生态基础设施概念及其研究进展综述
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2005-09-21
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对生态基础设施概念的提出及其内涵，国内外相关理论思想研究进展，以及目前的逐步系统与完善进行综述，并进一步强调在中国城市化和国土面临巨变背景下提出的关于建立具前瞻性的生态基础设施的理论方法和战略，对中国城市与区域的生态安全和可持续发展具有重要的意义。
1 生态基础设施概念的提出
生态基础设施（Ecological Infrastructure, EI）本质上讲是城市的可持续发展所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务(Natures Services)的基础，这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、游憩、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、林业及农业系统、自然保护地系统，并进一步可以扩展到以自然为背景的文化遗产网络（俞孔坚，李迪华，2002，2003，2004；俞孔坚 李迪华 李 伟，2004）。关于EI的上述理解，是建立在国内外近10多年的研究基础上的。
生态基础设施一词最早见于联合国教科文组织的“人与生物圈计划”（MAB）。在其1984年的报告中提出了生态城市规划的五项原则：（1）生态保护战略；（2）生态基础设施；（3）居民生活标准；（4）文化历史的保护；（5）将自然引入城市。MAB的研究推动了生态城市研究在全球内的进展，其五项原则也奠定了后来生态城市理论发展的基础。这里生态基础设施主要指自然景观和腹地对城市的持久支持能力。
不久，有学者就用EI概念表示栖息地网络的设计（Mander, Jagonaegi, et al, 1988; Selm, 1988）。1990年，荷兰农业、自然管理和渔业部的自然政策规划也提出了全国尺度上的EI概念（Ahern, 1995）。这些都是从生物和环境资源的保护与利用角度提出的。其它一些概念，如生态廊道、绿色通道、生境网络、环境廊道、生态网络，以及框架景观、生态结构等（Ahern, 1995; Cook, E. and Lier, 1994），与之都有一定的联系（表1）。
表1 生态基础设施相关概念辨析（Jack Ahern，1995）
Table 1 Related concepts about ecological infrastructure
近年来，EI概念的含义在日益拓展。包括生态系统管理与生态学、景观生态学、生态经济学、生物保护学、生态工程学等多方面研究都对之进行了探讨。同时EI概念对土地利用规划、区域与城市规划和景观规划都产生了影响。可以认为，EI概念体现了一种跨学科的思考。就其内涵而言，EI的概念无论对于生物栖息地系统，还是人类的城市栖息地系统，都包含有对该系统及栖居者的长久生存和发展具有基础性支持功能的自然生态系统及其自然服务的含义。EI概念不光提供一种新的视角，也蕴涵着新的规划方法论。中国当前面临高强度的城市化进程，人地关系日趋紧张，国土及城乡生态安全面临挑战，建设具前瞻性的EI具有重要的战略意义，而充分理解这一概念的内涵及其发展是重要的前提。
2 国内外理论研究综述
2.1 基于生物保护的EI概念与研究
表1中多个概念都立足于生物保护研究。这些概念都与景观生态学、岛屿生物地理学理论和复合种群（Metapopulation）理论的发展关系密切。斑块—廊道—基质格局成为解释景观结构的基本模式。自60年代末起，生态廊道被认为可以促进植物和动物在多个栖息地之间的移动，从而减小由栖息地的丧失和破碎化所导致的物种灭绝现象，生态廊道由此成为保护生物多样性的常用措施（Hess, Fischer, 2001）。而不可替代景观格局和“集聚间有离析”的最优景观格局（Forman, 1995），以及景观安全格局（Yu, 1995, 1996；俞孔坚1998, 1999；俞孔坚，黄刚等，2005）等理论和模式都是对建构EI的方法的探索。景观安全格局理论认为景观中一些局部、点和空间关系对控制景观水平过程，如生物运动、洪水、城市扩张、游憩过程起着关键性的作用，它们构成景观安全格局（Security Pattern, SP），多种过程的景观安全格局的整合，是现有的或是潜在的生态基础设施。SP组分包括了源（Source）、缓冲区（Buffer Zone）、源间联接（Inter-source linkage）、辐射道（Radiating routes）和战略点（Strategic point）。
从方法角度，Selm（1988）从生物栖息地网络出发对EI的研究被是较早针对景观连续性并运用过程的方法来分析景观格局的探索。而荷兰农业、自然管理和渔业部1990年提出的自然政策规划研究也采用了过程导向的方法来建立EI，同时还提出了两个重要的思路：EI的层次性，即地方尺度作为一种设计工具，区域尺度作为战略性生态联系；“文化的生态网络”，即使自然成为地方社区的日常生活的一部分。这表明EI研究开始走向建立为人服务的生态网络的阶段。
从尺度来讲，克服单个、孤立自然保护区的不足，建立整个区域乃至大陆范围内的生态网络，正日益被越来越多的区域和地方政府接受（Jongman, 1995）。1995欧洲年提出了泛欧洲生物和景观多样性战略，计划建立跨欧洲的生物保护网络（Sanderson and Harris, 2000）。因此，多尺度和多层次性成为EI及一些相近概念的重要特征。美国环保署第四区于2001年完成了美国东南生态框架计划，鉴别和保护美国东南部生态最为重要的区域，并建立绿地基础设施网络，以及研究保持其在不同尺度上的连续性的方式。这都体现了生物保护从以物种为中心走向以生态系统为中心的途径的转变，也强调了建立整体EI的重要性。
2.2 生态系统服务思想的重要影响
