綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)及社會(huì)功能研究進(jìn)展

黃 娜,石鐵矛,石 羽,李春林,胡遠(yuǎn)滿

1 沈陽(yáng)建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院, 沈陽(yáng) 110168

2 沈陽(yáng)建筑大學(xué)空間規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究院, 沈陽(yáng) 100168

3 沈陽(yáng)建筑大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院, 沈陽(yáng) 100168

4 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所, 沈陽(yáng) 110016

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,城市土地資源的有限性和城市人口急劇增加之間的矛盾日益突出,越來(lái)越多的建筑、道路和廣場(chǎng)等硬質(zhì)地表覆蓋不斷擠占城市綠色空間,進(jìn)一步加劇了城市的大氣污染、內(nèi)澇、非點(diǎn)源污染、熱島等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為城市中重要的自然景觀構(gòu)成,在營(yíng)造城市自然環(huán)境、維系城市生態(tài)平衡、提升城市美好形象、調(diào)節(jié)城市水氣循環(huán)、應(yīng)對(duì)區(qū)域氣候變化等方面具有重要作用,能夠有效緩解城市急劇擴(kuò)張過(guò)程中產(chǎn)生的一系列城市問(wèn)題[1-2]。本文旨在介紹綠色基礎(chǔ)設(shè)施的起源與內(nèi)涵,歸納其在生態(tài)和社會(huì)兩方面的主要功能及其供需結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展,并總結(jié)目前研究存在的問(wèn)題,提出未來(lái)綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究的方向和建議,從而讓綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究和發(fā)展能夠?yàn)樾聲r(shí)代生態(tài)文明建設(shè)提供支撐和保障。

1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的起源及內(nèi)涵

1.1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的起源

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展具有較長(zhǎng)的歷史,大致可以分為3個(gè)階段(表1)。1850年代現(xiàn)代城市公園的出現(xiàn)是早期萌芽階段,紐約中央公園的設(shè)計(jì)就包含了綠色基礎(chǔ)設(shè)施的理念[3]。該階段綠色基礎(chǔ)設(shè)施以休閑娛樂(lè)、改善公共環(huán)境為目標(biāo),但缺少科學(xué)性和系統(tǒng)性的理論方法[4]。1960年后,由于生態(tài)學(xué)、生態(tài)規(guī)劃、景觀生態(tài)學(xué)等理論和方法的發(fā)展,綠色基礎(chǔ)設(shè)施理論初步形成和完善。此時(shí)綠色基礎(chǔ)設(shè)施主要以生態(tài)保護(hù)為目標(biāo),強(qiáng)調(diào)構(gòu)建廊道和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。1990年代后,美國(guó)馬里蘭州綠道規(guī)劃中綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)首次出現(xiàn),標(biāo)志著現(xiàn)代綠色基礎(chǔ)設(shè)施理念的形成。此后綠色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)入快速發(fā)展階段,并且向更多相關(guān)專業(yè)和行業(yè)擴(kuò)展,其理念和內(nèi)涵也不斷完善。2000年,綠色基礎(chǔ)設(shè)施概念引入中國(guó),在國(guó)內(nèi)的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)與生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域得到廣泛實(shí)踐和應(yīng)用[5-6]。

表1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展階段與特點(diǎn)[4]Table 1 The development stages and characteristics of green infrastructure

