王宏达

李方正

李 雄

刘志成*

城市化进程的推进及城市问题的演化使人们对待城市中自然要素的认知观念发生改变。中国自20世纪80年代末以来，先后开展进行了卫生城市、山水城市、宜居城市、园林城市、生态城市、森林城市、生态园林城市等多个城市发展理念，对我国城市可持续发展与建设形成了科学有效的推动。2018年初，习近平总书记视察成都天府新区时首次提出公园城市概念，成为适应新时代城市生态环境发展形势及需求的新阶段[1]。

公园城市注重将自然要素与城市系统耦合，其空间层次包括市域生态区、城市开发边界区、城市建成区，对应山水林田湖草整体化、城乡风景统筹郊野公园化、城区绿色空间宜居公园化三层城市自然关系，并注重提升生态服务功能。

1 生态修复研究进展

既往实践中对生态修复的认知多专指修复技术，主要集中于矿山治理、盐碱地修复、棕地修复、栖息地恢复、河湖湿地恢复等领域[2-3]，强调以既发生态问题为导向，以单要素为对象，聚焦生态破坏状态探讨工法技术。

当前理论研究中多将生态修复技术与自然系统保护恢复统筹考虑，关注生态系统结构、过程和功能的修复。国际典型思潮有再野化、基于自然的解决方案(Nature-Based Solutions，NBS)等，其中再野化旨在应对人类活动造成的景观去野化及物种单一化问题[4]；NBS旨在应对气候变化、生态系统退化等问题[5]。国内典型思潮有山水林田湖草沙一体化保护修复、国土空间生态修复等，前者源自习总书记2013年提出的“山水林田湖生命共同体”，后在全国生态环境保护大会及十九大报告中纳入草和沙[6]；后者源自我国系列大型生态建设工程，近年在国土空间规划的影响下成为对生态修复的新认知[7]。

2 公园城市自然系统修复的特征要点

城市生态系统是由社会、经济、自然3项亚系统组成的复合生态系统[8]，本研究以自然系统为对象，同时关注其与社会、经济系统间的权衡协同关系。参照再野化理论中关注生态系统复杂性、注重以过程导向使生态系统达到自我维持状态的思路[9]；吸收NBS采用自然力量使自然系统恢复至稳定健康状态并从中获益的理念[10]；融合山水林田湖草沙一体化保护修复中对全要素统一保护修复、统一部署国家工程的措施[11]；借鉴国土空间修复中突破局地工程、强调国土自然资源保护利用、生态系统过程耦合、区域尺度空间协同的逻辑[12]；结合公园城市空间特征，明确了公园城市自然系统整体修复的四方面要点。

2.1 修复对象：从单项要素到复合系统

不同于传统实践中以森林、棕地等单项要素为对象进行既发受损修复的现象，公园城市自然系统修复强调全自然要素及其与社会经济系统间关系的整体修复，并注重潜在风险的预判。

2.2 修复范围：从项目红线到市域地理单元

公园城市自然系统修复范围根据公园城市生态空间层级而定，包括全域行政区划范围、流域山脉等地理单元范围、城区组团范围3个层次，能够弹性协调城市管理、自然过程、人类活动的承载空间，避免生态基质及自然过程被项目红线截断的现象。

2.3 修复内容：从要素状态到生态过程与服务功能

复合生态系统注重自然系统内部运转过程及其与社会经济系统间的交互过程，相关学科研究重点也从状态转向过程、机制、服务功能与人类福祉，公园城市自然系统修复需突破存量增加、质量提升等资源状态修复的局限，关注以自然手段介入改善生态过程，在发挥生态功能的同时兼具社会功能和服务价值。

2.4 修复方法：从工法技术到量化评估指引策略

公园城市自然系统修复注重以量化方式进行全局评估与修复，强调将理论研究与实际实施相结合，将专项修复工法技术与全局评估修复进行耦合，利用多重科学工具与评估模型指导具体修复策略的落位与实施。