在俞孔坚等人关于EI的定义中，一个很重要的方面是将生态系统服务（Ecosystem services）思想与生态“基础性”价值和生态结构（ecological structure）相结合，这使生态基础设施概念更趋清晰，也促成了其理论体系的逐步完善（俞孔坚，李迪华，2002，2003，2004）。
生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，是生态经济学研究的核心。Constanza（1995）等把这些服务归纳为17类，Daily（1997）将其归纳为15类。综合起来，主要包括生态系统的产品生产、生物多样性的产生和维持、气候气象的调和稳定、旱涝灾害的减缓、土壤的保持及其肥力的更新、空气和水的净化、废弃物的解毒与分解、物质循环的保持、农作物和自然植被的授粉及其种子的传播、病虫害爆发的控制、人类文化的发育与演化、人类感官心理和精神的益处等方面。生态经济学研究主要试图强调这些服务在当前经济平衡体系中的价值，以及人类经济系统相对于整个生态系统的“生态足迹”（Ecological Footprint）。而EI在这里不仅指能够提供这些服务的生态系统和结构，还强调了其在当前生态环境背景下的稀缺性（World Resources 1998–99；Environment News, 2003）。
另一方面，源自1970年代的MAB计划，国内外生态城市研究也对生态服务与生命支持系统进行了深入的研究，包括指出了生物区、腹地与城市的关系（Richard，2002）；王如松（2000）认为城市生态系统的生存与发展取决于其生命支持系统的活力；城镇生命支持系统生态学（Life support system ecology）也应运而生，其研究包括了城镇发展的区域生命支持系统的网络关联、景观格局、风水过程、生态秩序、生态基础设施以及生态服务功能等（陈勇，1998）。
生态经济学的研究对于生态学乃至人类的可持续发展观念都有着革命性的启示。因为这是人们能够开始从资本和价值的角度衡量我们的生存前景。EI概念恰恰就在抽象的生态系统服务与景观要素之间建立起一座桥梁，人们可以通过可实施的规划途径来保障和维护对人类生存至关重要的生态系统及其服务。因而生态系统服务成为EI概念的核心功能（俞孔坚，李迪华，2002，2003）。
2.3 生态化的人工基础设施研究
EI的另一种理解是“生态化的工程基础设施”。在人类的生存环境中，各种基础设施对社会、经济的运行和发展都起到了极为重要的作用。一般狭义的基础设施只包括人工物质基础设施。有人把人类的各种基础设施划分为人工物质基础设施（Man-made physical）、自然基础设施（Natural）和社会基础设施（Social）三类（Flink, 1997），而人类的各种基础设施是与不同时代的社会发展需求紧密联系的（Williamson, 2003），进入到21世纪，城市蔓延、全球化、可持续发展成为了时代的主题或需求，因此绿色（生态）基础设施应当成为解决目前问题并且保障未来发展的关键。对于当前工程化基础设施日益交织成网，对自然系统和生态过程带来多方面影响的现实，许多研究者试图寻找能够平衡和补偿这些工程基础设施带来的生态破坏和退化的途径。有学者强调基础设施生态学（Infrastructural Ecology）作为在基础设施工程规划、设计和实施阶段改善和协调多种生态功能的框架，基本内容包括尊重生态格局与过程的连续性，采取生态工程技术来降低工程建设所带来的胁迫和干扰（Bohemen, 1998; Seiler and Eriksson, 1995）。这些都表明人们开始重视通过人工基础设施的生态化改造来恢复受到破坏的生态系统服务功能。
目前，欧美许多城市都在积极倡导此类计划。主要集中在用生态化手段来改造或替代道路工程、不透水地面、废物处理系统以及洪涝灾害治理等问题。
2.4 绿地系统与开放空间的研究发展
自十九世纪以来，为解决城市环境问题，公园绿地一直作为一种重要的城市基础设施。尤其是波士顿“蓝宝石项链”等实践更体现了可贵的前瞻性规划思想。开放空间的概念是对绿地系统的拓展。如1877年的英国制定的《大都市开放空间法》及1906年修编的《开放空间法》使城市不仅仅局限于建成区内的绿地系统，而是走向整个区域来管理和控制开放空间。近年来在北美十分热门的绿道思想日益被作为保护城市生态结构、功能，构建城市生态网络和城市开放空间规划的核心（Turner, 1996; Fabos, 2004），这些概念之间有着内在的联系。从美国地方政府上个世纪八十年代以来的土地保护策略的演变过程（表2）可以看出，公园绿地的设计目标从“休闲”设计与风景宜人性，逐渐向森林与农田保护、城市生物保护等方向发展，近来开始关注区域和州生态系统保护及增长管理。不少学者都因此采用绿地基础设施（Green Infrastructure, GI）的概念作为一种新的开放空间规划和土地保护策略来看待（Williamson, 2003; Schneekloth, 2003; Randolph, 2004）。这里绿地基础设施表示连续的绿地空间网络，实际上与MAB的生态支持系统及生态网络的概念趋于一致。如Schneekloth（2003）认为城市“绿地基础设施”由城市中可以发挥调节空气质量、水质、微气候以及管理能量资源等作用的自然及人工系统和元素组成，本质上是指城市系统所依赖的生态基础部分。有学者从土地利用的角度认为绿地基础设施是相互联系的绿地空间网络，可以保护自然生态系统的价值及功能，为人类提供多方面的效益（Randolph, 2004）。这一认识开始得到官方的认可。美国可持续发展总统委员会在其1999的报告《走向一个可持续的美国——致力于二十一世纪的财富、机遇和健康环境》中明确了将绿色基础设施作为达到可持续发展目标的几项关键战略之一，并将其意义提升到了“国家的自然生命支持系统——一个由保护土地和水系相互联系组成的网络，支持当地物种，保持自然生态过程，维持空气和水资源，并且致力于改善社区和居民的健康及生活质量”的高度（Williamson, 2003）。
表2：美国地方政府的土地保护策略演变（Randolph，2004）
Table 2 Change of land protection policies of American local goverment
