丘陵城市城乡交错带生态控制线优化策略研究——以湖南省长沙市湘江新区空间战略规划为例

摘要:城市开发边界的划定是保障城市基本生态安全,实现可持续发展的重要工作内容,城乡交错带的生态斑块与城镇组团具有相互交错、破碎、融合的特点,是城乡统筹发展过程中空间管理最为薄弱的区域。丘陵城市城乡交错带生态控制线优化策略是在分析研究现有的划定方法、管理等环节存在的问题基础上,针对湘江新区丘陵城市特征明显的区域,以生态空间统筹过程中的动植物栖息地保护、河流水系小流域治理、城镇开发动力和生态保护平衡等问题为重点,提出了新的城乡之间、人与生态之间的平衡方法。

 

1.引言

城乡交错带作为“城乡生态系统之间的过渡区,是生态系统与外界环境进行频繁的物质、能量和信息交流、产生各种复杂生态效应的空间域”,是要素相互渗透、相互作用的融合地带,具有特殊的界面效应。该区域自然形态、人工形态复合化程度高,多样化的组合机会和异质化改变的可能大,因此,城乡交错带的生态线的控制是实现城乡生态融合的前缘阵地,是实现城市开发与生态保护平衡的关键区域,对实现城市可持续发展极为重要。

2015年0505日,中共中央、国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》强调,要大力推进绿色城镇化,划定城镇开发边界,从严供给城市建设用地,推动城镇化发展由外延扩张式向内涵提升式转变。同月,国土部发文表示城市开发边界划定工作将由14城市最终扩容到全国600个城市。划定城市开发边界对于适度控制城市发展规模,避免无序扩张,优化城市空间结构都有重要意义,而城乡交错带则是划定城市开发边界的关键区域。

2.城乡交错带生态控制线存在的问题

2.1生态控制线多部门管理,规划空间整合度低,城乡生态交错区域关注不足

生态控制线的重要性已经得到了普遍的认识,国家一些部门和地方已开始争先划线。然而生态控制线涉及多个部门,该由哪些部门划定,后续制度之间什么关系,这些关键问题尚存在很大的争议。自2013年起,国家环保部、林业局、海洋局先后推出生态红线划定方案,环保部率先确定内蒙古、江西等四省为生态红线试点,截至到2013年底,四省份的红线划定工作进展缓慢,生态红线划定的理论依据、技术路径以及方法等,学术界也不甚统一,很难拿出令人信服的方案。而由环保部门主导的生态红线却又面临空间落地的问题,在江苏省各地级市公布的生态红线区域规划来看,所划出的生态红线实际上并没有落实到空间上,依旧是农业、林业、海洋、水利等用地上各划各家。同样,发改部门所主推的生态功能区划也面临空间落地的问题。生态红线作为“悬着的线”,在制度设计和落地方法上,依然有待探索。相比而言,国土部门所管理的基本农田,实质上是总量控制的思路,而城市开发面临市场选择和经济主体的不确定性,基本农田往往与城市开发意图难以匹配,基本农田和一般农田之间往往存在着身份的游离。自2011年国土资源部、农业部联合下发通知,到2012年2月中央1号文件,再到2014年、2015年国土资源部、农业部连年联合下发通知,国家对各城市周边永久基本农田划定工作的敦促从未间断,地方发展的局部利益与永久性红线划定的矛盾突出 。地方政府层面对生态线的管理多是以基本生态控制线为特征的,这类生态控制线是基于城市生态技术、空间分析技术为特征划定的,体现出了很强的空间规划特点,划定的范围往往限于城乡规划法所明确的中心城区范围,而城乡生态交错带恰恰处于这些范围的边缘,规划难以覆盖完整的地理单元,存在控制与发展的矛盾,历史问题与现行政策的矛盾等问题。

