丁金华

纪 然

生态系统服务是指由生态系统和生态过程共同作用所形成的生态服务，是人类赖以生存的自然环境条件，也是维持人类生存和支持地球生命系统的物质基础[1][2]221。苏南水网乡村地区以水为依，水生态系统对于其生态环境起到了至关重要的作用。随着乡村的建设和人类需求的变化，水生态系统服务的供需关系逐渐失衡，无法适应当前的乡村需求。因此，苏南水网乡村地区应以水生态系统服务供需关系为基础，进行适应于当前乡村生态需求的规划。

生态系统服务供需视角下的适应性规划一直是研究热点。在研究领域上，国外主要集中在基于单个生态系统服务或单一供给能力的基础上的土地利用规划[2]220[3]34[4-5]，国内则主要侧重于生态旅游[4]及模型构建[4-7]；在研究对象上，国内外大多集中于国家[2]221[3]35[4]、流域[3]35[4-5]、城市[6-8]等大尺度研究，较少有关于乡村的研究；在供需关系研究上，国内外研究起步均较晚，目前主要集中在供给与需求的概念评析[4-7]、供需能力的评估方法[5-9]，以及供需能力的现状分析等[6-11]方面。但是较多的还是单一能力的评析，鲜少有基于二者关系的空间规划研究。综上所述，现有研究主要集中在生态系统服务单一能力的研究上，对生态系统服务供需视角的空间相关性研究较少，研究对象以城市居多，乡村方面的研究相对匮乏。因此本文提出基于生态系统服务供需视角来探究苏南水网乡村的适应性规划策略。

苏南乡村具有典型的乡村水网空间特征，水系交错、河塘众多，形成了稳定安全的水域生态格局和高效的水生态系统服务。随着城镇化扩张和居民流动，苏南水网乡村地区的生态系统受到冲击，导致水生态系统服务流中断，降低了水生态系统服务能力。而人类需求的日益增加，又加重了水生态系统供需的矛盾和失衡，致使当前的水乡规划与其生态服务供需已不相适应。

因此，应当结合供需空间分析，从供需关系的角度分析现有规划的问题，有针对性地提出适应于当前苏南乡村供需平衡目标的规划策略，以达到苏南水网乡村可持续发展的生态需求。

1 水网乡村水生态系统服务的供需关系

1.1 水生态系统服务供需的概念内涵

水生态系统服务供给是指在特定的时间和空间范围内的生物物理属性、生态功能和社会环境特性等多种因素影响下，水生态系统提供的现有的自然资源与服务[2]220。其可获用性是提供水生态系统服务的先决条件。

对水生态系统服务的需求是人类从水生态系统中受益的必要条件。目前针对其需求的定义尚未统一，大多数学者认为水生态系统服务需求的概念因服务类型而异[10]。苏南水网乡村地区是城镇化发展的先行区，也是典型的自然生态系统与人类社会系统共同作用的复杂系统，人类社会系统作为其主要需求方，决定了基于人类自身发展需求所需要的水生态系统服务将作为其需求服务的评估依据。

1.2 水生态系统服务供需的尺度关系

水生态系统服务的供需匹配是其服务和需求在不同尺度上的匹配，包括数量尺度和时空尺度[12-14]。水生态系统是其水域空间的供给方，人类社会系统则是需求方(图1)。在其供应主体与需求主体之间，服务的流动路径上会出现许多障碍(自然障碍、社会障碍)，因而产生时空差异。在数量关系上，其供应与需求量由于人文、历史、自然等因素会产生一定的数量差异，时空尺度和数量关系差异的共同作用，造成了其供需的不匹配，呈现出不同的供需情景[10-16]。

图1 供需关系

2 供需视角下的水网乡村适应性规划研究技术路线

2.1 水生态系统服务供需效能评估

为了评估水生态系统服务供需能力，本文采用基于实地调研和问卷调查的评估体系，包括确定水生态系统的核心服务、空间数据的走访收集、指标权重的确立，以及数据可视化空间表达4个步骤。