具体的规划方法和导则对于保证EI的实施极为重要。在州乃至更大的尺度上，关键是要制定连续、系统的整体保护战略和多层次格局。马里兰州的绿图计划（Maryland's GreenPrint program）被认为近来最好的绿地基础设施规划（Randolph, 2004）。该项计划始于2001年，其首要目标是“保护最为重要的、相互联系的，对当地的乡土植物、野生动物的长久生存以及以清洁的环境和丰富的自然资源为基础的产业发的展具有至关重要作用的自然网络。”该规划建立了从整个州到各县的不同层次的规划图纸和实施导则。
在较小的社区尺度上，美国东克莱顿社区概念规划中针对建筑地块、街道及公共和自然区域制定了详细的EI效能标准与导则，涉及了采取最佳透水性措施、城市森林和土壤保持等方面的内容。绿道计划由于将公共与自然空间和多功能的居住社区联系起来，并提供了机动交通之外的出行方案和休闲娱乐功能，因而成为EI的关键内容，而且与更大的绿道系统建立了联系。
2.5 关于规划方法与城市发展的探讨
EI概念对规划方法产生了多方面的影响。美国学者认为城市的无序蔓延和对生态环境的破坏是因为将土地的潜在经济价值置于生态过程之前所致，强调应将EI的价值和服务功能与土地利用决策相结合，因此他提出了EI优先的思想（Honachefsky, 1999），主要包括：
（1）重新恢复总体规划的核心地位，不应过分依靠区划（Zoning）来确定城市的土地利用和开发；
（2）在城市总体规划当中，应将EI置于先行考虑的地位，在此基础上制定土地利用和开发规划；
（3）对环境状况进行长期的科学监测，建立适合当地的生态指标，从而对自然资源的健康予以评估和监控；
（4）采用地理信息系统（GIS）来辅助规划决策；
（5）将各个方面的利益主体和人员纳入土地利用决策当中来，尤其对何种环境应该受到保护予以协商。
同时，EI（或GI）思想的启发意义还体现在强调从单纯强调“保护” 开始走向利用EI来引导城市的开发，从而实现“EI导向的城市发展”途径。如基于GI概念的土地利用与保护基本原则（Benedict and McMahon, 2002）：
（1）提供一个保护与开发并重的框架；
（2）强调应在开发之前设计和规划绿地基础设施；
（3）提供保护性的网络，而不是孤岛式的公园，因而连接性是最关键的原则；
（4）应该跨越从邻里到区域的多个权限与尺度来规划绿色基础设施的功能；
（5）绿色基础设施应建立在可靠的科学和土地利用规划理论及实践上；
（6）由于对于人类和生态系统的生存质量举足轻重，绿地基础设施应作为一种重要的公共性投资；
（7）应在绿地基础设施规划和设计中考虑多利益主体的需求；
（8）强调绿地基础设施的效益应为人与自然所共享。
这里表明，开发本身并不是一个难题，真正的难题是开发模式，关键是要在适当的地方进行适当的高质量开发。如果保证了生态系统的健康，应该能够实现促进开发的双赢局面。为城市发展设定边界并要求开发活动应在此边界内进行。因而“精明的增长与精明的保护”的框架成了一个具有积极意义的构想。它强调不是将土地保护与发展孤立或对立起来，而是充分考虑土地开发、城市增长以及市政基础设施规划的需求。因此，不同于传统的开放空间规划途径，GI途径被认为是先见性而非反应性，系统性而非偶然性，整体的而非零碎的，多权限而非单一权限，多功能而非单一目标，多尺度而非单一尺度（Benedict and McMahon, 2002）。
国内俞孔坚，李迪华等(2002, 2003, 2004, 2005)针对中国的快速城市化问题和国土生态安全，从概念到方法及实施途径等方面系统地提出了城市生态基础设施战略，其主要特点包括：
强调EI生态系统服务功能，和作为解决城市多种问题的综合途径：EI的核心功能是为城市及其居民提供持续的自然服务，同时，把EI是解决城市多种问题的综合途径，包括维护土地生态过程的完整性和维护地域自然和文化景观的真实性和完整性，并将乡土文化景观和文化遗产的保护，纳入到EI体系中来,从而使EI具有生态保护、遗产保护和游憩等多种功能。
强调空间格局与景观战略。提出景观安全格局方法是规划城市EI的技术途径。不同尺度和不同安全水平上的景观安全格局是构建EI施核心。在此基础上提出具有普遍意义的十一大景观战略，是EI理论与城市规划和设计实践之间的便捷桥梁，并已作为国家建设部的《建设事业技术政策纲要》的依据（俞孔坚，李迪华，2004）。
通过“反规划”途径建立城市EI。强调EI永远为城市所必须，需要恒常不变，因此需要逆向思维的城市规划方法论，即应在城市和区域规划中首先设计城市与区域EI，形成高效地维护城市居民生态服务质量、维护土地生态过程安全的景观格局。
除此之外，国内也频见类似EI的概念及思想方法的探讨。如探讨城市森林生态网络、湿地等作为城市EI的重要组成部分。一些地市，如南京、广州，也在城市发展策略中提出了类似的概念，都为开展EI研究提供有益的借鉴。
3 结论与讨论
EI概念理论方法的研究无疑是一个新的领域。即便在欧洲和北美洲，这一概念仍然和其他思想发生着频繁的交叉，也不断出现与之关联的新思想、新理念。但可以看出，这种思想是经过了西方数百年工业化和城市化发展后，对于人地关系的客观发展态势和规划的主观意识走向的深入思考。我国的人情、地情以及主观意识较之十分不同，但却正在面临着更为严峻的人地关系危机的现实。因此，EI概念的探讨绝非追随时髦概念和照搬国外理论，恰恰在于为中国人地关系危机所迫。EI理念对于重新审视中国国土与区域规划、土地利用规划、城市总体规划和绿地系统规划提供了重要借鉴。
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[作者简介]
刘海龙，北京大学景观设计学研究院博士
李迪华，北京大学景观设计学研究院讲师
韩西丽，博士，北京大学景观设计学研究院研究人员
生态基础设施（Ecological Infrastructure, EI）本质上讲是城市的可持续发展所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务(Natures Services)的基础，这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、游憩、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、林业及农业系统、自然保护地系统，并进一步可以扩展到以自然为背景的文化遗产网络（俞孔坚，李迪华，2002，2003，2004；俞孔坚 李迪华 李 伟，2004）。关于EI的上述理解，是建立在国内外近10多年的研究基础上的。