可见,不同的管理主体所制定的生态控制线更多地体现了部门特色,缺少相互之间的整合,权威性不足。各管理主体规划的范围或大或小,却均无对城乡交错带这一生态情况复杂、发展需求多样的区域有所重视,一刀切的管理方式一定程度上加剧了实施过程中的矛盾。因此,决定这根线合理性的前提并不仅限于生态控制线的法定身份和地位,更多的是这根线制定的过程是否科学、合法,是否公正地平衡了不同利益主体的诉求和不同部门的管理需求,尤其是利益多元化、社会情况复杂的的城乡交错区域。

2.2生态控制线管理、实施过程中社会矛盾突出

2005年,深圳市人民政府发布第一根基本生态控制线以来,先后已有近20个城市划定了基本生态控制线,然而在管理和实施过程中,大多存在这样那样的社会矛盾,这些问题集中体现在城乡交错的生态线边缘或潜在的边缘。深圳市是国内制定生态控制线管理文件最多的城市,研究起步较早,管理经验也相对丰富,却也不可避免地出现了诸多社会问题。首先,生态控制线范围合理性不足,导致发展权分配不公。规划编制管理是个动态维护的过程,短时间内形成的决策终难以预测社会发展不同阶段的变化,对线内管理一刀切现象明显。线内地区控制为“不发展区”,又没有可操作性强的项目退出机制,线内居民发展权限制后没能够获得公平性的政策倾斜和新的发展机会。其次,生态补偿机制缺乏,管理保障不足。发展权利博弈渠道不足,造成了自下而上的发展诉求难以体现,线内开发利用滞后,土地经济效益低下等问题愈发突出。再有,生态线保护政策对土地多元化活力考虑不足。具体来说救济措施不到位、生态补偿缺失以及线内线外的土地管制迥异等造成了政策执行效力的低下,生态线管理面临土地二元化结构下的发展受阻、原住民巨大用地权益受损等利益诉求平衡的问题。总之,这些社会问题已经使生态线成为原村民到深圳市规划主管部门及其管理局集体上访的主要诉求之一,上访的人数多则二三百人,少则数十人上访,多数情绪激动,易发生冲突,仅2010 年《中国青年报》、《南方都市报》等国家和省市级报纸报导过相关情况,谷歌的相关搜索结果亦达24800多条。城乡交错带作为城市发展边界区域,拥有更多身份转变的可能性,是最需要制定针对性政策,关注社会矛盾的区域,平衡交错区域发展权,制定差异化、弹性化的政策情景是减少生态线造成的社会矛盾的关键。

2.3单维度的生态控制线编制方法科学性不足

首先,就国内主要城市生态控制线实践情况来看,我国学者在城乡交错区域的生态线控制方法上使用最多的是空间分析法,即通过与生态保护、开发相关联的因子判定,确定城乡生态空间发展评价框架,运用图层叠加的方法,判断保护的优先级,进而结合环境承载力的情况,划定生态控制线。该方法存在影响因子选择过程征集公众意愿次数少,专家、市民、社会团体等不同类型的城市主体参与程度低,在较短的规划编制周期内难以做到权重的合理,影响结果的科学性。其次,通过整合河流水系蓝线、围海填海控制线、湿地保护线、永久性基本农田以及风景名胜区保护线等政策性红线,运用数学逻辑叠加确定城乡生态边界。此方法便于实现城乡规划管理部门和各职能部门管理的对接,形成全面的空间管制框架,但取舍时又具有极大的自由裁量空间,信息透明程度低,终难以形成令人信服的决策框架。再次,在城乡生态交错带的位置、宽度判定方面,“断裂点”分析法、遥感信息技术法、引力模型分析法、样带法、阀值法、空间叠加法、信息熵法、仿归一化方法、灵敏度模型分析法等多种技术方法均有应用,但对于从事空间规划的城市规划师而言,这些方法专业性极强、可实施性差。最后,城乡生态空间管制存在极大的地域差异,国家层面难以出台统一的技术规范和指导性文件,缺少具备普遍约束力的政策,势必造成规划技术力量薄弱地区轻率决策、“拍脑袋”定方案的情况出现。总之,城乡交错带的生态控制线编制方法选择直接决定了规划干预力度在空间上的分配方式,而现有的分析研究方法多采用单维度的空间判断。迫切需要便于量化评价,能够有效体现生态特征变化的判断方法,强化生态保护结论评价模型的科学性。