3 公园城市自然系统整体修复框架

归纳现有山水林田湖草沙一体化保护修复理论，对目标-评估-策略-工法-维护[13]、问题识别-路径策略-工程试点[14]、目标-格局优化管控-工程工法[15]、问题识别-区域划分-明确对象-评估方法[16]等框架进行整合，借鉴现有国土空间生态修复研究中的摸清家底-明确目标-谋划格局-布置行动-实施保障[17]等框架，针对公园城市建设管理方式适应性调整，形成由根源对象确定-生态问题识别-策略路径构建-项目实施引导组成的公园城市自然系统整体修复框架(图1)。其中根源对象确定旨在分析区域自然系统受损的根本矛盾；生态问题识别旨在按矛盾方向将问题分类具体化与空间落位；策略路径构建旨在按从整体到局部的操作逻辑为问题构建解决方案库集；项目引导实施旨在将策略按照空间区域整合形成项目库集并对接实际管理运行方式。

图1 公园城市自然系统整体修复体系框架

3.1 第一步：根源对象确定

基于山水林田湖草沙一体化保护修复理论对单项自然要素整合，注重其关联性与系统性，形成资源状态层级，即自然系统的物质本体及其受社会经济系统胁迫所形成的状态；借鉴NBS与再野化理论从机理层面对持续发生的生态过程进行修复的思路，形成生态过程层级，即自然系统的自运转及其与社会经济系统间的交互；结合公园城市中强调人本福祉的理念，形成服务功能层级，即自然系统对社会经济系统的效益输出。资源状态作为本底为生态过程的发生和服务功能的输出提供载体；生态过程是自然资源运转的体现；服务功能是生态过程运转后的产物。

体系组成如下。1)资源状态指山水林田湖草等各类自然资源在某一时刻的存量多寡、格局优良、质量好坏等静态基本属性。本研究关注自然系统整体状态，形成森林系统-河湖湿地系统-农田系统-草地系统-荒漠系统5类资源状态。2)生态过程指区域中物质、能量、信息的迁移转化，包括植物生理生态、动物迁徙和种群动态、群落演替、土壤演变干扰等物理、化学和生物过程以及人类活动对其的影响[18]。本研究关注宏观角度下的形成生态灾害发生过程、动物迁徙繁衍过程、植物演替更新过程、水源涵养保持过程、人居生产生活过程5类生态过程。3)服务功能指生态系统形成维持人类赖以生存的效用[19]。本研究依据公园城市人本理念，重点关注文化服务，形成以供给、调节、支持服务为基础，以文化服务为特色的4类服务功能[20]。

操作方法：从气候变化或自然灾害等自然因素导致的自然系统退化，及城市扩张或人类生产等人为因素诱发的自然系统逆行演替进行入手，通过基础调研与资料查阅掌握区域地理环境、自然资源、社会经济状况、历史文化概况，挖掘状态-过程-功能受损的根源矛盾，分类聚焦核心资源、关键过程与重点功能。

3.2 第二步：生态问题识别

以生态安全评价压力-状态-响应体系中的压力层及状态层为基础[21]，汲取森林、河湖湿地、农田、荒漠草原等单项评价中的指标[22-27]，识别资源状态问题；参考生态风险评估中的风险源-压力条件-受体-生态终点体系[28]，识别生态过程问题；参考生态系统服务评估中的供给-需求体系[29]，识别服务功能问题；借鉴生态修复空间识别中形成分类空间图集的方法[30]，分类形成生态问题图集。

体系组成如下。1)资源状态问题识别由资源存量-资源质量-资源压力组成；其中资源存量包括面积、覆盖度等；资源质量包括格局、林种等；资源压力包括降雨、人口密度等。2)生态过程问题识别由过程受体-过程条件-过程终点组成；其中过程受体包括土壤类型、林分类型等；过程条件包括土层厚度、生境质量等；过程终点包括灾害点核密度、土壤侵蚀量等。3)服务功能问题识别由服务供给-服务需求组成；其中服务供给包括生态系统服务价值、文化资源点核密度等；服务需求包括视觉敏感度、游憩适宜性等。实践中需根据根源对象确定各层内部指标。

