生态安全作为国家或地区安全的有机组成部分,其重要性日益突出。生态安全空间格局是从空间尺度认知生态安全问题,是维持城市生态系统结构和过程的完整性、实现土地资源可持续利用、生态环境问题得到持续改善的城市区域性空间格局。总体来看,城市生态安全空间格局是城市发展的基本保障,已成为城市发展的基本保障之一。
传统的生态安全格局构建方法缺乏对城市各种发展可能性的预测和城市生态安全空间格局功能的分析,因此在指导规划方法方面缺乏较强的操作性;本课题提出从空间、功能等多个视角分析和构建城市生态安全空间格局,对现有理论和方法有所补充。
本课题选择上海市作为研究区域,旨在立足于上海市生态安全现状,剖析上海市生态安全体系中存在的问题,并探索解决之道。上海正面临自身发展转型和后金融危机时代经济竞争的双重考验,生态安全将成为未来上海核心竞争力的关键要素,从理论与实践层面建立上海生态安全空间格局具有重要性和现实意义。
一、上海市生态安全空间格局评价及分析。
包括:(1)基于SSM的上海市生态安全空间格局评价研究;(2)基于ES的上海城市生态安全空间格局评价(图1—图4);(3)基于GIS的上海市生态空间的景观格局及网络性能分析。
上左: 基于SSM的上海市生态安全指数分析
上右:基于ES的上海市生态安全指数分析
下左:基于GIS景观分析的上海市生态安全指数
下右:上海市生态安全指数综合分析
二、上海市生态安全空间格局的构建。包括:(1)提出了上海构建生态安全空间格局的三个关键点、构建原则与方法框架;(2)从区域生态安全空间格局、生态用地总量控制、生态网络优化、生态系统服务功能提升四个方面进行了上海市生态安全空间格局构建的研讨。
三、结论和观点:
(1)利用生态安全指数的计算分析获得了上海各区县的生态安全空间格局分布。崇明、青浦、嘉定处于生态安全状态第一等级。
(2)上海市2003、2008、2012年的生态系统服务总价值呈先增后减的趋势,与生态资源总量逐年较少的趋势存在较大差异。
(3)上海市郊区的生态系统服务价值约占总量的97.4%,市区仅占2.6%。
(4)从生态系统服务价值的构成来看,上海市湿地所占比例最大,林地其次,农田最小。
(5)基于ES的上海城市生态空间格局的安全性分析评价表明,崇明、青浦、嘉定的生态安全状态处于第一等级。
(6)对上海生态安全空间格局的区位分异的分析表明,崇明县的安全系数最高。
(7)从非空间与空间两种景观格局指数中,选取常用且有代表性的9个指标,构建了基于景观空间格局的上海市生态安全空间格局评价指数(以绿地为评价对象),结果表明,上海市的生态安全状况明显表现出圈层式结构,外围新区的生态安全程度较高、中心城区的生态安全程度较低。
(8)对2009年和2013年上海市绿地系统景观格局进行分析,获得了一系列景观水平上的景观指数。主要包括:市域范围的景观形状指数由2009年的425.97降低到2013年的299.32,景观多样性指数从1.16下降到1.08。景观均匀性指数由0.83下降到0.78。欧氏最近邻体距离由74.98m增加到83.42m。
(9)通过γ、α、β和成本比指数分析发现,上海道路网络和绿地网络具有相似的网络特征,二者网络连接度均达到0.6以上,环路数量均小于0.5,路网的网状连接度较低,呈现出辐射状延伸特征。形成的节点间连接途径指数均大于1,处于适中水平,且二者成本比都较高。
(10)上海市生态安全空间格局综合评价结果表明,浦东新区、静安区、虹口区、黄浦区的生态安全最低,其次为杨浦、徐汇、闸北、普陀、闵行、长宁等区,再次为远郊区,崇明的生态安全程度最高。
(11)上海市各区县生态安全综合指数与城市空间拓展的相关性如下:综合生态安全指数与人口密度(-0.721)、建筑面积毛密度(-0.705)、道路密度(-0.62)、地均GDP(-0.611)、城市建设用地比重(-0.747)呈显著的负相关,与高层建筑面积毛密度(-0.599)较显著负相关,与城市绿地率之间(0.060)的相关性较小,但呈现正向趋势。
(12)上海市生态安全空间格局构建的关键点在于生态安全问题最小化、生态系统服务能力最大化、生态网络最优化。构建的原则包括多样化原则、层次化原则、底线原则、优化原则等。
(13)上海市的生态安全有赖于整个区域生态系统的良性运转,上海的生态安全空间格局要融入长三角区域生态安全空间格局构建,通过区域生态环境的共生共荣来保障区域生态安全。
(14)建议上海人口规模控制在3000-3500万,实行生态用地总量控制,确保陆域生态用地2264.5平方公里,湿地929.5平方公里。
(15)根据不同区域的生态空间组成及其生态系统服务的差异,将上海全域分为生态优化区、生态协调区、生态屏障区和海洋生态保护区四类。
(16)为减少破碎生境的孤立,保持生物多样性,应通过生态网络的构建发展生态廊道来维持和增加生境的连接,在景观尺度上构建和发展生态廊道以增加生境斑块的连接性。
课题负责人:沈清基
课题组成员:王宝强、安超、阎凯、彭珊妮、杨磊、周园田,沈焱
课题阶段:已结题
课题来源:上海同济城市规划设计研究院科研项目