儲(chǔ)金龍，王　佩，顧康康，汪勇政

基于生態(tài)安全格局的安慶市規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)研究

儲(chǔ)金龍，王佩，顧康康，汪勇政

(安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽合肥 230022)

構(gòu)建城市生態(tài)安全格局對(duì)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建設(shè)用地開發(fā)管理具有重要指導(dǎo)意義。本研究選擇地質(zhì)災(zāi)害、農(nóng)田保護(hù)、水資源安全、生物保護(hù)4類要素作為生態(tài)保護(hù)的“源”，運(yùn)用最小累積阻力模型，獲得安慶市規(guī)劃區(qū)不安全區(qū)、較不安全區(qū)、臨界安全區(qū)及安全區(qū)4個(gè)級(jí)別的綜合生態(tài)安全格局。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合城市空間發(fā)展動(dòng)力因子，進(jìn)行可建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)，最終確定安慶市規(guī)劃區(qū)禁止建設(shè)區(qū)、嚴(yán)格限建區(qū)、限制建設(shè)區(qū)、有條件建設(shè)區(qū)和優(yōu)先建設(shè)區(qū)及其空間分布情況，基于分區(qū)結(jié)果疊加城鎮(zhèn)已建區(qū)，對(duì)研究區(qū)禁建邊界、挖潛邊界、擴(kuò)展邊界、整理邊界及限制邊界等進(jìn)行界定并提出相應(yīng)管控策略，從而為安慶市建設(shè)用地合理布局與區(qū)別化管理提供依據(jù)。

生態(tài)安全格局；規(guī)劃區(qū)；空間管制分區(qū)；安慶市

0　引 言

我國(guó)目前已進(jìn)入快速城市化階段，近年來因城市建設(shè)用地的無(wú)序蔓延而導(dǎo)致城市原有的生態(tài)用地遭到侵蝕，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。城市生態(tài)安全格局(Ecological security pattern）是維護(hù)城市自然生命支持系統(tǒng)的關(guān)鍵性格局，也是城市及居民獲得持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本保障。因此部分學(xué)者開始探討城市生態(tài)安全格局和建設(shè)用地空間分布的關(guān)系。俞孔堅(jiān)等[1,2]在構(gòu)建北京市綜合生態(tài)安全格局前提下預(yù)測(cè)未來城鎮(zhèn)空間發(fā)展的合理模式。高永年等[3]將不同水平的湖州市綜合生態(tài)安全格局作為建設(shè)用地空間管制分區(qū)依據(jù)。蘇泳嫻[4]等在構(gòu)建佛山市高明區(qū)綜合生態(tài)安全格局基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)功能分區(qū)并提出建設(shè)用地?cái)U(kuò)展方案。根據(jù)《中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃法》和相關(guān)學(xué)者的解讀[5]，城市規(guī)劃區(qū)是城市空間發(fā)展及規(guī)劃管理的重點(diǎn)區(qū)域，而目前以城市規(guī)劃區(qū)為研究對(duì)象，并通過構(gòu)建生態(tài)安全格局來引導(dǎo)城市建設(shè)用地開發(fā)、管控的研究還相對(duì)較少。因此，十分有必要從生態(tài)安全的視角來進(jìn)行城市建設(shè)用地空間管制研究。