操作方法：在明确3类层级根本矛盾的基础上，通过遥感解译、UAV航测、调查问卷，结合国土三调与林业二调等自然资源普查机制，收集研究区域的土地利用、气候气象、高程、土壤、社会经济、文化遗存等多源大数据[31]；使用数据进行空间统计、数理统计、模型模拟，对标既有规范与理论构建各类专项评价体系，研判薄弱环节与区域；经过以上过程得到具有空间异质性的数据结果，绘制形成生态问题类型图集。

3.3 第三步：策略路径构建

生态修复需处理不同时间、空间、尺度及层次结构的复合问题，并通过非线性反馈与多维相互作用等特征对人与自然的复杂适应系统进行联动调配[32]。借鉴NBS、再野化中让自然做功及景观生态学区域生态结构优化的思路，将传统局部修复工程工法技术按操作尺度进行整合，形成耦合多系统运行机制的宏观规划策略-中观营建策略-微观工法策略的策略模式体系

体系组成如下。1)宏观规划策略基于景观生态学源汇理论，包括关键区域识别-空间结构生成-安全格局构建3类策略，具体如生态造林选地、生态网络生成、野生动物保护格局构建等。2)中观营建策略包括生态要素管理-视觉风貌管控-功能设施优化-空间单元体系构建4类策略，具体如州岛湾滩水岸形态管理、天际线管控、慢行设施体系选线、公园群体系构建等。3)微观工法策略根据修复要素类型展开，包括地形改造工法-水调控工法-植被建植工法-农田治理工法-土壤改良工法-人造物修复工法6类策略，具体如陡坎护坡、海绵设施建设、遗产修复等。

操作方法：对照生态问题明确策略类型；基于生态问题空间分布图集，应用宏观规划策略与中观营建策略进行空间规划布局及营建结构生成；基于布局结构落位，应用微观工法策略实施建设。策略的类型及实施范围需对其与社会经济系统间权衡协同机制的谨慎研判而确定。

3.4 第四步：项目实施引导

借鉴山水林田湖草保护修复试点工程中整合生态功能区、协同既有工程、分批次分目标、投入中央支持资金的部署方式[33]，吸取国土空间修复中部门协同、生态补偿的配套机制[34]，形成项目库部署-验收机制-保障运行的实施引导体系。

体系组成如下。1)项目库部署包括阶段期限、阶段目标、优先重点项目、一般项目4类内容。2)验收机制包括修复指标设定和绩效评价2类内容。3)保障运行包括组织机构职能、资金投入、项目管理合作模式3类内容。

操作方法：根据用地性质及生态功能区整合空间形成若干项目；结合上位规划遴选优先重点项目；参考相关文件设定验收指标；协调以公园城市管理部门为主体、联动校企地多职能的组织框架，设立专项资金与生态补偿机制。

4 成都市东进区域自然系统整体修复实践

4.1 研究区域概况

成都市位于四川省中部，总面积14 335km2。2017年5月，成都市提出“东进、南拓、西控、北改、中优”空间发展战略。东进区域范围为简阳市与金堂县全域、龙泉驿区车城大道以东、青白江区和天府新区的龙泉山部分，内部涉有空港、简州、淮州、简阳四大新城与龙泉山沱江等生态资源，总面积3 976km2。

4.2 成都市东进区域根源对象与生态问题

4.2.1 资源状态层级问题

根源对象确定：龙泉山作为生态绿核承载区域主要生态效益，但种植园次生林的侵占致原有优势森林资源退化；沱江绛溪河水系串联四大新城，是区域主要蓝色资源，但其上游山地降雨水文特征与中下游新城建设、人口迁入、聚落生产形成矛盾。因此聚焦龙泉山森林系统、沱江绛溪河河湖湿地系统进行生态问题识别。

问题识别方法：使用国土三调数据统计森林覆盖率；使用归一化植被指数评估植被覆盖空间异质性；基于林业二调数据中的林分类型、郁闭度、龄组、林种评估森林群落结构；基于区县水资源数据、人口数据、GDP财政数据评估水资源综合压力；基于高程数据、坡度数据、月均降雨数据评估水安全与水生态(图2)。