2.2 基于评估结果的空间图示化分析

本文主要采用的是样条函数的空间制图方法，能将问卷数据拟合成平滑的曲线表现在空间图示上，且反映一定的聚集情况。

2.3 供需关系矩阵分析

将计算所得的水生态系统服务供需效能分值转化为5分制，其供需水平与分值呈正相关，并形成水生态系统服务的供需关系矩阵[6-8]。

2.4 规划流程

本文以水生态系统服务供需效能评估和供需情景分析为基础，以水生态系统服务供需视角为切入点进行水网乡村适应性规划(图2)。

图2 规划流程

3 张鸭荡片区水生态系统服务供需关系分析

3.1 研究区概况

本文所选的研究区域是吴江区的张鸭荡片区，属于太湖平原地区，总面积45km2。研究区域包括张鸭荡、长畸荡等湖荡水域，水系类型丰富，具有研究的典型性(表1)。

3.2 指标的选取及权重的确定

基于文献的爬梳及对已有研究的分析，结合实地调研情况，提取出水网乡村八大维度的水生态系统服务功能，解读水网乡村的传统空间形态，完成指标因子的转译，获得相应的指标因子[10-13]。转译结果如表2所示。

利用AHP法确定各指标权重，借助YAAHP分析软件构建结构模型，并对因子进行分组。将12位专家的意见导入专家数据库，以获得对每个因子的相对重要性判断，并将判断值形成判断矩阵。最后，基于所获得的矩阵，使用层次单排序和层次总排序得到各准则层及指标层的权重。

3.3 张鸭荡片区水生态系统服务供需效能匹配分析

3.3.1 水生态系统服务供需效能评估结果

在获得指标和对应权重的基础上，通过对实地调研及高清遥感影像数据的分析获得基础数据，计算得到其水生态系统服务供需效能的服务量(表3)。

图3 张鸭荡片区水生态系统服务供给效能评估

图4 张鸭荡片区水生态系统服务需求效能评估

水生态系统服务总供给效能ESVG的计算公式如下：

式中，I为供给效能指标分值；Wi为供给指标总排序权重(i=1，2，3，…)。

水生态系统服务总需求效能ESVX的计算公式如下：

式中，H为需求效能指标分值；Wi为需求指标总排序权重(i=1，2，3，…)。

将评估结果进行可视化的图示表达，得到张鸭荡片区供给服务现状(图3)。张鸭荡片区整体供给情况良好，两大核心水域是供给效能最高的区域。此外，凤仙荡等片区拥有大面积的鱼塘及湿地水域，提供了良好的淡水和养殖环境，以实现更有效的供给服务。但是，区域的整体文化服务量分值低，未能发挥其丰富的水乡文化价值。

利用样条函数法(Spline)①将张鸭荡片区水生态系统服务需求效能的服务量进行空间可视化表达，以获得张鸭荡片区的需求服务现状(图4)。计算公式如下：

式中，z 为待估值的栅格值；di为插值点到第i个价值标点的距离；a+bx+cy为评分的局部趋势函数；x、y 为插值点的地理坐标；为一个基础函数，通过它可以获得最小化表面曲率；Ai、a、b和c为方程系数；n为用于插值的点数目。

通过分析可以发现，张鸭荡片区中，核心水域具有较高的服务需求，具有点聚集性的特征，核心节点周围的区域对于调节和支撑的要求较高。而在实际调研中发现，传统型村落的需求效能较低，特别是供给效能，因此其本身的供给就可基本满足自身需求。而受人工干预和旅游业发展影响较大的区域对于水生态系统的服务需求很高，特别是在文化和调节服务方面。

