储金龙，王　佩，顾康康，汪勇政

基于生态安全格局的安庆市规划区空间管制分区研究

储金龙，王佩，顾康康，汪勇政

(安徽建筑大学 建筑与规划学院，安徽合肥 230022)

构建城市生态安全格局对城市生态环境保护、建设用地开发管理具有重要指导意义。本研究选择地质灾害、农田保护、水资源安全、生物保护4类要素作为生态保护的“源”，运用最小累积阻力模型，获得安庆市规划区不安全区、较不安全区、临界安全区及安全区4个级别的综合生态安全格局。在此基础上，结合城市空间发展动力因子，进行可建设用地经济敏感性评价，最终确定安庆市规划区禁止建设区、严格限建区、限制建设区、有条件建设区和优先建设区及其空间分布情况，基于分区结果叠加城镇已建区，对研究区禁建边界、挖潜边界、扩展边界、整理边界及限制边界等进行界定并提出相应管控策略，从而为安庆市建设用地合理布局与区别化管理提供依据。

生态安全格局；规划区；空间管制分区；安庆市

0　引 言

我国目前已进入快速城市化阶段，近年来因城市建设用地的无序蔓延而导致城市原有的生态用地遭到侵蚀，生态系统遭到破坏。城市生态安全格局(Ecological security pattern）是维护城市自然生命支持系统的关键性格局，也是城市及居民获得持续的生态系统服务的基本保障。因此部分学者开始探讨城市生态安全格局和建设用地空间分布的关系。俞孔坚等[1,2]在构建北京市综合生态安全格局前提下预测未来城镇空间发展的合理模式。高永年等[3]将不同水平的湖州市综合生态安全格局作为建设用地空间管制分区依据。苏泳娴[4]等在构建佛山市高明区综合生态安全格局基础上对研究区进行生态功能分区并提出建设用地扩展方案。根据《中华人民共和国城乡规划法》和相关学者的解读[5]，城市规划区是城市空间发展及规划管理的重点区域，而目前以城市规划区为研究对象，并通过构建生态安全格局来引导城市建设用地开发、管控的研究还相对较少。因此，十分有必要从生态安全的视角来进行城市建设用地空间管制研究。

近些年，各地在编制城市总体规划中都对“四区”划定进行有益探索，其通常的划定方法与步骤为：①依据现状识别已建区；②参照相关法律法规划定禁建区；③通过用地评价划定部分限建区；④依据总体规划方案确定适建区。其中禁建区划定有较为统一的规定，而适建区和限建区的划定因缺乏统一标准，且与规划布局方案密切相关，因此带有一定的随意性，因没有提出对建设容量的管制要求，需对其进行进一步细分。同时就“四区”的关系而言，传统的划定方法已将已建区默认为合理用地，而事实上已建区中的部分用地也可能是限建区甚至禁建区[6,7]，如历史文化保护区、自然保护区等，需将该类用地在已建区中剔除（图1）。本研究以山水资源丰富、人地矛盾加剧的安庆市为实证进行研究，通过构建影响城市生态安全的关键性生态格局，来进行规划区空间管制分区，并在此基础上单独叠加已建区，用以指导现状和未来城市建设用地开发建设，一方面可以保障城市生态安全，维护生态系统的完整性，另一方面也可有效地指导安庆市建设用地合理的空间配置。

图1　“四区”各分区关系图

1　研究区概况

安庆市地处安徽省西南部，北纬29°47′～31°17′、东经115°46′～117°44′，长江下游北岸，规划区总面积901平方公里，其中包括皖河农场以及大观、迎江、宜秀三个行政区（图2）。规划区东侧和南侧紧临长江，北侧有大龙山森林公园和破罡湖湿地保护区，自然景观资源丰富，城市空间扩展自然限制性要素众多。近些年，城镇用地快速扩张和石化企业的污染造成生态用地面积减少，因此城市生态环境保护与建设用地扩张矛盾日益突出。

图2　研究区的位置、范围

2　数据与方法

2.1数据来源与处理

本研究主要数据资料为安庆市规划区土地利用现状图、1:1万规划区地形图、分辨率为15 m的2015年规划区遥感影像图。相关专题图纸有规划区地质灾害分布图、水资源现状分布图、自然保护区分布图等。通过对现状的实地调研，研究以2015年遥感影像图为依据，利用ArcGIS10.2将研究区土地利用划分为河流湖泊、水库、林地、湿地、园地、草地、耕地、坑塘沟渠、城市建设用地、村庄建设用地、其他建设用地、道路用地12种类型，并建立用以进行生态安全格局分析的土地利用属性数据库（图3）。