总上述,生态控制线管理主体整合度不高,生态交错区域关注不足以及单维度的生态控制线编制方法科学性不足等问题,共同造成了城乡空间管制策略的不合理性,城乡交错带的生态控制线管理、实施过程社会矛盾突出。城乡交错区域作为消除社会矛盾、平衡不同管理部门工作内容、提高生态控制线科学性、公平性的关键位置,迫切需要强化多维度的规划决策方式、制定跨部门的统筹规划协调机制、平衡生态保护和城镇发展关系,提高规划的科学性。在我国主要大中城市即将全面划定城市开发边界的大背景下,生态控制线的划定、优化方法将是未来的主要工作,急需规范研究分析方法,丰富研究策略,提供更多的规划编制思路。因此,本研究针对生态控制线的优化视角,从城乡生态交错带的的判定方法、城乡生态空间统筹发展思路和刚、弹结合的生态控制线优化方法三方面展开研究。

3. 丘陵城市的城乡交错带生态控制策略

建立在生态控制线优化视角的方法论,其核心思路是从丘陵城市特定的地形地貌、水文和城镇建设条件出发,分析城镇化过程中城镇边界的生长(也可能是收缩)规律,通过多种方法的生态交错带判定,找出生态敏感地带作为规划重点研究区域。针对城乡交错带的动植物群落栖息地;小流域的水文、植被综合治理;重大设施带动、政策性用地供给条件等类型的城乡统筹发展思路,分析研究城乡生态空间管制分区,制定相应的空间控制要点。以城乡生态空间管制分区为依据,统筹风景区、基本农田、生态公益林、水源保护区、建设用地红线等众多有关生态控制的“线”之间的管理效力逻辑,分类别的优化各空间管制分区的边界,形成生态控制线的差异区域,并以基本生态控制线为载体,比较差异,对其进行重新的研判,界定出刚性保护区域、城镇建设引导区域以及两者以外的弹性控制区域,并进一步制定功能引导原则和管理控制要点。(图1

 

1城乡生态交错带生态控制线优化技术思路


3.1城乡生态交错带的判定方法

江南丘陵地区地貌上起伏和缓、连绵不断,海拔大致在500m以下,相对高度一般不超过100m,有众多组团状的城市建成区域,城市发展边界和生态斑块秩序混乱。有别于平原城市、山城、水城,没有清晰的生态边界,在生态结构和功能在时间、空间维度变化较快,城乡物质交换频繁,且生物多样性高而边缘效应突出,具有城乡穿插、交错、生态控制边界不清晰的特点。因此,丘陵城市生态控制线规划的编制和调整中,加强城乡交错区域的判定方法十分必要。

目前,国内外主流的城乡交错带判定方法有“断裂点”分析法、遥感信息技术法、引力模型分析法、样带法、阀值法、空间叠加法、信息熵法、仿归一化方法、灵敏度模型分析法等众多方法。裂点法、阈值法以及样带法旨在通过地理数据的技术逻辑特征进行重分类,提取数据分异的方法。地学统计法、遥感信息技术法、引力模型分析法、空间叠加法则通过分析影响地表差异的因素,建构因素的层次模型,分析城乡差异,常与景观设计学分析方法配合使用。样带法通过植被的相异系数、环境梯度β多样性、梯度分析和分类排序等技术方法,将同质区域进行细分,是区分植被和环境类型的有效手段,较适用于地表环境过渡性特征明显的区域。景观设计学分析法需要用一系列的数量指标加以测度,如通过景观斑块类型特征的描述,体现城乡景观的差异,除常用的斑块面积比、斑块密度和规模外,景观斑块破碎化指数、平均斑块最小距离和斑块分维度等数据也常用以揭示特征细节差异,对比分析景观多样性、均匀度和破碎程度,较适用于城镇建设杂乱,用地分异大的区域。