1.2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵

隨著研究的不斷深入和學(xué)科領(lǐng)域的交叉,學(xué)者們從各自的研究視角出發(fā),根據(jù)其研究范圍的大小,從宏觀、中觀和微觀三個(gè)尺度對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵進(jìn)行了延展和深化[7]。在全球、國(guó)家或流域的宏觀尺度上,綠色基礎(chǔ)設(shè)施涵蓋了森林、草原、農(nóng)田、河流、湖泊、濕地等一切非灰色基礎(chǔ)設(shè)施土地利用類型,其研究視角主要集中在綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間分布和連通性方面,強(qiáng)調(diào)綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為一個(gè)相互連通的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)整體,對(duì)大區(qū)域氣候調(diào)節(jié)和生物多樣性保護(hù)的重要作用,通過(guò)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的比較分析,探究綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間演變,研究其生態(tài)過(guò)程和連通性[6]。在以城市為代表的中觀尺度上,綠色基礎(chǔ)設(shè)施剝離了宏觀尺度中的森林、草原、農(nóng)田等類型,著眼于解決城市發(fā)展中面臨的一系列城市問(wèn)題,探索城市內(nèi)部綠道、公園、濕地等綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間格局分布與優(yōu)化,主要側(cè)重于對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)功能,如雨洪消減、緩解熱島效應(yīng)、固碳釋氧、保護(hù)城市生物多樣性、提供休閑娛樂(lè)場(chǎng)所、綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間公平性等方面的研究[6, 8- 17]。在以社區(qū)為代表的微觀尺度上,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究視角著重于通過(guò)對(duì)社區(qū)或場(chǎng)地的格局優(yōu)化,并結(jié)合一系列低影響開(kāi)發(fā)措施,實(shí)現(xiàn)緩解內(nèi)澇、消減非點(diǎn)源污染、調(diào)節(jié)局地微氣候、修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)、提高綠色建筑節(jié)能減排等目標(biāo)[8, 18- 22]。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)尺度上的研究各具特色。在宏觀尺度上,主要強(qiáng)調(diào)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)功能,與生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)研究極為相近；在中觀尺度,強(qiáng)調(diào)綠色基礎(chǔ)設(shè)施是人類活動(dòng)與城市自然環(huán)境相互影響的載體,期望通過(guò)合理布局綠色基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)有效解決城市發(fā)展中的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題；在微觀尺度,重點(diǎn)是對(duì)特定場(chǎng)所(如社區(qū)、停車場(chǎng)、高架橋等)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行格局優(yōu)化,調(diào)節(jié)局地微系統(tǒng),其范疇囊括了植物優(yōu)化配置、低影響開(kāi)發(fā)措施應(yīng)用以及灰色基礎(chǔ)設(shè)施的綠色化改造等方面。綠色基礎(chǔ)設(shè)施在不同尺度上發(fā)揮的功能可以分為生態(tài)功能和社會(huì)功能兩大類。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的土壤厚度、植物種類等物理結(jié)構(gòu)決定了其生態(tài)功能,主要包括調(diào)蓄降雨徑流、消減非點(diǎn)源污染和調(diào)節(jié)區(qū)域微氣候等；而綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為城市中稀缺的自然要素,能影響居民的身心健康,因此類型、規(guī)模、質(zhì)量、可達(dá)性等特征產(chǎn)生了顯著的社會(huì)功能,當(dāng)前研究者對(duì)其社會(huì)功能方面的研究主要集中在居民健康與福祉和空間布局公平性兩個(gè)方面。

2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的主要生態(tài)功能

2.1 調(diào)蓄降雨徑流

快速城鎮(zhèn)化導(dǎo)致越來(lái)越多的可滲透區(qū)域被硬化表面替代,土地利用形式的變化在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)改變了城市的自然水文過(guò)程[23],使得城市地表降雨徑流量和徑流系數(shù)不斷增大[24- 26]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施由于植被和土壤具有攔截、存儲(chǔ)、滲透降雨徑流的能力,因此其能起到雨水調(diào)蓄功能,有助于削減地表徑流。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的減少及破碎化削弱了其調(diào)蓄降雨徑流的能力,進(jìn)一步加劇了城市內(nèi)澇問(wèn)題。

