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【规划设计】城市总体规划阶段生态专项规划思路与方法
规划师杂志社   2018/7/11 10:02:34
 

导语

      作者中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室、中国科学院大学博士研究生郑善文,北京市城市规划设计研究院研究室副主任何永,中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室韩宝龙,中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室、中国科学院大学博士研究生徐迪航,中国科学院生态环境研究中心主任,中国生态学会副理事长欧阳志云在《规划师》2018年第3期撰文,文章面对城市中人与自然的矛盾,针对当前城市总体规划中对生态考量的不足,总结有关生态规划的理论、方法、技术标准及实践,充分融合规划学与生态学的基本思想,剖析城市规划方法与城市生态服务间的相互作用关系,提出面向人与自然和谐共生的城市总体规划阶段生态专项规划,并理清其规划思路、目标、方法与内容,构建城市生态专项规划的总体技术框架。首先,理清用规划来调节、提升城市生态系统服务的思路框架,提出优化格局、调节过程和提升功能三大调节机制;其次,确定促进人与自然和谐共生的规划总目标;再次,构建“SAPPE”生态规划“五步法”;最后,确定生态专项规划的主要内容包括生态战略与目标、适宜的城市规模、合理的用地比例、协调的城市结构与布局、充分的生态空间和创新的规划管理等。

[关键词]生态专项规划;城市总体规划;城市生态系统服务
[文章编号]1006-0022(2018)03-0052-07 
[中图分类号]TU984 
[文献标识码]B
[引文格式] 郑善文,何永,韩宝龙,等.城市总体规划阶段生态专项规划思路与方法[J].规划师,2018(3):52-58.

一 背景——相关生态规划理论、方法与实践总结

      对于国内外相关生态规划理论或思考,先后有多位学者做了回顾与梳理,关于生态导向下的规划方法,先后也有多位学者从不同角度做了大量探讨。例如,在国外早期有“城市公园行动”“田园城市”“有机疏散”等生态规划思想的萌芽,中期有麦克哈格因子叠加法、生态城市十原则等方法的探索与应用。在国内主要有马世骏、王如松提出的复合生态系统理论,黄光宇提出的生态城市规划复合系统原则,王如松提出的共轭生态规划与泛目标生态规划,俞孔坚提出的“反规划”等理念 ( 表 1)。近年来,我国陆续出现了包括中新天津生态城规划、广州市生态专项规划和三亚市“生态修复城市修补”总体规划等具有代表性的生态规划实践 ( 表 2),住建部、环保部也出台了一系列有关生态规划的技术标准 ( 表 3)。可见,生态规划理论正从单一自然生态系统的考虑向城市复合生态系统的综合考量发展,规划技术从简单的适应性分析等技术向遥感、GIS、复杂模型和计算机模拟等更高级技术发展,规划方法更加多样( 其中先底后图法相对占据主流 ),规划内容也向综合、完整的巨系统发展。但总的来说,有关生态规划的定位、任务仍不清晰;规划方法缺乏对规划方案的“规划后评价”;规划内容范围不明确,有的规划仅关注城市绿地的布局与建设,有的规划主要针对环境治理,也有的规划则显得过于复杂,城市布局、建筑、产业、能源、环保及社会文化事业等无所不包,规划系统性较强但针对性不足;规划指标体系庞大、操作性不强等。就学科背景来看,仍是“规划派”“生态派”“环保派”各说各话,各学科间甚至是各主管部门间缺乏一座有效的“桥梁”,生态学的有关理论与方法未能充分融入到规划中去,规划与生态的关系仍较模糊。基于当前研究,笔者认为城市生态系统服务是连接规划学与生态学的有效“桥梁”,而这方面的研究也正是目前最缺乏的,因此提出了基于城市生态系统服务的生态专项规划思路与方法。

二  总规阶段生态专项规划思路

(一)规划定义与任务

      总规阶段生态专项规划以社会—经济—自然复合生态系统理论为指导,以促进人与自然和谐共生为根本目标,以提升城市生态服务功能为主要途径,研究城市生态格局、过程与功能的相互关系,理清规划要素与生态要素之间的作用原理,采取创新的规划方法与管理措施,通过总规的城市定位、空间布局和要素配置等来调节城市空间布局与土地利用格局,提出生态规划方案并补充有关生态控制内容、指标及政策建议的专项规划,是总规的有机组成部分,规划成果与结论充分融入总规,并对其他专项规划提供参考与支撑。
      总规阶段生态专项规划的主要任务,一是从城市生态系统服务功能优化的角度对总规的主要内容提出建议,包括确定与生态资源环境相匹配的城市规模,以及适宜、协调的各类用地比例与布局方案等;二是协调其他专项规划,如增加绿地的生态服务功能,增补生态交通、生态基础设施等;三是补充有关生态专项控制内容与政策建议,如生物多样性保护、新能源使用等,制定提高绿色建筑比例、鼓励立体绿化、增加公共交通供给和鼓励垃圾分类收集等激励机制的生态规划管理与政策建议 ( 图 1)。

