北京市生态安全格局及城市增长预景

2.1.3 生物保护安全格局 

　　北京市多样化的自然环境，孕育了丰富的生境和动植物资源。目前北京市的生物多样性保护面临以下问题：城建用地的无序扩张造成栖息地面积减少和破碎化；大型工程设施的建设切断了生物迁徙的廊道；自然保护区、风景区、森林公园等良好的生物栖息地之间缺乏有效连接[35]。针对上述问题，本研究从区域和景观层次上识别生物多样性保护的关键过程和空间格局，形成城乡连续的乡土生境和生物廊道系统，从而保护区域生物栖息地和生态系统的完整和健康。 

　　通过指示物种和焦点物种（Focal species）来进行生物多样性保护，是目前国际通用的行之有效的做法[36-40]。为此，确定了本次研究指示性物种的选择标准：（1）能够指示北京市生态环境现状，并对其他物种及各类栖息地具有指示作用；（2）具有生物学上的代表性；（3）为广大民众所喜闻乐见。北京市的鸟类保护级别高且栖息地多样，选取具有代表的留鸟和候鸟作为区域生物多样性的指示物种较为合适。经过对待选指示性物种的进一步分析，最终确定以大白鹭（Egretta alba）、绿头鸭（Anas platyrhynchos）和环颈雉（Phasianus colchicus）作为指示物种。 

　　根据指示性物种的生活习性，分析不同土地覆盖和土地利用类型对于生物活动的适宜性，判别现状和潜在的核心栖息地。运用最小累计阻力模型（MCR）分别模拟指示性物种穿越不同景观基面（土地覆盖和土地利用）的过程，建立最小累积阻力面。生成的阻力面表示从源（栖息地）到空间某一点的易达程度，从而模拟物种水平扩散的行为模式。根据最小阻面，判别缓冲区、源间连接、辐射道以及战略点，构建每一个指示物种的安全格局[16～17]。最后将三个物种的安全格局叠加整合，构建起北京市生物保护安全格局（图4）。概括起来，该格局的总体建设战略包括： 

　　（1）建立绝对保护的栖息地核心区：严格保护区域大型森林、河湖湿地生态系统，禁止城市建设和围垦侵占； 

　　（2）建立生物栖息地缓冲区：低山丘陵地带及农田景观，是生物栖息地缓冲区的主体，应限制城市建设的过度侵占，发展生态农业和进行生态管理； 

　　（3）构建生物廊道系统：生物廊道对于景观连接性具有关键性作用，廊道的连接性、宽度和构成应符合生物保护的要求。 

　　（4）培育生物保护战略点：战略点包括生物迁徙的踏脚石、生物廊道交汇处、生物廊道与城市道路的交叉点等，在这些关键性节点上进行生态恢复，设立动物通道。

2.1.4 文化遗产安全格局 

　　北京是举世闻名的历史文化名城。截至2006年，全市共有各级文物保护单位近900处，其中有6项被列入联合国世界自然和人类文化遗产名录。本研究通过构建北京市文化遗产安全格局，形成文化遗产保护和体验的空间网络，从而进一步保护和彰显北京的历史文化风貌特色。这个文化遗产安全格局的构成要素包括[36]： 

　　（1）遗产实物：本研究将北京市全部文物保护单位（包括古建筑、古遗址、古墓葬、近现代建筑等）和历史文化街区、历史文化名村作为文化遗产安全格局的“源”。 

　　（2）连接这些遗产而形成廊道的景观元素和潜在的点：通过专家咨询和文献研究，确定历史河湖水系和历史文化线路是北京市最为重要的线性文化遗产。北京河湖水系的变迁一直与城市发展和空间格局的演变息息相关。在快速城市化背景下，保护这些历史河湖水系，对弘扬古都风貌、改善生态环境、提供游憩空间具有十分重要的作用。历史上形成的众多文化线路，如明清御路、士人游憩路线[ 吴承忠．明清北京休闲地理研究．2004，北京大学博士论文．297-300]等，连接着丰富的乡土景观和文化风俗，对遗产网络构建具有重要价值。除此之外，一些具有休闲游憩价值的线性景观元素如水系、山路、乡村道路等，以及那些目前并不具备休闲价值，仅仅因为其空间关系而适宜成为遗产廊道组成部分的景观元素，对廊道规划和建设也具有一定价值。 

　　本研究首先根据文物普查资料，建立文物保护单位和潜在文化遗产廊道的地理信息系统数据库。然后，基于土地覆盖和土地利用的不同阻力分布，运用最小累积阻力模型（MCR），模拟其空间可达性，在此基础上进一步分析确定适宜建立廊道的区域。基于廊道适宜性分析，判别出宏观尺度上北京市文化遗产安全格局（图6）。该格局的总体建设战略包括： 