近些年，各地在編制城市總體規(guī)劃中都對(duì)“四區(qū)”劃定進(jìn)行有益探索，其通常的劃定方法與步驟為：①依據(jù)現(xiàn)狀識(shí)別已建區(qū)；②參照相關(guān)法律法規(guī)劃定禁建區(qū)；③通過用地評(píng)價(jià)劃定部分限建區(qū)；④依據(jù)總體規(guī)劃方案確定適建區(qū)。其中禁建區(qū)劃定有較為統(tǒng)一的規(guī)定，而適建區(qū)和限建區(qū)的劃定因缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，且與規(guī)劃布局方案密切相關(guān)，因此帶有一定的隨意性，因沒有提出對(duì)建設(shè)容量的管制要求，需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分。同時(shí)就“四區(qū)”的關(guān)系而言，傳統(tǒng)的劃定方法已將已建區(qū)默認(rèn)為合理用地，而事實(shí)上已建區(qū)中的部分用地也可能是限建區(qū)甚至禁建區(qū)[6,7]，如歷史文化保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等，需將該類用地在已建區(qū)中剔除（圖1）。本研究以山水資源豐富、人地矛盾加劇的安慶市為實(shí)證進(jìn)行研究，通過構(gòu)建影響城市生態(tài)安全的關(guān)鍵性生態(tài)格局，來進(jìn)行規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)，并在此基礎(chǔ)上單獨(dú)疊加已建區(qū)，用以指導(dǎo)現(xiàn)狀和未來城市建設(shè)用地開發(fā)建設(shè)，一方面可以保障城市生態(tài)安全，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的完整性，另一方面也可有效地指導(dǎo)安慶市建設(shè)用地合理的空間配置。

圖1　“四區(qū)”各分區(qū)關(guān)系圖

1　研究區(qū)概況

安慶市地處安徽省西南部，北緯29°47′～31°17′、東經(jīng)115°46′～117°44′，長(zhǎng)江下游北岸，規(guī)劃區(qū)總面積901平方公里，其中包括皖河農(nóng)場(chǎng)以及大觀、迎江、宜秀三個(gè)行政區(qū)（圖2）。規(guī)劃區(qū)東側(cè)和南側(cè)緊臨長(zhǎng)江，北側(cè)有大龍山森林公園和破罡湖濕地保護(hù)區(qū)，自然景觀資源豐富，城市空間擴(kuò)展自然限制性要素眾多。近些年，城鎮(zhèn)用地快速擴(kuò)張和石化企業(yè)的污染造成生態(tài)用地面積減少，因此城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)用地?cái)U(kuò)張矛盾日益突出。

圖2　研究區(qū)的位置、范圍

2　數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來源與處理

本研究主要數(shù)據(jù)資料為安慶市規(guī)劃區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖、1:1萬(wàn)規(guī)劃區(qū)地形圖、分辨率為15 m的2015年規(guī)劃區(qū)遙感影像圖。相關(guān)專題圖紙有規(guī)劃區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布圖、水資源現(xiàn)狀分布圖、自然保護(hù)區(qū)分布圖等。通過對(duì)現(xiàn)狀的實(shí)地調(diào)研，研究以2015年遙感影像圖為依據(jù)，利用ArcGIS10.2將研究區(qū)土地利用劃分為河流湖泊、水庫(kù)、林地、濕地、園地、草地、耕地、坑塘溝渠、城市建設(shè)用地、村莊建設(shè)用地、其他建設(shè)用地、道路用地12種類型，并建立用以進(jìn)行生態(tài)安全格局分析的土地利用屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（圖3）。

圖3　2015年安慶市規(guī)劃區(qū)土地利用類型分布

2.2研究方法

研究過程主要包括三個(gè)部分，即生態(tài)安全格局的構(gòu)建、規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)以及疊加已建區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃區(qū)相關(guān)邊界界定。其主要技術(shù)流程見圖4。

圖4　研究技術(shù)流程

表1　“源地”選取評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.2.1生態(tài)安全格局構(gòu)建

本研究基于Forman景觀模式原理，借助俞孔堅(jiān)等[2,10,11]對(duì)生態(tài)安全格局構(gòu)建的理論與實(shí)踐研究，采用 Knaapen等人1992年所提出最小累計(jì)阻力 (MCR)模型并通過GIS表面擴(kuò)散技術(shù)[12-16]實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)安全格局的構(gòu)建，這其中包括：

①源地。即維護(hù)城市生態(tài)安全的重要區(qū)域，通常將城市中的森林公園、自然保護(hù)區(qū)、大面積的水體、林地及濕地核心保護(hù)區(qū)等作為“源地”。本研究參照《城鄉(xiāng)用地評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（CJJ 132-2009）》及有關(guān)法律法規(guī)中所規(guī)定的不適宜建設(shè)區(qū)域及前人研究成果[1-4]，最終選擇地質(zhì)災(zāi)害、農(nóng)田保護(hù)、水資源安全、生物保護(hù)4類要素作為確定“源地”的評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1）