(二)规划目标

      生态专项规划的总目标是促进人与自然和谐共生、改善城市人居环境、提升生态服务功能,促进社会—经济—自然复合生态系统的协调耦合、多赢发展,具体包括保障生态安全、缓解生态问题、提升生态功能、促进生态代谢和提高资源效率五个分目标(图2)。

(三)规划思路

1.人与自然协调共生

      城市是社会—经济—自然复合生态系统,社会、经济构成的人工系统影响着自然系统,如占用自然空间、消耗自然资源和排放污染废物等,是城市生态系统服务的需求端与消耗端;自然系统的城市生态系统服务支持着社会经济人工系统,是生态服务的供给端。当前诸多城市生态问题正是由于社会经济发展过度占用自然、破坏自然所造成的,导致城市生态系统服务供给不能满足城市发展需求。
      生态专项规划一方面通过空间布局与资源配置等规划方法,从需求端减少城市发展对自然的影响与占用;另一方面通过生态基础设施建设、生态工程等生态学方法,从供给端提升自然生态系统服务对城市与人类活动的支持,以此促进社会—经济—自然复合生态系统的协调耦合与人居环境的改善。因此,本文将生态专项规划称为“人与自然共生生态规划”(图3)。

2.用规划来调节、提升城市生态服务

      生态系统服务是指生态系统对人类生产、生活提供的条件与支撑,分为产品提供、调节服务、文化服务和支撑四大类。城市生态系统服务是指为维持城市的生产、消费、流通、还原和调控功能所需要的有形或无形的自然产品与环境公益,它是城市生态支持系统的一种产出和功效。本文梳理出空气环境净化、水源涵养、休闲游憩与自然体验等主要城市生态系统服务类型,分别对应水安全 / 水环境、土地、空气 / 气候、生物物种、文化游憩及能源资源六大类城市生态要素(图4)。

      为实现人与自然和谐共生的总目标,生态专项规划需理清总规与城市生态系统服务间的作用关系,研究如何用规划来提升城市生态系统服务能力,探明城市生态调控的机制、途径与措施。这是生态专项规划的主要内容,包括规划方法、内容与指标等(图5)。

三  总规阶段生态专项规划方法

(一)生态调控机制

      规划提出优化格局、调节过程和提升功能三大城市生态调控机制(图6),是规划调节、提升城市生态系统服务的原理所在。

1.优化格局

      城市格局是指构成城市生态系统的土地利用情况、比例及空间分布关系。优化格局应以提升城市生态服务功能为目标,通过总规优化城市总体布局和土地利用格局,如采取组团化、紧凑的城市布局,以及均匀分布的生态空间、连接成网的生态廊道和密路网等,鼓励土地混合使用,增强城市的气候调节、水文调节和生物多样性保护等生态功能。

2.调节过程

      生态系统过程是指构成生态系统的生物与生物,以及不同非生物因素之间物质、能量、信息的交换与流动。城市主要生态过程包括降雨径流、固碳释氧、物质循环、物种分布与迁移等自然生态过程,以及交通、人口和文化传播等社会生态过程。总规可以通过增加可透水地表、保护培育湿地、增加本地植物种、增加生态空间和生态基础设施等措施来降低生态负荷、增强自然生态过程,提高城市生态功能和资源利用效率。

3.提升功能

      城市生态功能包括水质净化、空气环境净化和减缓热岛效应等。总规可以结合上述优化格局、调节过程等机制,通过增加生态用地、控制污染排放和提高资源利用效率等措施,共同提升城市生态功能,改善人居环境。

(二)规划对策

       在城市生态调控机制的基础上,规划剖析了城市生态要素与规划要素之间的关系,探讨如何通过空间规划方法与规划管理策略来提升城市生态功能,明确了城市规划对策与生态服务功能间的相互作用关系,即什么样的规划对策能改善哪些生态服务功能。其中,城市生态要素包括水安全、土地、空气、生物、文化和能源六大要素,对应涵养水源、改善空气质量、减缓热岛效应、增加氧气释放和增加固碳等城市生态系统服务目标。城市规划要素分为空间要素与管理要素,空间要素包括城市规模、用地比例、用地布局、道路交通和开敞空间五大要素,空间规划对策包括研究城市适宜规模等 11 项;管理要素包括城市建设、交通出行和能源资源三大要素,管理对策则包括增加绿色建筑比例等 6项(图7)。
规划对策与规划管理对策总结为降低生态负荷、优化城市格局、增加生态空间、调节生态过程、提高资源效率和加强政策引导6类。

(三)规划方法

     规划建立了“SAPPE”生态规划五步法,包括生态调查 (Eco-Survey)—生态评价(Eco-Assessment)—生态预测(Eco-Predication)—生态规划(Eco-Planning)—规划模拟与评估(Planning Scenario &Evaluation),特别强调对规划方案的生态效益进行模拟与评估,从而反馈给规划方案并优化、修正和调整方案,形成一个完整的闭环,目的在于解决目前普遍缺乏规划评估、“规划编完就完了”的现实问题。