　　（1）构建文化遗产廊道系统：以重要历史河湖水系及历史游憩线路为依托，确定市域范围的文化遗产廊道系统； 

　　（2）保护自然山水格局：维护和发扬山水相融、自然风光与人文景观相交融的古都风貌特色。注意文化遗产和周边自然背景的相互关系，保护水系和山体的生态完整性； 

　　（3）游道与解说系统：廊道内尽可能采取非机动交通，避免机动交通对步行道系统的干扰；解说系统规划和设计应具有连续性，体现被解说对象的特色；管理服务设施适度建设，注意与历史文化风貌的协调。

2.1.5 游憩安全格局 

　　北京市游憩资源众多，但游憩资源空间分布不均衡、可达性较低，各大游憩板块和线路之间没有形成有机整体，难以满足市民日益增长的户外游憩需求。为此，本研究将文化遗产网络、绿地水系网络等具有不同游憩价值的系统进行叠加, 通过空间整合协调，形成北京市游憩安全格局。 

　　北京市域的各类公园、风景名胜区、乡土文化遗产以及山体、林地、水系等自然景观具有较高的游憩价值，本研究将它们作为游憩过程的“源”。根据土地覆盖类型进行游憩活动的适宜性分析，运用最小累积阻力模型（MCR），得到游憩可达性阻力面，再根据游憩阻力面，判别和构建游憩安全格局。概括起来，总体建设战略包括： 

　　（1）构建区域绿色游憩廊道系统：通过游憩廊道加强传统游憩地区的横向联系，并重点建设以水系湿地、生态休闲农业为特色的东部游憩网络； 

　　（2）建立城市非机动车绿色通道系统：建立城市内部沿河流、林荫道的非机动车绿色通勤、游憩廊道，以及城郊沿河流、农田防护林等构建的连接城乡的非机动车绿色通道。该格局通过游憩廊道将已有和潜在的游憩节点整合成一个完整的网络，实现各级各类游憩资源的空间均衡配置。

2.2 北京市综合生态安全格局构建 

　　综合以上水文、地质灾害防护、生物多样性保护、文化遗产和游憩方面的安全格局，建立综合生态安全格局。以上五种广义的生态过程被认为在生态安全格局的构建时具有同等的重要性，被赋予相同的权重，将5个安全格局进行叠加，通过析取运算（∨），取最大值，最终确立北京市域生态安全格局（图7）。它们形成了连续而完整的区域生态基础设施，为区域生态系统服务的安全和健康提供了保障。北京市生态安全格局所考虑的生态过程、要素和各安全水平的划分标准如表1所示，划分的标准和依据是建立在对各种自然、生物和人文过程的研究基础之上的，如洪水风险频率的通用等级划分、河流廊道的宽度的景观生态学依据[37]、生物保护中的最少面积和最小种群等等。其中“底线安全格局”是低水平生态安全格局，是保障生态安全的最基本保障，是城市发展建设中不可逾越的生态底线，需要重点保护和严格限制，并纳入城市的禁止和限制建设区；“满意安全格局”是中水平安全格局，需要限制开发，实行保护措施，保护与恢复生态系统。“理想安全格局”是高水平安全格局，是维护区域生态服务的理想的景观格局，在这个范围内可以根据当地具体情况进行有条件的开发建设活动。 

　　表1 不同安全水平生态安全格局的划分标准 
　Table.1 Classification standards of Ecological SP at different security levels 