②阻力面。生態(tài)保護(hù)的重要區(qū)域即“源地”需要在水平方向上穿越不同類型的景觀要素來進(jìn)行相鄰“源地”之間的連通，而穿越所需克服的阻力與距離以及景觀要素的類型有關(guān)。其中，所需穿越的景觀要素類型與“源地”差距越大，則其所需克服的阻力值就越大。因此，阻力面反映了“源地”進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)的這種趨勢(shì)。本研究運(yùn)用最小累積阻力模型來建立阻力面。其公式如下:

式中，MCR表示最小累計(jì)阻力值。Dij代表“源地”j到空間任一單元所需穿越的某景觀要素類型i的空間距離；Ri表示穿越景觀要素類型i的阻力值；因此Dij與Ri的乘積值可衡量“源地”到空間某一點(diǎn)的易達(dá)性。f為單調(diào)遞增函數(shù)，反映生態(tài)過程與最小累計(jì)阻力值的正相關(guān)關(guān)系。min代表被評(píng)價(jià)的單元對(duì)于不同的“源地”取累計(jì)阻力最小值。因此，從阻力面中可看出“源地”向外圍水平擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)的潛在趨勢(shì)[11]。

阻力面的構(gòu)建是通過ArcGIS10.2的距離與費(fèi)用模塊得到，其中需要得到生態(tài)保護(hù)源地穿越不用景觀要素類型的相對(duì)阻力系數(shù)值。本研究在參考前人研究成果基礎(chǔ)上[15]，對(duì)安慶市規(guī)劃區(qū)不同景觀要素類型進(jìn)行相對(duì)阻力系數(shù)賦值（表2）。

表2　各景觀要素類型阻力系數(shù)

③緩沖區(qū)。通過對(duì)阻力面分析，可將“源地”周圍的低阻力區(qū)域確定為緩沖區(qū)。利用阻力面中阻力值與面積的關(guān)系曲線圖，并根據(jù)曲線圖中阻力值與面積的突變點(diǎn)來對(duì)安全格局進(jìn)行分級(jí)。最終將研究區(qū)分為不安全區(qū)、較不安全區(qū)、臨界安全區(qū)和安全區(qū)（圖5、圖6）。

2.2.2規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)

對(duì)應(yīng)綜合生態(tài)安全等級(jí)劃分結(jié)果，將作為生態(tài)安全底線區(qū)的“源地”與不安全區(qū)分別確定為對(duì)應(yīng)的禁止建設(shè)區(qū)和嚴(yán)格限建區(qū)。較不安全區(qū)與臨界安全區(qū)為限制建設(shè)區(qū)即低強(qiáng)度開發(fā)區(qū)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合城市空間擴(kuò)展動(dòng)力因素，對(duì)安全區(qū)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)[17-20]，其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表3所示，分析方法為多因子綜合疊加法，用1、3、5、7代表用地經(jīng)濟(jì)性的高低，用層次分析法（AHP）確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。通過GIS加權(quán)疊加模塊可對(duì)單因子評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行疊加，并生成經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)圖（圖7）。利用自然斷裂法將評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為優(yōu)先建設(shè)區(qū)與有條件建設(shè)區(qū)（圖8），其中經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)公式為:

式中，S為經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)的綜合分值，n為評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)，Xi為某評(píng)價(jià)單元第i個(gè)因子分值，Wi為第i個(gè)因子的權(quán)重。

表3　評(píng)價(jià)因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

表4　基于生態(tài)安全等級(jí)分區(qū)的規(guī)劃區(qū)相關(guān)用地邊界界定依據(jù)

2.2.3相關(guān)邊界界定

疊加已建區(qū)域，將處于禁止建設(shè)區(qū)、嚴(yán)格限建區(qū)及限制建設(shè)區(qū)內(nèi)的已建區(qū)確定為整理邊界，未建區(qū)域分別確定為禁建邊界、限制開發(fā)邊界及低強(qiáng)度開發(fā)邊界。而處于優(yōu)先建設(shè)區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀建設(shè)用地確定為挖潛邊界，未建設(shè)地區(qū)確定為未來城市擴(kuò)展邊界。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

