小城鎮(zhèn)生態(tài)型用地布局研究

唐 強,閆紅偉,趙彥博,李俊英

(1.沈陽大學 生物與環(huán)境工程學院,遼寧 沈陽 110044;2.沈陽農業(yè)大學 a.園藝學院;b.林學院,遼寧 沈陽 110161)

小城鎮(zhèn)生態(tài)型用地布局研究

唐 強1,2a,閆紅偉2b,趙彥博2b,李俊英2b

(1.沈陽大學 生物與環(huán)境工程學院,遼寧 沈陽 110044;2.沈陽農業(yè)大學 a.園藝學院;b.林學院,遼寧 沈陽 110161)

針對小城鎮(zhèn)規(guī)劃過程中過度地以經濟指標作為指導而產生的對自然生態(tài)環(huán)境破壞的缺點,提出了小城鎮(zhèn)功能分區(qū)應該同自然生態(tài)分區(qū)融合的理念。明確了限定生態(tài)分區(qū)的自然生態(tài)因子特征,介紹了生態(tài)分區(qū)的步驟和方法。以居住用地為例,分析了小城鎮(zhèn)功能用地特征,進一步明確了功能用地同生態(tài)用地結合的過程,并結合圖例解析了兩者融合的步驟。闡明了兩者融合存在的困難和未來研究的方向。

小城鎮(zhèn);生態(tài);用地布局

傳統(tǒng)的城市規(guī)劃總是先預測近中遠期的城市人口規(guī)模,然后根據(jù)國家人均用地指標確定用地規(guī)模,再依此編制土地利用規(guī)劃和不同功能區(qū)的空間布局[1]。根據(jù)這樣的規(guī)劃步驟,一些弊端就暴露出來,例如,設立的法定“紅線”會明確劃定城市建設邊界和各個功能區(qū)及地塊的邊界,甚至連綠地系統(tǒng)也是在一個劃定了城市用地紅線之后的專項規(guī)劃[2],這從根本上忽視了大地景觀是一個有機的系統(tǒng)。實際上,就如何在保護生態(tài)環(huán)境基礎上合理進行城市規(guī)劃,早在100多年前就已經引起了很多學者的關注和討論,1969年,McHarg,Ian.在《Design with nature》一書中首次將生態(tài)學方法完整地引入到城市規(guī)劃之中,但其“千層餅”[3]的生態(tài)學橫向思維方法存在一定弊端,這一點逐漸被后來的學者指出,并引發(fā)了深入的思考。近年來,我國學者相關研究頗多[4-9],其中,以俞孔堅和李迪華為代表的學者提出的“反規(guī)劃”[10]理論在學界影響較大,其理論主要從保護城市生態(tài)基礎設施角度出發(fā),關注城市非建設用地的保護,歸根結底還是從生態(tài)限制方面進行的研究。生態(tài)限制因子很多,相互關系復雜,綜合分析比較困難,“麥克哈格”式的要素疊加法雖然在水平層面解決了一些因子之間的矛盾,但忽視了相關因子之間的差異性和重要性等級。在現(xiàn)階段,隨著將 GIS技術的引入,相關的研究已經上了一個新臺階。本文將在自然生態(tài)因子限制研究基礎上,對小城鎮(zhèn)所在區(qū)域進行生態(tài)分區(qū),并進一步分析生態(tài)分區(qū)和功能分區(qū)之間的融合問題,提出如何進行小城鎮(zhèn)生態(tài)型用地布局。

一、基于自然生態(tài)因子分析的生態(tài)區(qū)間劃分

1.自然生態(tài)因子的確定

小城鎮(zhèn)所在地域自然生態(tài)因子是限制小城鎮(zhèn)規(guī)劃和發(fā)展的重要因素。在進行基于經濟的城鎮(zhèn)規(guī)劃之前,應該對于城鎮(zhèn)所在地域自然生態(tài)狀況進行識別。自然生態(tài)因子主要包括生物因子和非生物因子。生物因子主要是指區(qū)域主要動物狀況(研究其種類、分布和行為特征)、植被狀況和微生物狀況;非生物因子主要包括坡度、高程、土壤狀況(質地、成分)、地貌狀況、水文狀況、地基承載力等[11]。在以往進行土地適宜性評價過程中,自然生態(tài)因子評價重點關注非生物因子,對生物因子主要關注植物狀況,而對動物和微生物狀況關注較少。景觀生態(tài)學認為,在自然界存在多種生態(tài)流動[12]。在現(xiàn)階段的生態(tài)適宜性評價中,這種由動物和微生物參與的生態(tài)流動經常被忽視。本研究將動物和微生物也納入自然生態(tài)限定因素加以分析,這將為更加合理進行自然生態(tài)分區(qū)打好基礎。

