城市生态体系的空间建构与规划研究 (调版)

1、城市生态体系的空间建构与规划研究以天津市都市区为例张树森 高相铎作者简介：张树森（1983- ），男，硕士，天津市规划院规划三所，规划师 高相铎（1980- ），男，硕士，天津市规划院规划二所，规划师【摘要】文章从天津市都市区空间生态绩效分析入手，结合中心区和边缘区互动整合趋势，以生态体系的建构为导向，在生态体系的空间限制下开展都市区功能空间的布局，并提出天津中心城区生态体系和城市空间的耦合规划结构。【关键词】城市生态体系；空间结构；天津1 引言中国正步入加速城市化的时期，伴随经济发展速度的加快，城市规模显著增长，城市空间结构发生巨大变化，而生态空间的破碎化也逐渐加剧（吴良镛，2022）。如何

2、控制城市蔓延、减轻环境冲突，为生物和人类提供一个可持续的空间环境，已成为全社会首要解决的问题。何种城市形式与空间布局能够提供最佳的城市功能，同时保留更多的环境资源以塑造优美的环境空间，何种都市形式符合生态城市或可持续城市的发展要求？规划师们已进行了上百年的思考，并不断借助相关学科的研究方法，对城市这一“复杂巨系统”进行剖析与研究。这其中景观生态学等学科注重空间分析，更适用于对生态体系结构的量化描述，从而更为清晰的指引规划方案设计。由此，合理借助这些方法，优化都市区空间结构，同时实现生态城市目标，这就成为本论文的出发点。2 天津市生态空间规划历程天津城随大运河而兴，明初设卫，至今已有600余年历

3、史。新中国成立后，天津城市相继进行了多版规划，1954版总规中首次提出环形放射发展模式，从规划图中可看出其规划思想受1943-1947年大伦敦规划影响，又与莫斯科规划总图极为相似。规划在中心城区外围保留数条楔形生态绿地，与中心城区外围绿化带进行衔接。1986版总规中，天津中心城区“一个扁担挑两头”的“双核”格局初步形成。1996版总规继承了这一思路，并遵循了“有机疏散”原则，整体形态采取“极轴-组团”发展模式，同时将城市发展重心向滨海新区转移，形成带形城市，以期避免中心城市过度蔓延。但与前几版规划的比较中，中心城区内部绿化已难成体系，生态绿地空间被城市建设用地侵占殆尽。 天津市城市总体规划示意

4、图（1954年） 天津市区规划图（1986年）近年来，伴随滨海新区的快速崛起，天津市中心城区正以年均10余平方公里的速度向外拓展，周边津南、东丽、北辰、西青等外环以外4个城区（简称环城四区）也迅速膨胀。截止2022年，天津市中心城区建设用地面积已达1210km2，“扁担型”城市正逐渐发展成为2000 km2以上的巨型带状城市，天津城市生态空间面临空前开发压力。为此，天津市于2022年启动“环城地区总体规划指引”研究工作，对环城四区的城镇发展战略进行统筹研究。天津市中心城区与环城四区规划拼合图 天津中心城区建设用地变化（1993-2022年）3 都市区空间生长的生态绩效分析在天津市环城四区生态空

5、间测度中，使用各区规划拼合图为基本数据，将已确定生态绿地进行归类，经由地理信息系统(GIS)进行数据管理和计算工作，借助景观生态学分析方法，度量各种景观结构变迁性质，包括斑块数量、斑块大小、内部栖息地数量、连接性程度及边界长度等指标的变化。在各类景观生态研究中，都市区发展过程中所产生的地景碎裂化（土地嵌合）效应，一直是研究重点，其诸多研究方法与分析指标可为城市规划提供新的思路，也为都市区生态体系与都市区城镇功能结构整合方向提供有效指引。在天津中心城区环城四区的规划研究中，选取了比较有代表性的紧凑度指标K、绿地碎形向度D及蓝线长度指标L来对主要的生态绩效进行考核，其中城市形式紧密度D体现用地的集

6、约程度；绿地碎形向度D体现地区生态斑块自然化程度；蓝线长度指标L体现水体与城市的接触程度。3.1城市形态紧凑度与可持续性城市形式紧凑度K值，为地块修正周长与面积比CPA(corrected perimeter-area ratio)的倒数，其中，所衡量的斑块形状性质相同，亦可视之为一种边界长度指标。斑块形状从圆形到无线长的线形的CPA值分别从1到无限大；斑块紧密性指标K则是从1到0（傅尔曼，1995）。城市形式紧凑度主要体现城市土地集约利用程度，强调更为紧密的城市形式与发展。集中都市发展于有限的空间范围，可避免对城市周边自然环境与资源过度的占用，降低交通量与通勤距离，促进混合使用与高密度的土地

7、利用模式。K=1.31K=1.24K=1.33城市形态紧凑度（K）分析图天津市城市形态紧凑度分析分为两个部分，即居住用地与产业用地。经测算，K（居住）=1.24，K（产业）=1.31，K（综合）=1.33。产业用地紧凑度高于居住紧凑度，目前产业用地更偏向集中。而综合紧凑度明显高于分类用地紧凑度，说明其规划结构仍然不够合理紧凑，也从另一方面说明在环城四区范围内，仅就城市空间结构而言，尚不能实现职住平衡，需要在未来中心城区城镇体系规划或功能布局规划中进行调整。3.2绿地碎形向度与“自然亲和性”碎形向度指标D所显示的三种程度（傅尔曼，1995）绿地碎形向度指标D体现城市地块的曲度，是将该区域内所有斑