3.3.2 张鸭荡片区分异模式识别及供需矛盾分析

自然生态系统供给与人类社会系统需求之间存在4种互动模式：双高模式(供给效能高、需求效能高)、供高需低模式(供给效能高、需求效能低)、供低需高模式(供给效能低、需求效能高)，以及双低模式(供给效能低、需求效能低)。将图3、4分别进行重分类为4类，进行空间叠加，识别出4种供需模式的供需互动分布(图5)。可以发现，整个片区的不匹配情况分布较为分散，说明其整体的服务流、生物流都受到了一定的阻碍，生态格局破碎，无法满足高效的服务流动，尤其是在双低模式的区域。

表1 张鸭荡片区主要水域现状

4 水生态系统服务供需视角下的张鸭荡片区适应性规划策略

4.1 构建乡村水域空间生态格局

4.1.1 识别关键水域

关键水域的识别建立在供需模式空间分布的基础上。呈现出双高模式的水域具有良好的生态环境和生态能力，因此将其识别为自然生态保护和维持高效服务的重点水域，如张鸭荡、长畸荡等重点河荡。而其他的鱼塘、水田等水域空间和人类活动关系密切，直接影响服务流动的通畅，也是影响整个区域水域环境生态供需平衡的重要因素，但该区域供需效能平衡较弱，因此划分为主要的水域基质及辅助的踏板空间，如常字圩、汤角村等。

4.1.2 连通水系生态廊道

整个张鸭荡片区只有八荡河一条主河道，但整个片区有众多的小河道，整体水系纵横交错，相互连通。分析图5供需互动模式发现，其双低和双高模式的区域分散割裂，导致服务能力无法流通。通过构建水系廊道，连通核心斑块，沟通失衡区域和高效区域，并强化水系廊道与其所处区域水田、鱼塘等重要生态空间环境的关联性，确保获得高效的服务和通达的生物流。最终构建形成“三横两纵”的水域生态廊道。

4.1.3 水域空间生态格局构建

在识别关键水域和连通水域生态廊道的基础上，确立其水域空间格局的规划(图6)，建立“三横、两纵、多核心”的生态格局。通过“三横两纵”的线性水系生态廊道连通核心斑块节点，并严格划分生态红线起到保护自然生态的作用。同时利用“小踏板”水域空间对核心水域进行补充，以缓冲和分担核心水域的生态压力。最终，改善物质流和能量流的流动性，构建一个完整、具有良好连通性的水域空间安全格局，以改善供需失衡的现状。

4.2 乡村水域空间功能分区规划

4.2.1 优化生态功能分区，增加空间供需平衡弹性

基于张鸭荡片区的水生态系统服务供需能力和供需情景，优化相应的水功能生态区划体系(表4，图7)，规划为六大分区，最大化地发挥湖荡净化区和湿地净化区的调节和支撑弹性。利用排污控制区加强其对农林绿色空间的补充以促进供需分异情景的改善。利用农业调蓄区的水田、鱼塘等小水域增强整体水域空间的调蓄净化能力。在景观休闲区开展游憩、旅游等活动提升综合服务效能，同时借助缓冲过渡区，缓冲双低和双高模式的区域，为整体供需平衡增加弹性。

表2 水网乡村传统空间水生态系统服务评价指标转译[11]

表3 张鸭荡片区水生态系统服务量

表4 张鸭荡片区水功能生态分区

表5 张鸭荡片区控制管理分区

图5 供需互动分布

图6 张鸭荡片区生态格局

图7 张鸭荡片区水功能生态分区

图8 张鸭荡片区潜在节点分布

图9 张鸭荡片区工程技术设施分布

图10 张鸭荡片区分级管控

4.2.2 提升空间潜在节点，强化水域空间自维持力

适应性规划策略不仅要提升其水生态系统服务能力、改善供需状况，更需要加强其维持供需平衡的能力。因而需要将潜在的服务节点进行整合和优化，提升自维持力。通过整合破碎的湿地，增加人工潜流湿地及生物栖息地，建设低影响设施来提高调蓄能力。通过生态服务节点提升水域空间整体的调节净化潜力和应对干扰的自维持力。在保证生态环境的同时，增设艺术工作室、农家乐等游憩设施和场地，提高文化服务能力，形成两大文化服务区块，共同提升水域空间的水生态系统服务能力，加强保持供需平衡的自维持力(图8)。