在傳統(tǒng)雨水“快排”理念的指導(dǎo)下,大部分城市為解決城市內(nèi)澇問(wèn)題都致力于加大雨水排水管網(wǎng)的布局,使得雨水排水管的長(zhǎng)度和密度不斷增加,卻忽視了綠色基礎(chǔ)設(shè)施在雨洪管理中的積極作用[25, 27]。沒(méi)有植被覆蓋的城市區(qū)域大約60%的雨水會(huì)通過(guò)雨水排水管排走,而植被覆蓋區(qū)只有5%—15%的雨水會(huì)形成地表徑流,剩下的雨水則會(huì)蒸發(fā)或滲透到地下[28]。城市雨水被大量直接排走,進(jìn)一步造成城市地下水水位下降,加劇了城市內(nèi)澇與城市地下水匱乏之間的矛盾。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)城市降雨徑流具有顯著的調(diào)蓄能力,其調(diào)蓄能力大小主要受植被類型、下墊面的空間結(jié)構(gòu)和特性、降雨特征等影響[29]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間分布對(duì)地表徑流也具有顯著影響,在小流域上游綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間布局和形狀特征對(duì)地表徑流的調(diào)蓄作用最明顯[30]。不同類型的綠色基礎(chǔ)設(shè)施在調(diào)蓄降雨徑流效果方面存在一定的差異。下凹式綠地調(diào)蓄降雨徑流效果優(yōu)于透水鋪裝,原因在于下凹式綠地兼具滯留池的功能,其存蓄的雨水在雨后能夠繼續(xù)下滲。透水鋪裝結(jié)構(gòu)層會(huì)因使用年限的增加逐漸堵塞,造成滲透率不斷下降[31]。而且不同類型的綠色基礎(chǔ)設(shè)施串聯(lián)使用的效果更佳,如綠色屋頂和下凹式綠地串聯(lián)使用削減洪峰和滯蓄雨水效果更顯著,且串聯(lián)效果會(huì)隨著降雨頻率的增大而提高[32]。

2.2 消減非點(diǎn)源污染

19世紀(jì)中葉發(fā)達(dá)國(guó)家城市率先推行的合流制溢流排水系統(tǒng),有效緩解了城市雨洪內(nèi)澇問(wèn)題[33],但合流制排水系統(tǒng)中總懸浮顆粒物的平均濃度是分流制排水系統(tǒng)的1.5倍[34],進(jìn)一步加劇了非點(diǎn)源污染問(wèn)題。由于合流制分流改造難度較大,大部分城市老舊城區(qū)仍屬于合流制區(qū)域,隨著點(diǎn)源污染得到有效控制和治理,城市非點(diǎn)源污染成為當(dāng)前城市水體污染的主要問(wèn)題[35]。城市降雨徑流中含有大量從屋面和地表沖刷來(lái)的TSS、氮、磷、重金屬等污染物,而綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的土壤和植物根系對(duì)其具有良好的吸附、過(guò)濾和截留作用[36],植被的根系還能夠吸收徑流中氮磷等非點(diǎn)源污染物獲得生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素[37],對(duì)非點(diǎn)源污染具有明顯的凈化作用。因此,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的空間分布對(duì)城市非點(diǎn)源污染的控制具有重要意義[38]。

2.3 調(diào)節(jié)區(qū)域微氣候

綠色基礎(chǔ)設(shè)施較灰色基礎(chǔ)設(shè)施具有更好的雨水滲透和存儲(chǔ)功能,能夠?qū)畹挠晁羯l(fā)到大氣中[28]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的蒸發(fā)蒸騰過(guò)程能夠有效吸收大氣中的熱量,且還具有一定的遮蔭功能,在緩解城市熱島問(wèn)題方面的作用顯著。綠色基礎(chǔ)設(shè)施中植被的遮蔭作用能使墻面溫度降低9℃,并能使空氣溫度降低1℃[40]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)蒸發(fā)蒸騰和遮蔭作用降低城市溫度,同時(shí)還有助于節(jié)約空調(diào)的使用能耗,從而減少溫室氣體排放,進(jìn)一步緩解城市熱島效應(yīng)。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的降溫能力主要受其空間布局和形狀、植被類型結(jié)構(gòu)的影響。從空間布局和形狀來(lái)看,較大規(guī)模的集中綠地和環(huán)網(wǎng)狀綠地比塊狀綠地降溫效果更佳[41]。不同植被結(jié)構(gòu)其降溫效果也不相同,灌木-草坪結(jié)構(gòu)蒸發(fā)蒸騰作用的降溫效果最顯著,是樹(shù)木-灌木-草坪結(jié)構(gòu)的1.85倍,是樹(shù)木結(jié)構(gòu)的2.93倍,是樹(shù)木-灌木結(jié)構(gòu)的4.27倍[42]。值得注意的是,綠地覆蓋率只有達(dá)到20%時(shí)才會(huì)產(chǎn)生比較明顯的降溫效果,此時(shí)綠地與風(fēng)的耦合關(guān)系會(huì)產(chǎn)生最大強(qiáng)度的熱環(huán)境效應(yīng)[43]。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施微氣候的調(diào)節(jié)作用還體現(xiàn)在其固碳釋氧和凈化空氣功能上,綠色植被不僅能夠吸收大氣中的二氧化碳并釋放氧氣,還能夠從空氣中吸附和降解特定的大氣污染物[44]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施固碳釋氧能力通過(guò)白天植被的光合作用實(shí)現(xiàn),其規(guī)模、植被類型和生長(zhǎng)狀況都會(huì)對(duì)其固碳釋氧和凈化空氣功能影響顯著[45]。同時(shí),綠色基礎(chǔ)設(shè)施的形狀也會(huì)對(duì)其空氣凈化功能產(chǎn)生影響,且疏透型綠地較密集型綠地凈化效果更佳[46]。