生态过程或要素 Ecological processes/Elements		底线安全格局（最低生态安全格局）Minimum SP (ecological SP at a lower level)	满意安全格局（中安全水平生态安全格局Satisfying SP (Ecological SP at a middle level)	理想安全格局（高安全水平生态安全格局）Ideal SP (ecological SP at a higher level)
水文 Hydrology	河湖水系 Water network	河道、湖泊、水库本身及滨水缓冲区50m water network and buffer area (within 50m)	河道、湖泊、水库本身及滨水缓冲区(50- 100m) buffer area of lower SP (between 50- 100m)	河道、湖泊、水库本身及滨水缓冲区(100- 150m) buffer area of lower SP (between 100- 150m)
	洪水调蓄 Flood	模拟洪水淹没范围和历史洪水淹没范围的重叠区 Overlapped area of simulated of flood and historical flood	模拟洪水淹没范围 area of simulation of flood	模拟洪水淹没和历史洪水淹没范围 area of simulation of flood and historical flood
	地表水源保护 Water source protection	一级水源保护区 core area for water source protection	二级水源保护区 area for water source protection
	地下水补给 Groundwater recharge	地下水补给高适宜区 suitable area for groundwater recharge at higher level	地下水补给中适宜区 suitable area for groundwater recharge at middle level	地下水补给低适宜区 suitable area for groundwater recharge at lower level
	地下水源保护 Groundwater protection	地下水源核心保护区 core area for groundwater protection	地下水源防护区 buffer area for groundwater protection
地质灾害 Geological Disaster	泥石流、滑坡、矿山塌陷、崩塌 Debris flow, landslide, mining subsidence, and  collapse		泥石流、滑坡、矿山塌陷、崩塌中心200米内 Debris flow, landslide, mining subsidence, collapse and its buffer area(within 200m)
	地面沉降 Land subsidence		地面沉降中心地带，累计沉降>1.0 m core area of land subsidence or subsidence>1.0m	地面沉降中心周边200米内或累计沉降0.3 -1.0 m core area of land subsidence or subsidence 0.3-1.0m
	地裂缝 Ground fissure	地裂缝所在地 ground fissure	地裂缝中心地带至两侧100米以内的两翼地带ground fissure and its buffer area(within 100m)	地裂缝两翼地带至地裂缝两侧500m的边缘地带 ground fissure and its buffer area(within 500m)
	水土流失 Soil erosion		坡度：>25? Slope > 25?	坡度：20-25? Slope: 20?-25?
生物多样性保护 Biodiversity	环颈雉 Phasianus colchicus	北部和西部山区林地 Forests in mountainous area	低安全格局周边60m范围内 Buffer area of lower SP  (within 60m)	低安全格局周边60－200m范围内 Buffer area of lower SP (between 60-200m)
	绿头鸭 Anas platyrhynchos	人工库塘、河流、湖泊湿地、城市大型绿地斑块内水域，以及周边800m范围内的林地 water network and its buffer area of forest (within 800m)	低安全格局周边60m范围内 buffer area of lower SP  (within 60m)	低安全格局周边60－200m范围内  buffer area of lower SP (between 60-200m)
	大白鹭 Egretta alba	人工库塘、河流、湖泊湿地以及周边2km范围内的林地 water network and its forested buffer area (within 2000m)	低安全格局周边100m范围内 buffer area of lower SP  (within 100m)	低安全格局周边100－200m范围内  100-200m  buffer area of lower SP (between 100-200m)
人文 Culture and Recreation	文化遗产 culture heritage	遗产廊道和各遗产点的核心保护范围 core area of protected  culture heritage	遗产廊道和各遗产点的严格控制范围 strictly managed buffer area surrounding the protected core	遗产廊道和各遗产点的一般控制范围 managed area surrounding the protected core
	游憩 recreation	核心游憩景观及游憩高适宜区 recreational resources and area most suitable for recreation at higher level	游憩中适宜区 area very suitable for recreation	游憩低适宜区 area suitable for recreation

    图7 北京市综合生态安全格局
Fig.7 Comprehensive Ecological Security Pattern in Beijing

表2 不同安全水平下生态安全格局的面积与比例
Table.2 Area and Proportion of Ecological Security Patterns at different security levels

生态安全格局等级 Level of Ecological SP	生态安全格局面积Area of Ecological SP (km2)	建设用地面积Area of Construction Land (km2)	生态安全格局用地比例 Proportion of Ecological SP	建设用地比例 Proportion of Construction Land	人均生态用地面积Area of Ecological Land Per Capita (m2)
底线（低安全水平） Minimum SP	7729	8605	47.32%	52.68%	386
满意（中安全水平） Satisfying SP	11508	4826	70.45%	29.55%	575
理想（高安全水平） Ideal SP	13902	2431	85.11%	14.89%	695

　　北京市生态安全格局从整体空间格局和构成要素上，可以概括为：以西、北地区山地森林和大型湿地为重要的生态源，以小型林地和湿地为斑块，通过沿水系、林带、文化遗产线路等线性元素建立的生态廊道、文化遗产廊道和游憩廊道，构成北京地区的生态基础设施网络。 

3 基于生态安全格局的城镇空间格局预景 

　　在生态安全格局研究成果的基础上，选取“无生态安全格局”和“低、中、高水平的生态安全格局”四种不同土地利用方式作为城市空间发展的预景前提，模拟未来城镇空间发展格局。“无生态安全格局”情况的预景体现了城市空间在单纯的经济活动驱动下可能的发展预景。该预景下城市空间发展不受“生态控制”等条件约束，城市空间无序蔓延（图8）。基于不同安全水平生态安全格局的预景，主要体现了生态安全格局得以执行的情况下，城市空间可能的发展预景（图9-11）。这三种预景下，城市各类用地对城市扩张产生的阻力取决于生态安全格局所赋予的用地属性阻力值，代表城市发展需要跨越该用地的难度，其中低安全水平格局用地阻力值最大，而中、高水平安全格局的用地的阻力值依次降低。

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