表6 张鸭荡片区多情景分区

4.2.3 结合生态技术手段，构建系统循环净化体系

适应性规划单纯依靠其自然生态系统本身是不够的，需要结合一定的技术手段来加强其水系、能量的循环。例如通过生态污水处理措施加强污水排放能力；通过生态排水技术加强排水调节能力，包括加大人工污水处理设施建设力度，有效控制污染物流入；通过生态蓄水净化技术，加强生态净化能力(图9)。此外，将传统稻田改造成生产性湿地，通过缓冲绿带的水体自净能力，将废水污水等通过一系列自适应生态循环体系最终回补农田，提供生产及生活用水[17-19]，从而达到提高生态效率和改善环境的目标。

4.3 加强乡村水域空间控制管理

4.3.1 乡村水域空间控制管理机制

水网乡村水域空间的控制管理主要以分级管控和多情景的预判与反馈为基础。其策略能否可持续地实施需要多情景的预演及反馈。通过分级控制管理，建立各供需情景区域间的长期服务和能量流动能力，最终达到适应性演进的目标。

4.3.2 乡村水域空间控制管理分区

根据水生态系统服务供需的空间分布，将研究区域内的水域空间供需能力进行分类和控制管理分区(表5，图10)。根据供需情景的识别，划分为三级管控区域，分别进行不同的具有针对性的规划管理模式，最终实现整个区域平衡发展的适应性策略。

4.3.3 乡村水域空间多情景预判

乡村水域空间的发展需求是动态的，规划过程需要从多个角度出发，满足张鸭荡片区多情景的需求(表6)。通过进行不同情景的预判，可以为未来可持续性的适应性策略提供指导[17-20]，以多情景预判为前提，优化适应性规划策略：近期分区式规划，改善供需失衡现状；远期整合性规划，维持供需平衡状态，最终达到未来适应性动态演进的目标。

5 结论与讨论

传统的乡村生态规划是遵循乡村本身的生态智慧来进行规划的，但是有时并不能完全适应当前乡村的需求。为了更好地提出适应于当前水网乡村需求的规划方式，本文以水网乡村地区为研究对象，以水生态系统服务供需关系为基础，提出适应性的规划策略。经过研究发现，苏南水网乡村地区虽然拥有良好的水域空间生态基底，但是仍然无法完全适应人们的需求。整体区域均存在或多或少的供需失衡，并呈现出4种不同的供需情景：供给服务多呈现出供大于求的情景；调节服务与支撑服务多呈现出供不应求的情景；文化服务则多呈现出双低的供需情景。基于此，从构建乡村水域空间生态格局、乡村水域空间功能分区规划，以及乡村水域空间多情景预判3个方面，提出适应性规划策略，以达到供需平衡的适应性规划目标。

与单一生态服务的评估相比，生态系统服务供需效能的评估更适合分析研究对象的供需状态及矛盾。研究水网乡村水生态系统服务供需效能，其目的和落脚点仍然是水域空间的适应性规划。本文在指标选取和效能评估上，主要依据的是水网空间形态的转译和层次分析法，在评估结果和规划策略的提出上可能存在一定的主观局限性。因此，如何权衡人类社会系统对于水生态系统服务的主观感知与自然生态系统供给的客观现实、权衡定性目标与定量模型，从而满足水网乡村适应性规划可持续发展的现实需求，仍是有待进一步深入探讨的重点问题。

注：文中图片均由纪然绘制。

注释：

① 样条函数法(Spline)是使用一种数学函数，对一些限定的点值，通过控制估计方差，用多项式拟合的方法来产生平滑的插值曲线。