图3　2015年安庆市规划区土地利用类型分布

2.2研究方法

研究过程主要包括三个部分，即生态安全格局的构建、规划区空间管制分区以及叠加已建区域进行规划区相关边界界定。其主要技术流程见图4。

图4　研究技术流程

表1　“源地”选取评价指标

2.2.1生态安全格局构建

本研究基于Forman景观模式原理，借助俞孔坚等[2,10,11]对生态安全格局构建的理论与实践研究，采用 Knaapen等人1992年所提出最小累计阻力 (MCR)模型并通过GIS表面扩散技术[12-16]实现对生态安全格局的构建，这其中包括：

①源地。即维护城市生态安全的重要区域，通常将城市中的森林公园、自然保护区、大面积的水体、林地及湿地核心保护区等作为“源地”。本研究参照《城乡用地评定标准（CJJ 132-2009）》及有关法律法规中所规定的不适宜建设区域及前人研究成果[1-4]，最终选择地质灾害、农田保护、水资源安全、生物保护4类要素作为确定“源地”的评价指标（表1）

②阻力面。生态保护的重要区域即“源地”需要在水平方向上穿越不同类型的景观要素来进行相邻“源地”之间的连通，而穿越所需克服的阻力与距离以及景观要素的类型有关。其中，所需穿越的景观要素类型与“源地”差距越大，则其所需克服的阻力值就越大。因此，阻力面反映了“源地”进行水平运动的这种趋势。本研究运用最小累积阻力模型来建立阻力面。其公式如下:

式中，MCR表示最小累计阻力值。Dij代表“源地”j到空间任一单元所需穿越的某景观要素类型i的空间距离；Ri表示穿越景观要素类型i的阻力值；因此Dij与Ri的乘积值可衡量“源地”到空间某一点的易达性。f为单调递增函数，反映生态过程与最小累计阻力值的正相关关系。min代表被评价的单元对于不同的“源地”取累计阻力最小值。因此，从阻力面中可看出“源地”向外围水平扩张运动的潜在趋势[11]。

阻力面的构建是通过ArcGIS10.2的距离与费用模块得到，其中需要得到生态保护源地穿越不用景观要素类型的相对阻力系数值。本研究在参考前人研究成果基础上[15]，对安庆市规划区不同景观要素类型进行相对阻力系数赋值（表2）。

表2　各景观要素类型阻力系数

③缓冲区。通过对阻力面分析，可将“源地”周围的低阻力区域确定为缓冲区。利用阻力面中阻力值与面积的关系曲线图，并根据曲线图中阻力值与面积的突变点来对安全格局进行分级。最终将研究区分为不安全区、较不安全区、临界安全区和安全区（图5、图6）。

2.2.2规划区空间管制分区

对应综合生态安全等级划分结果，将作为生态安全底线区的“源地”与不安全区分别确定为对应的禁止建设区和严格限建区。较不安全区与临界安全区为限制建设区即低强度开发区。在此基础上，结合城市空间扩展动力因素，对安全区进行经济敏感性评价[17-20]，其评价指标体系如表3所示，分析方法为多因子综合叠加法，用1、3、5、7代表用地经济性的高低，用层次分析法（AHP）确定各评价因子的权重。通过GIS加权叠加模块可对单因子评价结果进行叠加，并生成经济敏感性评价图（图7）。利用自然断裂法将评价结果划分为优先建设区与有条件建设区（图8），其中经济敏感性评价公式为:

式中，S为经济敏感性评价的综合分值，n为评价因子的个数，Xi为某评价单元第i个因子分值，Wi为第i个因子的权重。

表3　评价因子等级划分标准

表4　基于生态安全等级分区的规划区相关用地边界界定依据

2.2.3相关边界界定

叠加已建区域，将处于禁止建设区、严格限建区及限制建设区内的已建区确定为整理边界，未建区域分别确定为禁建边界、限制开发边界及低强度开发边界。而处于优先建设区内的现状建设用地确定为挖潜边界，未建设地区确定为未来城市扩展边界。具体划分标准如表4所示。