3 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的主要社會(huì)功能

3.1 居民健康與福祉

綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)城市居民健康與福祉影響深遠(yuǎn),不僅能產(chǎn)生調(diào)蓄雨洪、凈化水質(zhì)、降溫增濕、固碳釋氧等生態(tài)環(huán)境改善效應(yīng),更能為城市居民提供休閑游憩和健身場(chǎng)所,有助于提高居民身體和心理健康水平,是維系城市可持續(xù)發(fā)展和居民健康福祉的重要保障。公園環(huán)境優(yōu)美、空氣質(zhì)量好、游憩設(shè)施多、占地規(guī)模大,比步行道和社區(qū)更容易激發(fā)人們?nèi)ソ∩淼囊庠?因此大多數(shù)學(xué)者都是選取公園作為其研究對(duì)象。公園能夠?yàn)楣娞峁┙∩韴?chǎng)所,有效降低死亡率和患慢性病的風(fēng)險(xiǎn)[48]。城市中的綠地尤其是城市森林能夠提供樹(shù)蔭和降低一定區(qū)域范圍內(nèi)的溫度,有助于減少城市居民患熱疾病的風(fēng)險(xiǎn)[48]。公園能夠?yàn)楣娞峁┬蓍e游憩場(chǎng)所,經(jīng)常去公園有助于增強(qiáng)自尊心和幸福感,去公園次數(shù)較多的大人和小孩明顯比去公園次數(shù)較少的更加活潑開(kāi)朗[49- 50]。通過(guò)接觸公園的動(dòng)植物,在喧囂的城市中回歸自然[51-52],有助于緩解壓力、穩(wěn)定情緒,對(duì)居民心理健康具有積極影響。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的供給量是衡量居民福祉的重要指標(biāo),其供給標(biāo)準(zhǔn)主要受城市規(guī)模、綠地資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響[53]。當(dāng)前各個(gè)國(guó)家的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要采用城市居住區(qū)到公園的距離和人均公園綠地面積兩個(gè)指標(biāo)。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的綠地供給標(biāo)準(zhǔn)為居住區(qū)到公園的距離,如歐洲為15min可達(dá),美國(guó)是10min可達(dá),英國(guó)則是300m內(nèi)不少于200 m2,2km內(nèi)不少于2000 m2,5km內(nèi)不少于10000 m2,10km內(nèi)不少于50000 m2[54]。我國(guó)城市綠地供給標(biāo)準(zhǔn)為人均公園綠地面積,城市各城區(qū)標(biāo)準(zhǔn)不得少于5m2/人,其中,人均建設(shè)用地≤80 m2、80—100 m2、≥100 m2的城市人均公園綠地面積分別不得少于7.5 m2/人、8 m2/人、7.5 m2/人[55]。從我國(guó)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的供給情況來(lái)看,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的大城市綠地供給高于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低的中小城市,呈現(xiàn)“大城市>中等城市>小城市”的分布規(guī)律[56]。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)居民健康與福祉的影響主要與綠色基礎(chǔ)設(shè)施的類型、規(guī)模和空間分布等因素有關(guān)。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的類型具有多樣性,并且在規(guī)模、質(zhì)量、組織娛樂(lè)活動(dòng)的實(shí)用性、實(shí)際或潛在用戶對(duì)其安全性看法等方面存在差異[57]?；诰G地供給量的衡量標(biāo)準(zhǔn)涉及公園面積和距離兩個(gè)因素,絕大多數(shù)學(xué)者都是從公園的影響范圍和使用情況展開(kāi)研究。通常將公園使用情況歸因于社會(huì)文化因素(如經(jīng)濟(jì)條件、文化偏好)和空間因素(如旅游距離、景點(diǎn)分布特征)[49]。公園周圍居民的文化偏好和公園特征相背離會(huì)導(dǎo)致公園閑置[58- 59]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋率的增加有助于提高可達(dá)性,但二者之間并非完全正相關(guān),覆蓋率相同的情況下,斑塊密度越高的區(qū)域其可達(dá)性也越大[60- 61]。大量分散式布局的小型綠色基礎(chǔ)設(shè)施能夠有效提高基于可達(dá)性標(biāo)準(zhǔn)的居民健康與福祉[62]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模和分布格局還應(yīng)與其服務(wù)半徑區(qū)域的人口規(guī)模相匹配,如果服務(wù)半徑區(qū)域人口超負(fù)荷,不僅會(huì)導(dǎo)致人均公園綠地面積水平低下,還會(huì)產(chǎn)生潛在的公園空間擁堵問(wèn)題,居民極有可能會(huì)放棄去公園健身和游憩[63]。