图2 研究区域资源状态问题识别图集

问题识别结果：全域森林覆盖率31.22%；龙泉山植被指数0.6～0.8的区域占比最多，为64%；＞0.8的区域占比为32%，空间分布破碎致优势削减；73.6%的乔木林为针叶林，91.4%的植被为纯林，林分结构单一；郁闭度＞0.7的密林占比低，仅为26.6%；中龄林和近熟林总占比达90.7%，幼龄林、成熟林和过熟林缺乏，易造成龄组断层；生态林占26%，商品林占74%，生态林占比不足。水资源综合压力于简阳市、高新东区最高；夏季降水约占全年65%，且海拔800m以上山峰坡度较陡，山麓城区具有水安全隐患，下游丘陵地存在水生态破坏风险。

4.2.2 生态过程层级问题

根源对象确定：区域处于龙泉山断裂带处，山地水土流失与地灾隐患大；植被生境在人类活动干预下的逆行演替致使野生动物繁衍迁徙过程受阻；四大新城的密集建设对乡土人居的生产生活产生冲击，因此本研究聚焦水土流失过程、自然灾害发生过程、动物繁衍迁徙过程、人居生产生活过程进行生态问题识别。

问题识别方法：使用中国土壤类型空间分布数据集及林业二调数据中土壤类型、土层厚度、土壤侵蚀量评估水土流失潜在风险；使用核密度工具评估地灾空间分布特征；使用InVEST模型评估生境质量；使用Fragstats景观格局指数移动窗口法评估生境斑块连通度；使用统计年鉴数据分析区域农林产业(图3)。

图3 研究区域生态过程问题识别图集

问题识别结果：区域土壤类型以紫色土为主，砂粒含量偏高为47%～56%，保水保肥能力差，易造成水土流失；土层厚度薄，93%的区域土壤厚度＜45cm，不利于植物深根保护土壤；大部分地区土壤侵蚀量低，但龙泉山中部山脊区侵蚀量高；坡耕地面积占比大，水土流失易发；既发地灾频繁，主要分布在青白江区及龙泉驿区，整体中危区比重大；生境质量中下，水域生境质量较高但空间分布破碎、连通性不足；农林产业单一，以经济果林为主；聚落四旁绿化不足，建筑及基础设施重新建轻保护。

4.2.3 服务功能层级问题

根源对象确定：研究区域处于成渝双城经济圈发展主轴之上的门户处，未来有较高视觉形象与游憩功能需同生态功能相权衡，因此聚焦风景美学功能及游憩活动功能进行生态问题识别，同时对生态系统整体服务功能进行权衡协同。

问题识别方法：基于新城视域、现存风景点视域、现状道路视域构建视觉敏感度评价体系；基于归一化植被指数、水域缓冲距离、坡度构建风景质量评价体系；叠合视觉敏感度评估结果、风景质量评估结果、文化资源点核密度结果，得到游憩适宜性；使用核密度工具分析文化资源点判别文化资源聚集特征；使用当量法核算食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、水文调节、废物处理、土壤保持、生物多样性维持、美学景观提供单项生态价值，之后加合形成生态系统总服务价值[19](图4)。

图4 研究区域服务功能问题识别图集

问题识别结果：高视觉敏感区分布在龙泉山山麓、沱江沿岸、绛溪河下游；风景质量低值分布在南部浅丘与北部山区；文化资源集中在淮州五凤溪、简阳城区、空港新城、龙泉驿区；游憩适宜重点集中在龙泉山山麓及沱江绛溪河沿岸，山地与滨水游憩功能需加强；生态系统总服务价值98.27亿元，单位价值2.44万元/hm2，高价值区主要分布在龙泉山、沱江、三岔湖及东部丘陵带；四大新城及龙泉驿区价值较低，局部为负。

4.3 资源状态修复策略与实施路径

4.3.1 森林抚育补植提升，自然生态本底优化

针对森林覆盖率不足、覆盖质量低、林分单一、郁闭度低下、龄组不均、林种不均6类问题，基于郁闭度评估进行营林布局；基于林分结构、龄组、林种评估进行群落改良提质布局[35-36]；基于植被区系特征对中国日本植物亚区-中国喜马拉雅植物亚区过渡带、热带植物区系-温带植物区系过渡带植物收集展示[37]，实现地域植被的恢复与社会科普、种质资源经济价值提升的协同。总体形成图5所示的策略路径。