生态基础设施一词最早见于联合国教科文组织的“人与生物圈计划”（MAB）。在其1984年的报告中提出了生态城市规划的五项原则：（1）生态保护战略；（2）生态基础设施；（3）居民生活标准；（4）文化历史的保护；（5）将自然引入城市。MAB的研究推动了生态城市研究在全球内的进展，其五项原则也奠定了后来生态城市理论发展的基础。这里生态基础设施主要指自然景观和腹地对城市的持久支持能力。
不久，有学者就用EI概念表示栖息地网络的设计（Mander, Jagonaegi, et al, 1988; Selm, 1988）。1990年，荷兰农业、自然管理和渔业部的自然政策规划也提出了全国尺度上的EI概念（Ahern, 1995）。这些都是从生物和环境资源的保护与利用角度提出的。其它一些概念，如生态廊道、绿色通道、生境网络、环境廊道、生态网络，以及框架景观、生态结构等（Ahern, 1995; Cook, E. and Lier, 1994），与之都有一定的联系（表1）。
表1 生态基础设施相关概念辨析（Jack Ahern，1995）
Table 1 Related concepts about ecological infrastructure
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概念
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概念应用地区
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功能
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尺度
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空间基础
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来源及实例
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生物
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文化
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多功能
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大洲
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区域
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物质
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生物
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文化
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生态网络（Ecological Networks）
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欧洲
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荷兰北布拉班特省（North Brabant）物质空间规划
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生境网络（Habitat Networks）
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欧洲
美洲 |
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√
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√
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√
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Noss and Harris, 1986
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生态基础设施（Ecological Infrastructure）
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欧洲
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√
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√
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√
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√
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√
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√
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荷兰自然政策规划（Nature Policy Plan），1990