3.2城乡生态交错带的生态控制思路

城乡生态交错带的生态控制思路是通过聚焦城乡交错带的空间统筹,修补城乡生态控制框架,引导交错区的城乡发展,兼顾社会及生态属性,优化生态控制线的界限,实现生态安全视角的城市建设与生态保护平衡。鉴于城乡交错带的生态斑块犬牙交错,动植物栖息地破碎,河流水系、生物廊道沿线生态敏感、生态斑块破碎以及城镇发展动力等特征,丘陵城市的生态空间统筹由动植物栖息地分析、小流域的水系治理和城乡空间发展动力分析三个层次依次开展,分析论证各相关要素在城乡交错特征中扮演的角色,做出相应的调整措施。分别解决城乡发展过程中生态预留取舍与动植物的保护矛盾、水系安全矛盾以及城镇发展用地选择矛盾。

3.3刚弹结合的生态控制线优化方法

生态控制线优化方法的关键在于“刚性”、“弹性”控制内容的选择,具体体现在三方面。首先是对生态线实际管理效力逻辑的界定,通过对诸如基本生态控制线、生态功能区划、城市蓝线、绿线、基本农田、永久性基本农田、海洋生态红线、生态保护红线、水源保护区、生态公益林、自然保护区、风景区等不同部门所制定的生态红线进行比较,分析其重叠部分和差异。依据现有法律、法规条件下的界定原则,界定出刚性保护区域、弹性控制区域,其余为弹城镇建设引导区域。其次,结合已有的生态交错带判断结论、生态红线差异综合分析弹性控制区域的主要生态特征和带动性(制约性)因素,结合社会经济发展特点重新进行分类,剔除部分对城市生态结构有较大影响的生态斑块和过小的生态斑块,分别划入刚性控制区和城镇建设引导区。最后,形成新的刚性控制区、弹性控制区以及城镇建设引导区,并对相应的区域进行项目准入和建设引导政策的制定。

4.湘江新区丘陵城市城乡交错带的生态控制线优化

湘江新区的生态研究始于2007年长沙大河西先导区空间战略规划,在经历了近10年的空间发展,湘江新区城乡融合过程中的人地矛盾、人与自然矛盾逐步凸显,城乡结合部位面临生态斑块破碎、管理体制交错、空间建设秩序混乱等问题,关注城乡交错区域的空间统筹,优化生态控制线的任务已十分迫切。20157月,国家层面战略空间的调整,确定湘江新区创新探索路径为“重点围绕创新生态文明建设体制,推动建立综合性生态补偿机制,走绿色低碳循环发展道路开展探索”

4.1城乡生态交错带的判定

湘江新区的城乡生态交错特点表现为城市建成区的蔓延和城镇居民点建设的无序,因此,规划采用植被指数变化率、斑块指数以及地表粗糙度三个主要评价指标,综合判断城乡生态斑块的破碎程度、居民点与生态背景的咬合程度、易于水土流失急需综合治理的区域,进而找出城市发展与生态保护矛盾最为突出的区域,作为关键部位细化生态控制线控制内容。

植被归一化指数反映了区域植被的覆盖情况,斑块形状指数反映了城乡生态斑块的咬合情况。通过对归一化指数的变坡率提取显示:植被指数变化波动大的区域集中在岳麓区、望城区以及宁乡县金洲新区的城镇外围,分布十分广泛,而山地区域、风景区核心以及乡村区域的植被变化并不明显(图2)。而斑块形状指数较高的区域集中在金洲新区、宁乡沩水东岸等区域,岳麓山等风景区外围由于城市地块的不断侵蚀,斑块形状指数同样较高。乡村斑块指数较高的区域则集中在河流沿岸以及沟谷状基本农田边缘,是乡村居民点和生态通道交接的区域,肌理、秩序清楚且变化平缓。(图34