3　結(jié)果與分析

3.1生態(tài)安全格局分析

基于MCR模型，并運(yùn)用GIS空間分析功能，得到研究區(qū)“源地”間相連通所需克服的阻力面（圖5），利用阻力閾值，即面積曲線與阻力值的突變點(diǎn)，得到規(guī)劃區(qū)不同生態(tài)安全等級(jí)區(qū)即“源地”、安全區(qū)、較不安全區(qū)、臨界安全區(qū)及安全區(qū)（圖6），其面積分別為452.86 km2、161.89 km2、75.82 km2、59.11 km2和150.90 km2。其中“源地”與不安全區(qū)是生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域，所占比例分別為50.27%與17.98%。

3.2基于生態(tài)安全格局的規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)

將生態(tài)安全格局中的生態(tài)保護(hù)“源地”劃分為禁止建設(shè)區(qū)，包括大龍山森林公園、重要水資源及濕地保護(hù)區(qū)、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)等，該區(qū)域應(yīng)禁止各類建設(shè)開發(fā)活動(dòng)，以保護(hù)原有自然生態(tài)資源為主；不安全區(qū)劃定為嚴(yán)格限制建設(shè)區(qū)，主要分布在生態(tài)源地周圍的林地、草地及灘涂濕地等。該區(qū)域原則上不能進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)，僅允許發(fā)展生態(tài)防護(hù)、旅游觀光、休閑游樂等對(duì)規(guī)劃區(qū)生態(tài)涵養(yǎng)與環(huán)境保護(hù)有利的相關(guān)項(xiàng)目；臨界安全區(qū)與較不安全區(qū)為限制建設(shè)區(qū)域，位于生態(tài)環(huán)境較好的城市周邊地區(qū)，面積為134.93 km2，占規(guī)劃區(qū)總面積的14.99%，該區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格控制建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度及開發(fā)性質(zhì)，避免對(duì)周邊環(huán)境造成破壞與影響。基于經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)的生態(tài)安全格局中的安全區(qū)被劃分為優(yōu)先建設(shè)區(qū)及有條件建設(shè)區(qū)（圖7、圖8），面積分別為70.21 km2、80.69 km2，所占比例分別為7.80%、8.96%。

圖5　“源地”間的阻力面生成

圖6　綜合生態(tài)安全格局等級(jí)分

圖7　規(guī)劃區(qū)用地經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)

圖8　規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)

3.3相關(guān)用地邊界界定

通過疊加安慶市規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀城鎮(zhèn)建設(shè)用地（圖9），其中屬于禁止建設(shè)區(qū)、嚴(yán)格限制建設(shè)區(qū)及限制（低強(qiáng)度）建設(shè)區(qū)的整理邊界面積分別為1.37 km2、0.51 km2、和6.31 km2，面積相對(duì)較小，主要零星分布在山體或其邊緣，其中位于禁止建設(shè)區(qū)內(nèi)的除重大道路交通、民生、市政公用等區(qū)域基礎(chǔ)性設(shè)施外，其他建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)予以有序地拆除或搬遷；位于嚴(yán)格限建區(qū)內(nèi)的已建區(qū)大部分為工業(yè)區(qū)以及高檔住宅別墅區(qū)，此類用地都應(yīng)進(jìn)行整改或有序的搬遷；處于限制建設(shè)區(qū)內(nèi)的已開發(fā)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況及管制要求，嚴(yán)格按照其規(guī)定的開發(fā)強(qiáng)度進(jìn)行整改。優(yōu)先建設(shè)區(qū)中挖潛邊界區(qū)面積占絕大部分為43.45 km2，主要位于蓮湖周圍即安慶市老城區(qū)，高速公路及國(guó)、省道兩側(cè)區(qū)域。該區(qū)域應(yīng)遵循存量規(guī)劃理念，注重對(duì)建成區(qū)的功能優(yōu)化。有條件建設(shè)區(qū)中未建邊界區(qū)面積為52.93 km2，主要分布于白澤湖鄉(xiāng)、老峰鎮(zhèn)、大龍山鎮(zhèn)及海口鎮(zhèn)，位于主城區(qū)的東北與西南側(cè)，說明安慶市規(guī)劃區(qū)還存在較大范圍的可建設(shè)用地（圖10、表5）。