2.自然生態(tài)區(qū)間劃分

自然生態(tài)因子對土地的限定狀況不是自然生態(tài)因子簡單疊加形成的,各因子之間存在著錯綜復雜的、相互聯(lián)系又相互制約的關系,因此需要考慮各因子的權重。在研究中可以采用層次分析法(AHP)來確定各因子權重值[13]。具體步驟為:首先建立層次結構模型,然后構造土地生態(tài)適宜度兩兩判斷矩陣,求得判斷矩陣的特征向量和特征值,再計算各評價因子的權重,最后通過一致性檢驗來判斷所確定的權重值是否接近客觀實際。通過該種判斷,能夠在一定程度上緩解傳統(tǒng)的專家打分法確定權重值的主觀性。

對于不同區(qū)位的小城鎮(zhèn),自然生態(tài)因子限定程度不同,可以靈活確定。在明確了單一因子的限定性之后,可借助ArcGIS軟件對單一生態(tài)因子的統(tǒng)計數(shù)據(jù)用評價標準進行定量化處理,確定該因子限定性屬性值,再將各專題地圖,例如城鎮(zhèn)區(qū)域地形圖、城鎮(zhèn)區(qū)域土壤類型圖、城鎮(zhèn)區(qū)域水系分布圖等輸入計算機,進一步生成矢量格式的限定性底圖,最后將該底圖經過緩沖區(qū)處理、柵格化處理,生成柵格格式的單因子限定性分布圖。每個生態(tài)因子都是如此操作。然后借助ArcGIS的疊加分析功能,將各因子限定性分布圖進行加權疊加,就可以生成綜合性的自然生態(tài)限定性分布圖。以此限定性分布圖進一步對區(qū)域進行自然生態(tài)區(qū)間劃分,可以分為生態(tài)禁建區(qū)、生態(tài)限建區(qū)和生態(tài)適建區(qū)。

二、城鎮(zhèn)功能分區(qū)與自然生態(tài)分區(qū)的融合

1.不同生態(tài)區(qū)間融合特征分析

假設圖1是一個城鎮(zhèn)局部地域,經過自然生態(tài)因子的ArcGIS技術分析,并進一步整理后,可形成如圖1的三個生態(tài)分區(qū)。

圖1 地域生態(tài)區(qū)間劃分假想圖

對于生態(tài)禁建區(qū)和生態(tài)適建區(qū)而言,城鎮(zhèn)應該具有的功能區(qū)域與之相互結合比較簡單,如生態(tài)禁建區(qū),其要求受到生態(tài)干擾較小,城鎮(zhèn)功能區(qū)劃中的自然保護區(qū)域或者水源地可直接與之對應設置。經過矢量分析的生態(tài)適建區(qū),自然生態(tài)因子對其限定較小,受到生態(tài)干擾的承載力比較強,但對其界定需要謹慎,前期的矢量分析準確與否,以及界定標準合理性將直接決定該區(qū)域的個別部分的生態(tài)定位,如果嚴格界定,其也可以作為生態(tài)限建區(qū)。研究中,由于生態(tài)限定的主觀性特征決定生態(tài)限建區(qū)作為研究重點。城鎮(zhèn)功能區(qū)域與生態(tài)限建區(qū)的融合研究主要側重在以下幾個方面:功能區(qū)類型、形式及其特征。生態(tài)限建區(qū)由于其承載力有限,而城鎮(zhèn)的各種功能區(qū)域造成的生態(tài)干擾強度不一,勢必要求規(guī)劃師作出選擇。下面以居住用地為例分析居住用地同生態(tài)限建區(qū)的融合問題。

2.功能區(qū)間特征分析

城鎮(zhèn)用地按土地使用的主要性質劃分為:居住用地、公共設施用地、生產設施用地、倉儲用地、對外交通用地、道路廣場用地、工程設施用地、綠地、水域和其他用地9大類30小類[14]。

用地類型較多,功能關系復雜,以居住用地為例,圖2中圓圈A代表居住用地,其與其他功能用地之間關系如圖2所示。

圖2 地域用地類型功能關系假想圖

居住用地同其他功能用地之間的關系,主要源于居住者存在的社會需求。如居住者的工作需求,要求其與工廠、企事業(yè)等單位距離應該較近,這樣要求居住用地同工業(yè)用地相鄰;居住者的生活需求,要求其與公共設施用地應該往來便捷,并適當相距較近;居住者的休閑需求,要求居住用地同綠地不能相距太遠……經過初步定性分析發(fā)現(xiàn),居住用地如果要想滿足這些功能需求,就要表現(xiàn)出分散的形式特征,而現(xiàn)階段推行的居住用地過度集中化顯然不合理。實際上,這樣的分析還沒有涉及到自然生態(tài)因子的介入。