8、块的周长和斑块的面积分别取对数相比，再进行加权平均来求得。若碎形向度指标D趋近于1，代表该土地嵌合体的斑块多近似于圆形或方形；若趋近于2，则表示该区的斑块多为不规则或边界复杂度极高的形状，下图即为碎形向度D所显示的三种不同嵌合体碎裂程度。D=0.71D=0.64 现有规划碎形向度分析 方案调整后碎形向度分析根据物理学原理，碎形向度愈高，其乱度也就愈大，能量交换方式愈多，这一系统也就越复杂越稳定。城市由于经过人类改造，斑块往往倾向于低乱度，斑块的边界与形式将愈倾向平滑，其与自然的亲和性也就愈弱。因为城市与自然的接口呈现出许多突出与凹入的模式，这样的一种形式往往意味着人类亲近自然的机会愈大。反之，

9、碎形向度较低的景观，意味着该城市生态系统需持续输入较高能量，以维持其低乱度。天津市环城四区碎形向度分析，着重对具有区域生态价值的生态防护绿地进行分析。由于现状卫星图片难以区分，本次研究将现有规划拼合图内防护绿地（深绿）作为分析对象，并结合其分析对规划方案进行调整。经过测算，现有规划方案碎形向度值为0.64，在防护绿地总面积不变的情况下，加强了在城镇周边地区的生态绿地布局，规划方案调整后碎形向度值调整为0.71。3.3蓝线长度与“亲水性”天津地处九河下梢，区域内部水网众多，在中国北方众多城市中极为独特。对于天津地区独特的水优势，在规划研究中也寻求量化方式加以评估并进行保障，并选取蓝线长度L值来体

10、现研究范围内水网的保护程度。蓝线长度指河道与大型湖面边长之和的一半。同一范围内，较长的蓝线可以保证增加城市的“亲水性”，促进水系生态环境融入城市生态格局。经过计算，环城四区范围内湖面及河道蓝线长度约为176 km，以远远低于现状的247km。现有规划中忽略水体保护，不断侵占水面，尽管各区规划用地方案中在主要通航、泄洪、排污河道的宽度进行了保证，但是对于广大水面缺乏必要的保护，造成蓝线长度迅速萎缩。在生态体系总体结构确定的基础上，研究就蓝线长度这一现象提出结合楔形绿地建设水系生态资源，并形成完整的水系水网格局。现状河道蓝线长度测算图 规划河道蓝线长度测算图3.4生态绩效分析总结经过生态绩效分析，

11、天津中心城区生态结构呈现出一下主要特征：城市综合紧凑度仍然较低，规划结构仍然不够合理紧凑，都市区空间结构应确保城市斑块更加紧密，同时确定城镇用地发展边界，引导城市用地集约发展，保持城市的“可持续性”。都市区生态用地碎形向度指标仍然偏低，为保证城市自然界面稳定与复杂，需在总体规划中确定主要生态结构，并通过强制性规划确定生态绿地在空间范围内的有序分布。河道蓝线长度较少过快，城市特色逐渐丧失，规划中须充分注重对水面的衡量，保证自然水面的丰富性，提高整体城市的“亲水性”。4天津都市区生态体系空间结构根据生态绩效分析，在规划方案研究中着重对中心城区城市紧凑度进行提高，改善原有生态结构，在生态格局确定的基

12、础上，确定“两核五区六组团”的城市空间格局，其中两核为中心城区和滨海城区核心区，五区分别指西青、滨海、海河中游、滨海南北翼辅城区。同时，中心城市形成“三轴、两环、五楔”的生态绿化体系，其中三轴为海河-北运河生态轴、独流减河生态轴、永定河生态轴。两环分别指外环线生态环和城市外围生态环，五楔主要以永定河、北运河、子牙河、南河、新开河为支撑的楔形绿地。2022版总体规划绿地景观规划图 天津中心城区生态发展战略示意图 针对中心城区，提出“环状控制、楔形引导”，构建中心城区外环线和中心都市区外围2个环状生态廊道，控制城市空间无序蔓延。依托主要河湖水系，形成5个楔形廊道，控制城市连片发展，引导外围组团的形

13、成，促进生态体系的构建。同时，结合城市生态廊道，利用良好生态资源，形成6个郊野公园，每个公园规划占地约500公顷。天津市中心城区与环城四区生态结构（方案图） 天津市中心城区与环城四区生态廊道规划（方案图）5总结本文借用景观生态分析方法，以生态体系与城市空间的耦合发展为目标，结合地理信息技术，对天津中心城区市环城地区的生态空间绩效进行了现状、规划、方案调整的对比研究，并通过这一城市区域环境土地管理方法，确定了天津环城地区生态规划主要内容与思路，进而转变生态规划在总体规划层面缺乏强制性管理内容的问题。依据这一思路，在“天津市环城地区总体规划指引”研究中，提出了“两核五区六组团”的城市空间格局，确定

14、了“环状控制、楔形引导”的生态规划思路，实现生态体系与城镇空间的耦合同步建构，为天津市总体规划及近期建设规划的编制提供了研究支持。然而，就在研究进展的同时，我们已陆续得知规划方案所确定的多个楔形绿地，已由各类开发主体进行开发方案的设计。可以想见，在人口、产业、经济都迅速膨胀的阶段，天津都市区蔓延已远远超越常规发展速率，而这种都市建成环境蔓延势必会很快的侵占以上绿地，并进而造成自然环境的恶化和生态格局的崩溃。如何避免城市发展对于生态环境造成“不可回复”的后果，快速推进相关强制性规划的出台，刻不容缓！参考文献1 傅尔曼.土地嵌合体:地景与区域生态学.1995. 2 陈秉钊.城市,紧凑而生态.城市规划学刊J,