过对城市绿地形态相关的指标优化来提高城市绿地对区域环境噪声的净衰减量增量.以武汉市武昌区为例,以600 m边长的网格为基本单元对研究区域进行划分,通过声学模拟和校正、空间分析与统计等方法计算各单元内的噪...     

广东理想城市建设的策略 绿色基础设施的改善

绿色基础设施是针对城市环境问题的出现而提出的解决策略,并伴随着城市的变化发展而不断发展和完善。针对广东省建设理想城市的目标,提出了改善城市绿色基础设的策略。通过阐述广东省城市面临的众多环境问题如污染、雨洪灾害、绿地建设不完善等,并分析绿色基础设施的作用和结构,借鉴国外建设绿色基础设施的成功案例,从多个角度提出如何利用绿...     

绿色城市更新:新时代城市发展的重要方向

城市更新是一个永恒的议题,并在国家发展阶段有其特定的历史任务。在新时代生态文明建设的背景下,绿色城市更新必将成为城市发展的重要方向。本文通过发现绿色城市更新的时代价值,分析我国绿色城市更新在"点"、"线"、"面"上的既往探索及现实挑战,结合绿色城市更新的国际动向,提出"十四五"时期有关绿色城市更新的若干建议。包括:(1)绿色城市更新规划先行;(2)建设绿色基础设施网络;(3)探索绿色零碳社区更新;(4)创新绿色城市更新机制,探索增存挂钩"绿色折抵"、绿色全生命周期管理等新路径。