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绿色通道（Greenway）
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美洲
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√
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√
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√
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√
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√
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Charles Little,1990；Smith & Hellumnd, 1993
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野生生物廊道（Wildlife Corridors）
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美洲
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√
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√
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√
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Smith & Hellumnd, 1993；Quabbin to Wachusent
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滨水缓冲区（Riparian Buffers）
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欧洲
美洲 |
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√
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√
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√
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Binford & Buchenau, 1993
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生态廊道（Ecological Corridors）
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美洲
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√
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Phil Lewis,1994
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环境廊道（Environmental Corridors）
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美洲
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√
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Phil Lewis,1994；美国威斯康星州
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绿带（Greenbelts）
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欧洲
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英国伦敦；加拿大渥太华
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景观连接体（Landscape Linkages）
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美洲
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√
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√
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√
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Harris & Gallagher 1989，美国佛罗里达州
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近年来，EI概念的含义在日益拓展。包括生态系统管理与生态学、景观生态学、生态经济学、生物保护学、生态工程学等多方面研究都对之进行了探讨。同时EI概念对土地利用规划、区域与城市规划和景观规划都产生了影响。可以认为，EI概念体现了一种跨学科的思考。就其内涵而言，EI的概念无论对于生物栖息地系统，还是人类的城市栖息地系统，都包含有对该系统及栖居者的长久生存和发展具有基础性支持功能的自然生态系统及其自然服务的含义。EI概念不光提供一种新的视角，也蕴涵着新的规划方法论。中国当前面临高强度的城市化进程，人地关系日趋紧张，国土及城乡生态安全面临挑战，建设具前瞻性的EI具有重要的战略意义，而充分理解这一概念的内涵及其发展是重要的前提。