3.2 空間布局公平性

隨著人們逐漸意識(shí)到城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)公眾健康的重要性,其空間布局的不均衡成為環(huán)境公平性方面的熱點(diǎn)問(wèn)題[64- 65]。影響城市綠地空間布局的因素繁多,主要包括設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念、城市土地開(kāi)發(fā)史、休閑娛樂(lè)觀念、階級(jí)和種族不平等、政府決策等[59,66]。城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局的不公平性往往與居民收入水平顯著相關(guān)。高收入居民所享有的綠色基礎(chǔ)設(shè)施在數(shù)量、規(guī)模、質(zhì)量和可達(dá)性上要優(yōu)于低收入居民[67],進(jìn)一步導(dǎo)致高收入群體去公園健身、休閑和游憩的時(shí)間和次數(shù)比低收入群體多。此外,從綠色基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)維護(hù)費(fèi)用的支付意愿和可承受的支付額度來(lái)看,高收入居民必然高于低收入居民,從而加劇了綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局在規(guī)模和質(zhì)量方面的不公平性。

近年來(lái),基于形態(tài)空間格局分析(MSPA)的景觀連通性成為綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局的熱點(diǎn)問(wèn)題,在識(shí)別景觀關(guān)鍵連接點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)連通障礙點(diǎn)方面成效顯著[10-11,68]。連通性是有效解決綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局公平性的重要途徑之一,英國(guó)的綠色空間大多是多種功能特征的綠色廊道網(wǎng)絡(luò)交織布局[69],這種類型的布局在有效提高連通性的同時(shí),也極大地提高了可達(dá)性。但目前對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施連通性與公平性相結(jié)合的研究相對(duì)較少。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的公平性還應(yīng)該從規(guī)模的適度性方面展開(kāi)研究。當(dāng)前綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模方面的研究主要集中在空間格局及其演變過(guò)程、綠地公園人均面積的公平性,對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模邊際效應(yīng)研究較少[70]。忽視邊際效益,會(huì)導(dǎo)致綠色基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)施配置時(shí)產(chǎn)生規(guī)模不經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,影響其成本效益。

對(duì)于城市建成區(qū)土地資源的有限性和收入差距帶來(lái)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局的不公平性問(wèn)題,只有在綠色基礎(chǔ)設(shè)施較少的低收入者居住區(qū)域建設(shè)更多的綠色基礎(chǔ)設(shè)施才能逐步實(shí)現(xiàn)布局的公平性。但是由于受市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制的影響,在貧困社區(qū)建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的意愿要低于高檔社區(qū)[71]。因此,政府部門應(yīng)充分發(fā)揮宏觀調(diào)控作用,在規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)充分考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間分布的公平性和連通性,通過(guò)識(shí)別居住區(qū)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施及其相互之間的關(guān)鍵連接點(diǎn)和連接廊道,確定綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局的優(yōu)先順序。設(shè)計(jì)師和相關(guān)部門還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到城市人口與土地的矛盾和綠色基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模效應(yīng),在“適量綠色”理念的指導(dǎo)下,加大對(duì)現(xiàn)有灰綠設(shè)施(如黑臭水體、垃圾河畔、廢棄場(chǎng)所、硬質(zhì)路面、老舊社區(qū))的改造力度,積極呼吁公眾參與到改造工作中,有效解決綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間布局的公平性問(wèn)題[72]。