3.城鎮(zhèn)功能區(qū)同生態(tài)區(qū)間的融合

在明確了預規(guī)劃城鎮(zhèn)所在地域的自然生態(tài)分區(qū)和城鎮(zhèn)功能區(qū)域功能關系之后,接下來就要進行城鎮(zhèn)功能區(qū)同生態(tài)區(qū)間的有機融合。兩者的融合應按照以下過程:

(1)確定城鎮(zhèn)功能區(qū)嵌入生態(tài)區(qū)間的類型。城鎮(zhèn)具備的各種功能區(qū)域是根據(jù)城鎮(zhèn)的各種因素的發(fā)展需要而逐漸形成的,但從景觀生態(tài)學角度出發(fā),這些功能區(qū)域就是人類對于生態(tài)環(huán)境進行干擾的足跡。目前,城鎮(zhèn)各種功能區(qū)域作為生態(tài)系統(tǒng)的干擾斑塊,其干擾程度研究還很不完善,所以還不能非常精確進行定量研究各主要功能區(qū)域的干擾,在實踐中,可以根據(jù)經驗對各功能區(qū)域進行定性區(qū)分干擾類型,例如,三類工業(yè)用地對環(huán)境污染嚴重,其具備強度干擾特征,而居住區(qū)對環(huán)境破壞較小,可以定性為中度或者輕度干擾區(qū)域。

(2)確定功能區(qū)間嵌入生態(tài)區(qū)間的形式和范圍。根據(jù)前面的論述,應主要討論各種功能區(qū)域嵌入生態(tài)限建區(qū)的形式和范圍,還可以分解成三個步驟:

①生態(tài)區(qū)間同功能區(qū)域的簡單疊加(見圖3)。在疊加過程中發(fā)現(xiàn),假設的A(居住用地)進入到生態(tài)禁建區(qū),這樣就會出現(xiàn)破壞生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)象,所以要進行功能區(qū)域位置調整。

圖3 生態(tài)區(qū)間同功能區(qū)域的簡單疊加

②基于生態(tài)區(qū)間的功能區(qū)域位置的調整(見圖4)。在這一步驟,凡是違背生態(tài)需求的功能區(qū)域都在一定程度上進行了位置的移動。當然這個過程并不是簡單的位置改變,還要結合經濟、社會等多方面因素綜合考慮進行。

圖4 基于生態(tài)區(qū)間的功能區(qū)域位置的調整

③功能區(qū)域形式調整。針對個別功能區(qū)域,由于其作為干擾斑塊出現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)內,根據(jù)各自周邊基質的生態(tài)流動等方面的需求,適當進行形式調整,如圖5。

圖5 功能區(qū)域形式調整

三、結 語

基于自然生態(tài)因子分析的小城鎮(zhèn)功能區(qū)劃不能等同于小城鎮(zhèn)的生態(tài)規(guī)劃。其宗旨是對自然生態(tài)環(huán)境的保護。城鎮(zhèn)規(guī)劃是一個多種因素進行矛盾整合的綜合反映,其間,勢必存在取舍,本研究的意義在于專注自然生態(tài)對功能區(qū)劃的影響,從而改變城鎮(zhèn)功能區(qū)劃的格局。這種研究受到很多不可預見因素的影響,例如地域存在的個別自然生態(tài)因子由于人為干擾已經比較嚴重,所以很難定量,這將直接影響生態(tài)分區(qū)底圖的準確性,為后期功能分區(qū)同生態(tài)分區(qū)的融合帶來很多障礙。另外,城鎮(zhèn)建成區(qū)作為人為干擾斑塊,其特征的識別也是以后研究的關鍵,只有掌握其干擾特性,才能準確掌握其對地域生態(tài)系統(tǒng)的影響,才能更好實現(xiàn)功能區(qū)劃生態(tài)合理化。

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Land Distribution of Small Town Based on Ecology

TAN G Qiang1,2a,YAN Hongwei2b,ZHAO Yanbo2b,L I Junying2b
(1.School of Biological and Environmental Engineering,Shenyang University,Shenyang 110044,China;2.a.College of Horticulture,b.College of Forestry,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China)

The idea of blending function zoning with ecology in small towns is offered,aiming at the defect of the damage to ecological environment that engendered in the processes of small towns’planning,which are used to base on economy excessively.The character of the ecological factors defining eco-geographical locations is analyzed,and the approach and processof the ecological division are introduced.As an example,the residential land is analyzed that combine with ecological land,and the process is explained by means of drawing.The difficulty in the combination of them and the direction of the research are explained.

small town;ecology;land distribution

F 292

A

1008-9225(2010)03-0094-04

2010-01-10

遼寧省科學技術計劃項目(2007401043)。

唐 強(1978-),男,遼寧臺安人,沈陽大學講師,沈陽農業(yè)大學博士研究生。

【責任編輯 張耀華】