2 国内外理论研究综述
2.1 基于生物保护的EI概念与研究
表1中多个概念都立足于生物保护研究。这些概念都与景观生态学、岛屿生物地理学理论和复合种群（Metapopulation）理论的发展关系密切。斑块—廊道—基质格局成为解释景观结构的基本模式。自60年代末起，生态廊道被认为可以促进植物和动物在多个栖息地之间的移动，从而减小由栖息地的丧失和破碎化所导致的物种灭绝现象，生态廊道由此成为保护生物多样性的常用措施（Hess, Fischer, 2001）。而不可替代景观格局和“集聚间有离析”的最优景观格局（Forman, 1995），以及景观安全格局（Yu, 1995, 1996；俞孔坚1998, 1999；俞孔坚，黄刚等，2005）等理论和模式都是对建构EI的方法的探索。景观安全格局理论认为景观中一些局部、点和空间关系对控制景观水平过程，如生物运动、洪水、城市扩张、游憩过程起着关键性的作用，它们构成景观安全格局（Security Pattern, SP），多种过程的景观安全格局的整合，是现有的或是潜在的生态基础设施。SP组分包括了源（Source）、缓冲区（Buffer Zone）、源间联接（Inter-source linkage）、辐射道（Radiating routes）和战略点（Strategic point）。
从方法角度，Selm（1988）从生物栖息地网络出发对EI的研究被是较早针对景观连续性并运用过程的方法来分析景观格局的探索。而荷兰农业、自然管理和渔业部1990年提出的自然政策规划研究也采用了过程导向的方法来建立EI，同时还提出了两个重要的思路：EI的层次性，即地方尺度作为一种设计工具，区域尺度作为战略性生态联系；“文化的生态网络”，即使自然成为地方社区的日常生活的一部分。这表明EI研究开始走向建立为人服务的生态网络的阶段。
从尺度来讲，克服单个、孤立自然保护区的不足，建立整个区域乃至大陆范围内的生态网络，正日益被越来越多的区域和地方政府接受（Jongman, 1995）。1995欧洲年提出了泛欧洲生物和景观多样性战略，计划建立跨欧洲的生物保护网络（Sanderson and Harris, 2000）。因此，多尺度和多层次性成为EI及一些相近概念的重要特征。美国环保署第四区于2001年完成了美国东南生态框架计划，鉴别和保护美国东南部生态最为重要的区域，并建立绿地基础设施网络，以及研究保持其在不同尺度上的连续性的方式。这都体现了生物保护从以物种为中心走向以生态系统为中心的途径的转变，也强调了建立整体EI的重要性。
2.2 生态系统服务思想的重要影响
在俞孔坚等人关于EI的定义中，一个很重要的方面是将生态系统服务（Ecosystem services）思想与生态“基础性”价值和生态结构（ecological structure）相结合，这使生态基础设施概念更趋清晰，也促成了其理论体系的逐步完善（俞孔坚，李迪华，2002，2003，2004）。
生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，是生态经济学研究的核心。Constanza（1995）等把这些服务归纳为17类，Daily（1997）将其归纳为15类。综合起来，主要包括生态系统的产品生产、生物多样性的产生和维持、气候气象的调和稳定、旱涝灾害的减缓、土壤的保持及其肥力的更新、空气和水的净化、废弃物的解毒与分解、物质循环的保持、农作物和自然植被的授粉及其种子的传播、病虫害爆发的控制、人类文化的发育与演化、人类感官心理和精神的益处等方面。生态经济学研究主要试图强调这些服务在当前经济平衡体系中的价值，以及人类经济系统相对于整个生态系统的“生态足迹”（Ecological Footprint）。而EI在这里不仅指能够提供这些服务的生态系统和结构，还强调了其在当前生态环境背景下的稀缺性（World Resources 1998–99；Environment News, 2003）。
另一方面，源自1970年代的MAB计划，国内外生态城市研究也对生态服务与生命支持系统进行了深入的研究，包括指出了生物区、腹地与城市的关系（Richard，2002）；王如松（2000）认为城市生态系统的生存与发展取决于其生命支持系统的活力；城镇生命支持系统生态学（Life support system ecology）也应运而生，其研究包括了城镇发展的区域生命支持系统的网络关联、景观格局、风水过程、生态秩序、生态基础设施以及生态服务功能等（陈勇，1998）。
生态经济学的研究对于生态学乃至人类的可持续发展观念都有着革命性的启示。因为这是人们能够开始从资本和价值的角度衡量我们的生存前景。EI概念恰恰就在抽象的生态系统服务与景观要素之间建立起一座桥梁，人们可以通过可实施的规划途径来保障和维护对人类生存至关重要的生态系统及其服务。因而生态系统服务成为EI概念的核心功能（俞孔坚，李迪华，2002，2003）。
2.3 生态化的人工基础设施研究
EI的另一种理解是“生态化的工程基础设施”。在人类的生存环境中，各种基础设施对社会、经济的运行和发展都起到了极为重要的作用。一般狭义的基础设施只包括人工物质基础设施。有人把人类的各种基础设施划分为人工物质基础设施（Man-made physical）、自然基础设施（Natural）和社会基础设施（Social）三类（Flink, 1997），而人类的各种基础设施是与不同时代的社会发展需求紧密联系的（Williamson, 2003），进入到21世纪，城市蔓延、全球化、可持续发展成为了时代的主题或需求，因此绿色（生态）基础设施应当成为解决目前问题并且保障未来发展的关键。对于当前工程化基础设施日益交织成网，对自然系统和生态过程带来多方面影响的现实，许多研究者试图寻找能够平衡和补偿这些工程基础设施带来的生态破坏和退化的途径。有学者强调基础设施生态学（Infrastructural Ecology）作为在基础设施工程规划、设计和实施阶段改善和协调多种生态功能的框架，基本内容包括尊重生态格局与过程的连续性，采取生态工程技术来降低工程建设所带来的胁迫和干扰（Bohemen, 1998; Seiler and Eriksson, 1995）。这些都表明人们开始重视通过人工基础设施的生态化改造来恢复受到破坏的生态系统服务功能。