地表粗糙度反映地表对径流的减弱作用以及对风沙活动的影响,其大小体现了地表抗风蚀的能力、和水土保持能力。结合植被数据的地表粗糙度分析结果表明,规划区土地粗糙程度与植被指数出入较大的区域主要分布在城镇建设区和林相较好区域的交汇处,该区域地形落差大,土地采掘、开挖活动多,极易出现泥石流和水土流失等现象,是迫切需要生态治理的区域。(图5

通过斑块形状指数、植被归一化指数、土地粗糙度分析指标建立准则层,构建层次模型综合判断城乡交错特征明显的区域。结果表明:湘江新区生态斑块形状复杂、多样,拥有大量的城乡咬合交错的敏感区域,城市建设区周边呈现出明显的城乡交错空间特征。规划运用层次分析法,综合判断城乡生态基础落差大的区域,找出生态控制线易于失控的关键区域,对其城乡生态空间统筹方法进行重点研究。(图6


4.2城乡生态交错带的统筹发展思路

湘江新区的生态空间统筹规划由动植物栖息地分析、小流域的水系治理和城乡空间发展动力分析三个层次依次开展。

首先,动植物栖息地分析,针对生态环境和动植物生境群落制定保护区域。通过对区域动、植物群落栖息地的生境类型分析研究,分别对村落、水域、农田、森林以及灌草丛五类生境类型进行分析,找出对应的生境特征。建立基于缓冲区的生境影响区域,通过层次分析法的空间叠加,形成喜林、喜水生物栖息地两个目标层的生态敏感性分析结论。喜林、喜水生物栖息地的分析显示:水生物种的栖息地主要分布在沩水、八曲河及靳江河下游区域的河网密集区域、湿地边缘;两栖类多分布在水库以及流域下游河道两侧50米区域;小型陆生动物栖息在大块林地,坡度较大的丘陵地带,且距离村落较近区域(图7-9)。

其次,建立基于TIN模型的小流域划分,将沩水、八曲河、马桥河、龙王港、靳江河、桐溪港、观音港、白泉河等8条主要支流划分为6个主要的小流域。通过空间模型的方法模拟区域水文特征,建立Strahler算法的各流域汇水路径与河网分级,确定河道修复路径,找出低洼地和潜在的蓄滞洪区,结合历史水系发展演变疏通河道,建立完善的水系空间脉络。分别对8条主要支流河岸线划定10-30米不等的河流保育区,为下阶段河道整治工程提供空间上的界定;整治和提升现有水库10个,增大河道源头水源库容量;划定湿地公园、生境保护区等8处,培育区域候鸟栖息地;沿八曲河、马桥河、龙王港、靳江河、观音港、桐溪港、白泉河等河道进行拓宽,疏通上游支流水道,恢复水系生态环境。(图10-12

通过整合地表粗糙程度、植被、林地保护、植被变化、地形落差、防洪安全等要素,划定水土保护区、水源涵养区和水土修复区三个主要的综合治理分区。水土保护区内严格保护现有林地植被,禁止过度砍伐,保护次生林带物种安全,逐步清除入侵性物种;水源涵养区内控制城镇无序蔓延,保持汇水路径的完整性,修复地表植被层次,加大护坡、水面建设,增强地表蓄水能力;水土修复区内制定森林修复计划,有计划、分步骤的开展人工造林,重点建设迁徙廊道内的林带。(图13

最后,整合交通、行政、文化体育等市级重大公共设施、政策性组团用地供给条件等带动性因素,形成地形、防洪安全、农保、生态保护、流域整治等要求下的多要素的综合影响评价。明确城镇开发和生态保护等级,强化生态交错带的影响权重,进而划定新的城乡生态空间管制分区。(图14

