基于绿色基础设施_GI_的生态安全格局构建方法与实例

绿道 绿色基础设施

基于绿色基础设施（GI）的生态安全格局构建方法与实例

汪自书 吕春英 林瑾 李王锋 季海波

摘要：生态安全格局构建是生态规划的核心内容之一，对于指导城乡发展空间布局和生态保护战略等

具有重要指导意义。目前，生态安全格局构建尚缺乏统一的理论和方法体系。本文参照国外同类规划经验，

引入绿色基础设施（Green Infrastructure，简称GI）的概念，基于GIS空间分析手段，有效辨识对区域生态

安全有重要影响的生态枢纽和廊道。在绿色基础设施规划基础上，构建以生态控制区、生态廊道和生态缓

冲区为主的区域生态安全格局体系，并提出相关的空间策略。以达茂旗空间战略规划为例，介绍了基于绿

色基础设施规划的技术手段和应用方法，结果表明基于GI构建的生态安全格局体系能够更为准确地辨识区

域生态安全的关键区域和廊道，并有利于结合区域生态本底条件提出更为有效的城乡发展空间和生态保护

策略。

关键词：绿色基础设施，生态安全格局，生态廊道，最小耗费距离模型，达茂旗

景观生态学中的格局与过程理论指出，景观中存在着某种潜在的空间格局，它们由一些

关键的局部、点及位置关系所构成，这种格局对于维护和控制某种生态过程具有关键作用，

被称为安全格局（Security Patterns，简称SP）[1,2]。因此，构建生态安全格局的重点是辨识

对于景观空间格局具有关键影响的局部、点和位置关系，即所谓的生态控制区、生态节点和

生态廊道。生态安全格局构建目前被广泛应用于城市规划实践中，用以指导城市发展空间布

局和生态保护等；但由于缺乏统一的理论体系和技术手段，目前有关生态安全格局的构建方

法多以定性判断为主，容易引起主观上的失误。俞孔坚等通过景观格局过程的叠加分析，通

但区域尺度上过生态基础设施规划在城市层面上很好地解决了生态安全格局构建的问题[3]；

生态安全格局的构建方法尚缺乏有效的规划手段。本文引入绿色基础设施（Green

Infrastructure，简称GI）的概念，基于GIS的数据处理和空间分析能力，以定量遴选和模型

分析的方式辨识和构建重要的绿色基础设施（枢纽和廊道），为区域生态安全格局构建提供

基础支持和判断依据。

1 基础原理及方法

1.1 何谓绿色基础设施

绿色基础设施最早是由美国自然保护基金（Conservation Fund）和农业部（USDA）森

林服务部门提出的，旨在促使GI成为区域和城市规划的组成部分，以有效保护当地的自然

生态系统[4]。近年来，GI在国外被广泛地应用于生物多样性保护、区域和城市规划当中，

其涵义也因不同的用途而异。从区域尺度上来看，GI是指能够有效维系生态格局并指导人

类活动的自然生态网络结构，即通过相互联系的廊道（corridors）将森林、湿地、自然保护

区和公园等连接起来，维持区域生态安全格局和过程，并促进人居环境的改善。

绿道 绿色基础设施

绿色基础设施是由具备重要生态服务功能的生态枢纽（hubs）和它们之间的廊道

（corridors）组成[5]，如图 1所示。作为区域生态安全格局的重要组成，GI应当与道路、通

讯和教育文化等其他基础设施一样，进行长期有效的规划、管理和实施。

图 1绿色基础设施的组成图

1.2 为什么要选择GI

道路、通讯和教育文化等基础设施作为公共服务系统，在维持国家或地区社会经济活动

正常运行中的作用被广泛认同，绿色基础设施在区域或城市生态安全格局和过程中的作用同

样如此。生态系统的安全如同城市发展一样，需要基础设施的维系，GI就是生态安全格局

的关键。

另一方面，城镇发展对于土地需求加大，人为活动与生态保护矛盾日益突出。从可持续

发展的角度来看，生态保护与城镇发展两者的协调成为其中关键，即如何合理地规划城镇用

地的扩张和有效地保护生态系统的安全。绿色基础设施规划在这样的背景下产生，通过辨识

区域生态格局中重要的生态斑块（枢纽）及其连接廊道，为解决上述问题提供了有效的途径，

即精明保护（smart conservation）和增长（smart growth）策略，从而为城镇发展空间规划提

供指引。

1.3 如何进行GI规划

GI规划是基于地理信息系统（GIS）平台，在综合分析区域土地利用、自然地理、交通

和自然保护等数据基础之上，通过生态枢纽和廊道解析，构建生态保护网络结构体系，如图

2所示。生态枢纽一般包括成片的森林，湿地、河流及两侧区域，生态保护用地等，主要依

据面积和位置属性确定。廊道一般为连接核心斑块之间、具有一定宽度的河流、山体等自然

区域，这里通过最小耗费距离模型生成最佳的生态连接通道。本文以内蒙古自治区包头市达

尔罕茂明安联合旗（以下简称达茂旗）空间发展规划实践为例，说明基于GI规划的区域生

态安全格局构建方法，技术路线如图2所示。

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图 2基于GI的区域生态安全格局构建技术路线图

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