4 生態(tài)與社會(huì)功能的供需結(jié)構(gòu)

綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)維系城市可持續(xù)發(fā)展和促進(jìn)城市健康發(fā)展具有重要作用,并主要通過(guò)調(diào)節(jié)生態(tài)和社會(huì)兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)[73]。通常情況下,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)功能會(huì)隨其規(guī)模的增加而增加,但是局部綠色基礎(chǔ)設(shè)施供給和需求配置的不均衡,往往會(huì)產(chǎn)生局部服務(wù)功能剩余或不足問(wèn)題[1]。因此,供需結(jié)構(gòu)的合理配置也是決定綠色基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平的關(guān)鍵因素。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施社會(huì)功能供需結(jié)構(gòu)問(wèn)題主要是由于不同區(qū)域間的供給和需求不均衡造成的。目前的研究主要從覆蓋率、密度、規(guī)模、人均綠地面積、可達(dá)性、服務(wù)半徑和服務(wù)人數(shù)等指標(biāo)來(lái)探尋綠色基礎(chǔ)設(shè)施的供需狀態(tài)。大城市的中心城區(qū)普遍存在供需結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題?；谏鷳B(tài)功能的綠色基礎(chǔ)設(shè)施供需結(jié)構(gòu)的布局應(yīng)綜合考慮時(shí)空因素的影響,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)功能在時(shí)間和空間上具有一定的差異性和異質(zhì)性[74],使得生態(tài)功能的供給和需求之間存在一定的時(shí)空滯后性[17]。如河流上游或山坡的植被緩沖帶具有消減雨洪峰值、延緩降雨徑流流速、減少非點(diǎn)源污染的生態(tài)功能。從整個(gè)流域或區(qū)域角度來(lái)看,上游的綠色基礎(chǔ)設(shè)施能夠一定程度上滿足下游對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的需求。此外,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)功能還受其空間分布的影響。流域源頭綠色基礎(chǔ)設(shè)施的分布格局和基質(zhì)能夠影響其下滲功能,流域中段綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)連通性能夠影響其傳輸調(diào)蓄功能,流域末端綠色基礎(chǔ)設(shè)施(如洼地、濕地、雨水花園等)能夠影響其雨水收集功能[75]。因此,對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施供需結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)將其作為一個(gè)時(shí)間上連續(xù)、空間上連通的整體,打破時(shí)間和空間范疇的局限性,構(gòu)建全過(guò)程、全流域管理模式。綜合平衡降雨全過(guò)程雨洪消減需求量和全流域綠色基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)蓄降雨徑流的供給量,著重研究上游或坡頂、中段、末端在供給和需求之間的補(bǔ)給關(guān)系,探索基于投入產(chǎn)出效益最大化的供需均衡布局。

5 問(wèn)題與展望

5.1 存在的問(wèn)題

(1)綠色基礎(chǔ)設(shè)施功能的定量研究不足

由于綠色基礎(chǔ)設(shè)施具有多種生態(tài)功能和社會(huì)功能,且綠色基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模、種類、空間布局、連通性等因素都能影響其功能的效果。目前大部分的研究主要局限于綠色基礎(chǔ)設(shè)施某一特定功能的測(cè)度,對(duì)其綜合生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的定量評(píng)估相對(duì)較少。

(2)綠色基礎(chǔ)設(shè)施供需結(jié)構(gòu)的研究不夠深入

目前綠色基礎(chǔ)設(shè)施供需結(jié)構(gòu)的研究主要側(cè)重于針對(duì)單一功能研究單方面的供給或需求,對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施所具有的多種功能綜合供需結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)連通性能夠帶來(lái)的潛在供給與現(xiàn)實(shí)需求之間的關(guān)系方面研究不夠深入。