4.3刚弹结合的生态控制线优化

 

弹性控制思维的核心是适应系统的变化特征,一味追求刚性控制方法,忽视或抵触这种变化只能使得规划落地性更差。湘江新区经过近十年的规划探索,先后形成了众多的生态控制政策和控制线。包括国家级风景区、国家级森林公园、土地利用总体规划确定的建设用地红线、基本农田保护区、林业部门管理的国家公益林保护区、水利水务部门的河流保护区、堤垸防护区、水源涵养区等。各控制线范围与城市人民政府制定的基本生态控制线相互交织,且边界出入较大,分别建立在各自领域的城乡生态保护基础上,彼此缺乏统筹安排,难以形成统一的空间管理方案。单就城市基本生态控制线而言,长沙市、大河西先导区、望城区等均有各自划定的基本生态控制线,以及区域性的《湘江新区工字型生态廊道规划》、《长沙市林业生态圈规划》等不同的规划管理文件。各控制线往往立足于自身的发展特征和决策主体需要,划定过程不尽合理,科学水平参差不齐,划定内容出入较大。因而,各控制线之间有必要对其进行逻辑上和管理效力的统筹,而长沙市基本生态控制线作为由地方行政机关审批,权力机关监督的法定政策红线则是最好的载体。

湘江新区的生态控制线修正是以《长沙市基本生态控制线规划(2010-2030)》为基础,通过城乡交错带的生态分析研究进行自我修复、自我完善的过程。在统筹各类生态红线与基本生态控制线的管理逻辑关系基础上,研判弹性控制区域,改变原生态控制线实行的以空间界定为特征的三区划定方法,进而优化为分类别的空间管制措施。具体而言就是通过生态分析结果,修正解决原来生态控制线中对交错带管控的模糊性,形成清晰的刚性、弹性控制区域,明确各区域内的禁止建设项目、限制建设项目和适宜建设项目。转变原来禁止建设区、限制建设区和适宜建设区过于机械的空间划分。(表12,图15-16

1生态红线与基本生态控制线之间的逻辑关系

注:表中未涉及到的其他类型为城镇建设区域。

2湘江新区新旧生态控制线划分方式对照表

4结语

城乡交错带的生态特征更多的表现为城乡融合过程中的无序,是城镇化发展到一定阶段的产物,也是考验城市管理水平的重要区域。城乡交错带的生态控制线研究的核心内容是从城乡发展和生态保护的博弈过程中,寻求人与自然同等发展机会的平衡,是实现人类社会和谐永续发展的关键环节。需要对城市重要的动植物栖息地进行梳理、对城乡水系流域开展综合治理、对城镇发展动力和生态保护进行平衡。其决策结果的合理性并非仅限于研究内容和方法,更体现决策过程中城市和乡村、人类与自然、人类各层次居民之间的发展权的公平性,因而单因素的城市基本生态控制线划定和管理是不可取的,是需要从各个角度进行不断修正的,本研究恰恰就是从城乡交错带的特征出发,分析研究其生态控制线优化方法的尝试。

然而,生态控制线的划定绝非是一蹴而就的,生态线作为政策管理工具,无论是否命名为“基本”生态控制线,都应该是保障城乡生态安全,实现可持续发展底线的政策工具。本文以长沙湘江新区为例,重点介绍了基于城乡交错带的生态控制线修正方法,是地方政策制定和优化的有力支撑,可以有效避免单因素决策过程中的失误。然而,城市生态系统是个复杂的巨系统,生态交错带的研究不仅仅是生态保护和城镇开发这么简单,其往往受到经济、社会发展过程中的多方利益主体博弈作用,城乡交错带的社会属性研究同样会对生态控制线的决策产生巨大的影响,是需要我们继续深入研究的重要课题。




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