目前，欧美许多城市都在积极倡导此类计划。主要集中在用生态化手段来改造或替代道路工程、不透水地面、废物处理系统以及洪涝灾害治理等问题。
2.4 绿地系统与开放空间的研究发展
自十九世纪以来，为解决城市环境问题，公园绿地一直作为一种重要的城市基础设施。尤其是波士顿“蓝宝石项链”等实践更体现了可贵的前瞻性规划思想。开放空间的概念是对绿地系统的拓展。如1877年的英国制定的《大都市开放空间法》及1906年修编的《开放空间法》使城市不仅仅局限于建成区内的绿地系统，而是走向整个区域来管理和控制开放空间。近年来在北美十分热门的绿道思想日益被作为保护城市生态结构、功能，构建城市生态网络和城市开放空间规划的核心（Turner, 1996; Fabos, 2004），这些概念之间有着内在的联系。从美国地方政府上个世纪八十年代以来的土地保护策略的演变过程（表2）可以看出，公园绿地的设计目标从“休闲”设计与风景宜人性，逐渐向森林与农田保护、城市生物保护等方向发展，近来开始关注区域和州生态系统保护及增长管理。不少学者都因此采用绿地基础设施（Green Infrastructure, GI）的概念作为一种新的开放空间规划和土地保护策略来看待（Williamson, 2003; Schneekloth, 2003; Randolph, 2004）。这里绿地基础设施表示连续的绿地空间网络，实际上与MAB的生态支持系统及生态网络的概念趋于一致。如Schneekloth（2003）认为城市“绿地基础设施”由城市中可以发挥调节空气质量、水质、微气候以及管理能量资源等作用的自然及人工系统和元素组成，本质上是指城市系统所依赖的生态基础部分。有学者从土地利用的角度认为绿地基础设施是相互联系的绿地空间网络，可以保护自然生态系统的价值及功能，为人类提供多方面的效益（Randolph, 2004）。这一认识开始得到官方的认可。美国可持续发展总统委员会在其1999的报告《走向一个可持续的美国——致力于二十一世纪的财富、机遇和健康环境》中明确了将绿色基础设施作为达到可持续发展目标的几项关键战略之一，并将其意义提升到了“国家的自然生命支持系统——一个由保护土地和水系相互联系组成的网络，支持当地物种，保持自然生态过程，维持空气和水资源，并且致力于改善社区和居民的健康及生活质量”的高度（Williamson, 2003）。
表2：美国地方政府的土地保护策略演变（Randolph，2004）
Table 2 Change of land protection policies of American local goverment
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时期
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类型
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保护途径
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首要目标
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1980以前
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公园和休闲规划
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土地取得；公园规划和管理
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主动的休闲活动、风景宜人性
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1980年代
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开放空间规划
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土地取得、地役权；公园规划和管理
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主动的休闲活动、风景宜人性；农田保护、城市森林
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1990年代
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绿色通道和开放空间规划
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土地取得、地役权、洪泛平原区划；公园和绿色通道规划和管理
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主动和被动的休闲活动、风景宜人性、农田保护、城市森林、城市生物保护
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2000年之后
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绿地（生态）基础设施
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土地取得、地役权、洪泛平原管理、精明增长管理途径、保护土地开发、土地所有者权利、土地基金