(3)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展難以滿足快速城市化的需求

我國(guó)的快速城市化過(guò)程產(chǎn)生了很多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,而目前城市中綠色基礎(chǔ)設(shè)施的“質(zhì)”、“量”和空間布局都難以滿足城市發(fā)展的需求。城市中老舊小區(qū)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施面積普遍不足,新建小區(qū)雖然在規(guī)劃中有綠地率指標(biāo)的約束,但仍然存在種類單一、布局不合理等問(wèn)題。在宏觀尺度上也缺乏相應(yīng)的科學(xué)研究來(lái)指導(dǎo)區(qū)域的國(guó)土空間規(guī)劃,亟需多學(xué)科的交叉融合,共同促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。

5.2 研究展望

(1)加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)科的交叉融合

多學(xué)科交叉融合是現(xiàn)在科學(xué)研究的發(fā)展方向,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究需要與生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、城市規(guī)劃、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科進(jìn)行交叉融合,加強(qiáng)氣候變化、環(huán)境保護(hù)、人類健康與福祉、空間規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等方面的研究。隨著我國(guó)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的確定,需要加強(qiáng)對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施固碳釋氧、節(jié)能減排、緩解熱島效應(yīng)等緩解氣候變化方面的研究。綠色基礎(chǔ)設(shè)施的當(dāng)前研究主要集中在改善環(huán)境的生態(tài)功能方面,但隨著“以人為本”理念和城市生態(tài)文明建設(shè)的不斷深入,越來(lái)越多的學(xué)者把人作為研究主體,強(qiáng)調(diào)人的健康和福祉,研究綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)居民和社會(huì)的影響。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究能夠?yàn)閰^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考,也是踐行“綠水青山就是金山銀山”的具體舉措。

(2)完善綠色基礎(chǔ)設(shè)施功能的測(cè)度與評(píng)估方法

由于綠色基礎(chǔ)設(shè)施的類型很多,且每種類型的還包含植被、土壤、空間分布等多個(gè)要素,這就造成了難以評(píng)估和對(duì)比具體措施的功能及效果。未來(lái)研究需要利用實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)的方法,對(duì)不同種類綠色基礎(chǔ)設(shè)施制定切實(shí)可行的功能測(cè)度與評(píng)估方法。將綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能進(jìn)行量化,有利于實(shí)際規(guī)劃和工程中的應(yīng)用和推廣。

(3)注重區(qū)域綠色基礎(chǔ)設(shè)施供需關(guān)系的研究

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的供需關(guān)系直接影響到其功能實(shí)現(xiàn)的效果,并且在不同尺度下,供需關(guān)系存在不一致的情況。未來(lái)應(yīng)注重對(duì)區(qū)域綠色基礎(chǔ)設(shè)施不同功能供需結(jié)構(gòu)的研究,識(shí)別生態(tài)功能失調(diào)區(qū)域,關(guān)注居民福祉與綠色基礎(chǔ)設(shè)施的布局公平性問(wèn)題。

(4)綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與實(shí)際規(guī)劃相結(jié)合

綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)要規(guī)劃先行,與區(qū)域的實(shí)際規(guī)劃相結(jié)合。特別是將綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃融入到國(guó)土空間規(guī)劃中,既要統(tǒng)籌考慮區(qū)域生態(tài)安全格局,又要兼顧具體生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。目前實(shí)際規(guī)劃中一般只用綠地率這一單一指標(biāo)來(lái)約束,并且未考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施的類型、質(zhì)量和景觀格局,缺乏對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)功能和社會(huì)功能的評(píng)估。未來(lái)應(yīng)將綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能測(cè)度與評(píng)估、供需關(guān)系等研究成果應(yīng)用到實(shí)際規(guī)劃中,指導(dǎo)城市綠地系統(tǒng)的布局。同時(shí),綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)考慮不同地區(qū)的地域特色,因地制宜,還應(yīng)注意城鄉(xiāng)綠色基礎(chǔ)建設(shè)的差異化,滿足不同居民的需求。