3　结果与分析

3.1生态安全格局分析

基于MCR模型，并运用GIS空间分析功能，得到研究区“源地”间相连通所需克服的阻力面（图5），利用阻力阈值，即面积曲线与阻力值的突变点，得到规划区不同生态安全等级区即“源地”、安全区、较不安全区、临界安全区及安全区（图6），其面积分别为452.86 km²、161.89 km²、75.82 km²、59.11 km²和150.90 km²。其中“源地”与不安全区是生态保护重点区域，所占比例分别为50.27%与17.98%。

3.2基于生态安全格局的规划区空间管制分区

将生态安全格局中的生态保护“源地”划分为禁止建设区，包括大龙山森林公园、重要水资源及湿地保护区、基本农田保护区等，该区域应禁止各类建设开发活动，以保护原有自然生态资源为主；不安全区划定为严格限制建设区，主要分布在生态源地周围的林地、草地及滩涂湿地等。该区域原则上不能进行建设活动，仅允许发展生态防护、旅游观光、休闲游乐等对规划区生态涵养与环境保护有利的相关项目；临界安全区与较不安全区为限制建设区域，位于生态环境较好的城市周边地区，面积为134.93 km²，占规划区总面积的14.99%，该区域应严格控制建设用地开发强度及开发性质，避免对周边环境造成破坏与影响。基于经济敏感性评价的生态安全格局中的安全区被划分为优先建设区及有条件建设区（图7、图8），面积分别为70.21 km²、80.69 km²，所占比例分别为7.80%、8.96%。

图5　“源地”间的阻力面生成

图6　综合生态安全格局等级分

图7　规划区用地经济敏感性评价

图8　规划区空间管制分区

3.3相关用地边界界定

通过叠加安庆市规划区内现状城镇建设用地（图9），其中属于禁止建设区、严格限制建设区及限制（低强度）建设区的整理边界面积分别为1.37 km²、0.51 km²、和6.31 km²，面积相对较小，主要零星分布在山体或其边缘，其中位于禁止建设区内的除重大道路交通、民生、市政公用等区域基础性设施外，其他建设项目应予以有序地拆除或搬迁；位于严格限建区内的已建区大部分为工业区以及高档住宅别墅区，此类用地都应进行整改或有序的搬迁；处于限制建设区内的已开发项目应当根据实际情况及管制要求，严格按照其规定的开发强度进行整改。优先建设区中挖潜边界区面积占绝大部分为43.45 km²，主要位于莲湖周围即安庆市老城区，高速公路及国、省道两侧区域。该区域应遵循存量规划理念，注重对建成区的功能优化。有条件建设区中未建边界区面积为52.93 km²，主要分布于白泽湖乡、老峰镇、大龙山镇及海口镇，位于主城区的东北与西南侧，说明安庆市规划区还存在较大范围的可建设用地（图10、表5）。

图9　2015年现状城镇建设用地与开发强度分布

表5　安庆市规划区空间管制分区与定界面积统计

图10　相关用地边界整合

4　结论与讨论

（1）分区的方法：相较于传统的空间管制分区方法，本研究从生态优先的角度出发通过生态安全格局构建，确定了研究区的生态安全底线，并将生态安全格局中的“源地”、不安全区、较不安全区与临界安全区分别作为城市的禁止建设区、严格限建区、限制建设区，可在维护研究区生态安全基础上，为其建设用地空间合理布局提供科学基础。对生态安全区即适建区进行用地经济敏感性评价，将其细化为优先建设区与有条件建设区，可有助于区别化管理；分区的成效：通过叠加研究区范围内已建城镇用地，明确研究区域各类用地边界，可提高空间管制分区的可操作性，也可有效地优化与管理现状城镇建设用地。对城市可建设用地开发强度、开发时序起到了一定的引导作用。

（2）基于生态安全格局的城市规划区空间管制分区，是对传统空间管制分区方法的优化，因此，评价因子选择与生态安全格局的安全性分级是影响空间管制分区及生态安全格局构建合理性的关键，但由于我国关于该方面研究还较少，且缺乏统一的标准，因此还需在后续工作中进一步完善。

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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安徽省教育厅高校自然科学研究重点项目（KJ2016A150）

储金龙（1964—），男，博士，教授、硕士生导师，主要研究方为城市与区域规划理论与方法。