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划分核心区域，建立连接，用于主动与被动的休闲活动、风景宜人性、农田保护、城市森林、城市生物、区域和州生态系统、保护及增长管理的整合
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具体的规划方法和导则对于保证EI的实施极为重要。在州乃至更大的尺度上，关键是要制定连续、系统的整体保护战略和多层次格局。马里兰州的绿图计划（Maryland's GreenPrint program）被认为近来最好的绿地基础设施规划（Randolph, 2004）。该项计划始于2001年，其首要目标是“保护最为重要的、相互联系的，对当地的乡土植物、野生动物的长久生存以及以清洁的环境和丰富的自然资源为基础的产业发的展具有至关重要作用的自然网络。”该规划建立了从整个州到各县的不同层次的规划图纸和实施导则。
在较小的社区尺度上，美国东克莱顿社区概念规划中针对建筑地块、街道及公共和自然区域制定了详细的EI效能标准与导则，涉及了采取最佳透水性措施、城市森林和土壤保持等方面的内容。绿道计划由于将公共与自然空间和多功能的居住社区联系起来，并提供了机动交通之外的出行方案和休闲娱乐功能，因而成为EI的关键内容，而且与更大的绿道系统建立了联系。
2.5 关于规划方法与城市发展的探讨
EI概念对规划方法产生了多方面的影响。美国学者认为城市的无序蔓延和对生态环境的破坏是因为将土地的潜在经济价值置于生态过程之前所致，强调应将EI的价值和服务功能与土地利用决策相结合，因此他提出了EI优先的思想（Honachefsky, 1999），主要包括：
（1）重新恢复总体规划的核心地位，不应过分依靠区划（Zoning）来确定城市的土地利用和开发；
（2）在城市总体规划当中，应将EI置于先行考虑的地位，在此基础上制定土地利用和开发规划；
（3）对环境状况进行长期的科学监测，建立适合当地的生态指标，从而对自然资源的健康予以评估和监控；
（4）采用地理信息系统（GIS）来辅助规划决策；
（5）将各个方面的利益主体和人员纳入土地利用决策当中来，尤其对何种环境应该受到保护予以协商。
同时，EI（或GI）思想的启发意义还体现在强调从单纯强调“保护” 开始走向利用EI来引导城市的开发，从而实现“EI导向的城市发展”途径。如基于GI概念的土地利用与保护基本原则（Benedict and McMahon, 2002）：
（1）提供一个保护与开发并重的框架；
（2）强调应在开发之前设计和规划绿地基础设施；
（3）提供保护性的网络，而不是孤岛式的公园，因而连接性是最关键的原则；
（4）应该跨越从邻里到区域的多个权限与尺度来规划绿色基础设施的功能；
（5）绿色基础设施应建立在可靠的科学和土地利用规划理论及实践上；
（6）由于对于人类和生态系统的生存质量举足轻重，绿地基础设施应作为一种重要的公共性投资；
（7）应在绿地基础设施规划和设计中考虑多利益主体的需求；
（8）强调绿地基础设施的效益应为人与自然所共享。
这里表明，开发本身并不是一个难题，真正的难题是开发模式，关键是要在适当的地方进行适当的高质量开发。如果保证了生态系统的健康，应该能够实现促进开发的双赢局面。为城市发展设定边界并要求开发活动应在此边界内进行。因而“精明的增长与精明的保护”的框架成了一个具有积极意义的构想。它强调不是将土地保护与发展孤立或对立起来，而是充分考虑土地开发、城市增长以及市政基础设施规划的需求。因此，不同于传统的开放空间规划途径，GI途径被认为是先见性而非反应性，系统性而非偶然性，整体的而非零碎的，多权限而非单一权限，多功能而非单一目标，多尺度而非单一尺度（Benedict and McMahon, 2002）。
国内俞孔坚，李迪华等(2002, 2003, 2004, 2005)针对中国的快速城市化问题和国土生态安全，从概念到方法及实施途径等方面系统地提出了城市生态基础设施战略，其主要特点包括：
强调EI生态系统服务功能，和作为解决城市多种问题的综合途径：EI的核心功能是为城市及其居民提供持续的自然服务，同时，把EI是解决城市多种问题的综合途径，包括维护土地生态过程的完整性和维护地域自然和文化景观的真实性和完整性，并将乡土文化景观和文化遗产的保护，纳入到EI体系中来,从而使EI具有生态保护、遗产保护和游憩等多种功能。
强调空间格局与景观战略。提出景观安全格局方法是规划城市EI的技术途径。不同尺度和不同安全水平上的景观安全格局是构建EI施核心。在此基础上提出具有普遍意义的十一大景观战略，是EI理论与城市规划和设计实践之间的便捷桥梁，并已作为国家建设部的《建设事业技术政策纲要》的依据（俞孔坚，李迪华，2004）。
通过“反规划”途径建立城市EI。强调EI永远为城市所必须，需要恒常不变，因此需要逆向思维的城市规划方法论，即应在城市和区域规划中首先设计城市与区域EI，形成高效地维护城市居民生态服务质量、维护土地生态过程安全的景观格局。
除此之外，国内也频见类似EI的概念及思想方法的探讨。如探讨城市森林生态网络、湿地等作为城市EI的重要组成部分。一些地市，如南京、广州，也在城市发展策略中提出了类似的概念，都为开展EI研究提供有益的借鉴。
3 结论与讨论
EI概念理论方法的研究无疑是一个新的领域。即便在欧洲和北美洲，这一概念仍然和其他思想发生着频繁的交叉，也不断出现与之关联的新思想、新理念。但可以看出，这种思想是经过了西方数百年工业化和城市化发展后，对于人地关系的客观发展态势和规划的主观意识走向的深入思考。我国的人情、地情以及主观意识较之十分不同，但却正在面临着更为严峻的人地关系危机的现实。因此，EI概念的探讨绝非追随时髦概念和照搬国外理论，恰恰在于为中国人地关系危机所迫。EI理念对于重新审视中国国土与区域规划、土地利用规划、城市总体规划和绿地系统规划提供了重要借鉴。
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[作者简介]
刘海龙，北京大学景观设计学研究院博士
李迪华，北京大学景观设计学研究院讲师
韩西丽，博士，北京大学景观设计学研究院研究人员
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