圖9　2015年現(xiàn)狀城鎮(zhèn)建設(shè)用地與開發(fā)強(qiáng)度分布

表5　安慶市規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)與定界面積統(tǒng)計(jì)

圖10　相關(guān)用地邊界整合

4　結(jié)論與討論

（1）分區(qū)的方法：相較于傳統(tǒng)的空間管制分區(qū)方法，本研究從生態(tài)優(yōu)先的角度出發(fā)通過生態(tài)安全格局構(gòu)建，確定了研究區(qū)的生態(tài)安全底線，并將生態(tài)安全格局中的“源地”、不安全區(qū)、較不安全區(qū)與臨界安全區(qū)分別作為城市的禁止建設(shè)區(qū)、嚴(yán)格限建區(qū)、限制建設(shè)區(qū)，可在維護(hù)研究區(qū)生態(tài)安全基礎(chǔ)上，為其建設(shè)用地空間合理布局提供科學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)生態(tài)安全區(qū)即適建區(qū)進(jìn)行用地經(jīng)濟(jì)敏感性評(píng)價(jià)，將其細(xì)化為優(yōu)先建設(shè)區(qū)與有條件建設(shè)區(qū)，可有助于區(qū)別化管理；分區(qū)的成效：通過疊加研究區(qū)范圍內(nèi)已建城鎮(zhèn)用地，明確研究區(qū)域各類用地邊界，可提高空間管制分區(qū)的可操作性，也可有效地優(yōu)化與管理現(xiàn)狀城鎮(zhèn)建設(shè)用地。對(duì)城市可建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度、開發(fā)時(shí)序起到了一定的引導(dǎo)作用。

（2）基于生態(tài)安全格局的城市規(guī)劃區(qū)空間管制分區(qū)，是對(duì)傳統(tǒng)空間管制分區(qū)方法的優(yōu)化，因此，評(píng)價(jià)因子選擇與生態(tài)安全格局的安全性分級(jí)是影響空間管制分區(qū)及生態(tài)安全格局構(gòu)建合理性的關(guān)鍵，但由于我國(guó)關(guān)于該方面研究還較少，且缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此還需在后續(xù)工作中進(jìn)一步完善。

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Study on Spatial Regulation Zoning of Anqing City Planning from the Perspective of Ecological Security

CHU Jinlong, WANG Pei, GU Kangkang, WANG Yongzheng
(School of Architecture & Planning, Anhui Jianzhu University, Hefei 230022, China)

Constructing urban ecological security pattern is of great guiding significance to urban ecological environmental protection and the development and management of the construction land. The research chooses geological disaster, farmland protection, the security of water resource, and biological conservation as the “sources”of ecological protection and applies minimum cumulative resistance model to obtain four levels of comprehensive ecological security pattern in Anqing City planning, respectively, unsafe area, relatively unsafe area, critical safe area and safe area. Finally, it is suggested t hat Anqing City Planning is divided into non-construction area, restricted construction area, conditional construction area and priority construction area. Based on the results of area division and the overlaying of the existing areas, this article defines the concepts of non-construction boundary, digging boundary, extending boundary, clearing boundary and restricted boundary in the research area and puts forward the corresponding control strategies, which can provide the basis for the rational distribution of construction land and differentiated management in Anqing City.

ecological security pattern; planning area; spatial regulation zones; Anqing City

TN911.8

A

2095-8382(2016)03-100-08

10.11921/j.issn.2095-8382.20160321

2016-01-09

2016安徽省教育廳高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（KJ2016A150）

儲(chǔ)金龍（1964—），男，博士，教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究方為城市與區(qū)域規(guī)劃理論與方法。