(四) 规划框架

      基于“SAPPE”生态规划五步法,规划构建了从生态调查、生态评价、生态预测、生态规划到规划评估,进而反馈给生态评价的总规阶段生态专项规划的总体技术框架(图8)。

四  总规阶段生态专项规划内容

(一)城市生态调查 — 现状城市生态系统调查

      城市生态调查主要包括对城市生态系统的土地使用、土地覆盖、气候、水文及生物多样性等要素进行调查,必要时还需对有关要素的历史演变进行分析,为后续生态评价、预测提供基础数据与资料。

(二)城市生态评价 — 现状城市生态系统评估

      城市生态评价是指在生态调查的基础上对城市现状生态系统的质量进行的评价,包括生态功能评价、资源效率分析和城市生态问题诊断等。
      生态功能评价主要是对城市现状气候调节、水文调节、水环境净化、空气质量改善、固碳和文化服务等生态服务功能进行评价;资源效率分析主要是对城市现状的水资源利用效率、土地利用效率和能源利用效率等进行分析;城市生态问题诊断主要是总结城市现状水质、空气质量、土壤质量、热岛效应和内涝等生态问题,诊断问题的成因。

(三)城市生态预测 — 未来城市生态系统预测

      城市生态预测是指在生态评价的基础上,分析城市可能面临的生态压力与生态风险,评估城市生态承载力,预测未来城市生态系统的发展态势,为规划提供情景设计或参照。
城市生态压力主要包括人口增长、城市扩张等给城市生态环境及生态系统服务功能带来的压力,如建设用地增加、生态用地减少、水资源消耗增加、能源消耗增加和生活垃圾增加等。城市生态风险是城市生态系统在压力作用下可能面临的风险,包括空气质量恶化、水环境污染、热岛效应加剧、地下水位下沉、内涝和气候变化等,以及衍生出来的市民健康风险、经济损失和城市运营成本上升等社会经济风险。

(四)生态规划方案 — 提出规划方案与政策建议

      规划提出解决上述城市生态问题、缓解城市生态压力、规避城市生态风险的规划方案与管理政策建议,包括七大块内容(表4)。

1.生态战略与目标

      规划确立生态优先、绿色协调、“以自然为本”的生态战略,提出城市生态系统服务的总体战略定位与目标要求,确保市民都能享受到良好的生态服务,确定主要城市生态系统服务目标指标。

2.城市规模

      规划确定与生态承载力相匹配的生态负荷 — 城市规模,避免盲目求大、城市“超载”,保证城市有充足的生态环境与资源承载,且需给城市未来发展留足空间。

3.用地比例

      规划确定适宜的各类用地比例,统筹和协调安排生态、生活、生产“三生空间”,探讨用地比例最优状态,在促进城市土地高效利用的同时提升城市综合生态系统服务功能。

4.城市格局

      规划采用生态化的城市结构与空间布局,构建“多中心、组团式”的空间格局,通过生态廊道或生态隔离带限定城市及组团的增长边界,防止城市无序蔓延;采取均衡的居住与就业分布,有效降低通勤需求,提高用地紧凑度、用地混合度、绿地可达性和路网密度等。

5.生态空间

      规划增加绿地、水系、湿地、生态廊道和开敞空间等生态空间,鼓励立体多层次绿化,增加城市绿量,增强城市生态系统服务供给。

6.生态设施与工程

      规划增加可透水地表、人工湿地和城市森林等生态设施,增设雨水收集、垃圾回收等生态工程,调节城市生态过程,促进城市生态代谢,加强资源能源循环使用。

7.规划管理与政策建议

      规划创新规划管理,鼓励生态化的土地使用,如立体绿化、实土绿化和用地混合等,制定开发指标或配套奖励政策;同时,探讨鼓励绿色建筑、公共交通、可再生能源、水资源循环利用等规划管理与政策引导等,力图用政策保障规划的实施。

(五)规划模拟与评估 — 对规划方案的生态效应进行评估

      规划模拟与评估主要是对规划方案的城市生态系统服务功能变化进行模拟,评估规划方案解决了哪些生态问题、缓解了哪些生态风险及改善了哪些生态功能等,通过“规划后评估”进一步反馈、修正和优化方案。

五  结语

      本文探讨了总规阶段生态专项规划的理论与技术框架,分析了规划要素与生态要素的作用关系,明确了规划定义、目标、任务、方法及内容等,下一步将根据案例城市的生态规划研究,在实践中去检验生态规划框架的适用性、可操作性,以优化和完善基于提升城市生态系统服务的生态专项规划理论与方法体系。

文章全文详见《规划师》2018年03期《城市总体规划阶段生态专项规划思路与方法》


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