图5 山林资源状态恢复策略体系

4.3.2 蓄滞结合多源互补，海绵设施补水短板

针对山地水安全隐患、丘陵地水生态破坏、平原城区水压力过高3类问题，基于坡度分析汇水产流类型选择海绵设施；使用高程、坡度、土壤类型、土层厚度、土壤侵蚀量、植被指数、水资源压力、土地利用进行海绵设施适宜性评价；进行海绵设施布局[38]，防洪储蓄设施于建设用地集约使用，在周边预留自然洪泛空间，实现水文生态恢复与生产优化的协同以及水压力缓解与城市安全的权衡。总体形成图6所示的策略路径。

图6 水资源状态提升策略体系

4.4 生态过程修复策略与项目导引

4.4.1 水土涵养专类营林，固土保水防洪减灾

针对土壤贫瘠地多、土层厚度薄、土壤侵蚀量大、坡耕地易灾、山坡陡坎易灾、灾害点存留多6类问题，基于土壤类型评估确定固氮植物建植区域[39]；基于土壤侵蚀量评估确定根泵植物建植区域[40]；基于土层厚度评估确定浅根耐受性植物建植区域[41]；基于降雨、坡度及海拔评估确定深根植被建植区域[42]；基于耕地空间分布及坡度评估确定坡耕地治理工法施用区域[43]。修补区域的精准识别使功能植被控制在集约范围，确保外围的原真性，实现水土过程改良与生物多样性保护、经济林木效益保持的权衡，自然灾害防治与生产功能的协同。总体形成图7所示的策略路径。

图7 水土地灾过程治理策略体系

4.4.2 修复单一受损生境，筑野趣多样栖息地

针对生境地域特征缺乏、陆生动物栖息环境差、两栖动物栖息空间不足、水域生境连通不足、田园农产不佳、聚落环境不整6类问题，基于InVEST生境质量评价与MSPA空间格局分析识别生境源地，通过MCR模型生成廊道，基于土地覆被、路网、聚居点分布进行荒野度评价[44]，规避城市干扰区构建野生动物安全格局[45-46]，实现城市扩张建设与动物栖息环境的权衡；补充食源植物[47]；推广混农林业[48]；植入森林优化聚落生活环境，实现森林结构优化与生产过程改良、物质文化保护的协同。总体形成图8所示的策略路径。

图8 生境栖居过程优化策略体系

4.5 服务功能修复策略与项目导引

4.5.1 修复东坡破碎山景，依山顺城塑林造景

研究针对山地视觉敏感、山地游憩服务需加强2类问题，基于视觉敏感度及文化资源点核密度评估并筛选海拔＞500m的山地空间范围，确定山地管控点线及坡面风景林修复区域，实现文化保护利用与森林体系优化的协同；基于游憩适宜性评估结果叠加野生动物安全格局，筛选山地空间确定山地视廊及山地游憩设施区域布局，实现设施建设与旅游经济升值的协同、与生态安全的权衡。总体形成图9所示的策略路径。

图9 山林游憩服务功能策略体系

4.5.2 彰显丘地特色风貌，构建丘城一体格局

针对浅丘风景平淡、丘景地貌特征缺失、城丘关系薄弱3类问题，基于视觉敏感度评估，筛选海拔＜500m的丘陵范围，确定林盘修整区域[49]；基于天府国际机场视域分析及航空视线模拟，确定大地景观营建尺度及空间结构[50]，实现耕地和森林体系优化与城市形象赋能的协同；基于游憩适宜度评估叠加丘陵空间，确定丘景公园群营建类型及布局；基于风景质量评估叠加丘陵空间，确定丘壑风景林增补区域；基于四大新城视域叠加丘陵空间，识别潜在视觉廊道、确定待修补丘面及山头重点区域，实现森林体系优化与居民游憩提升的协同、地域景观风貌恢复与城市现代化的权衡。总体形成图10所示的策略路径。

图10 丘田风景服务功能策略体系

4.5.3 重塑宜人水韵岸景，城水交融空间营造

针对滨水城市服务薄弱、水域景观缺乏焦点2类问题，基于MIKE21多重现期河水流速模拟、水体视域分析及文化资源点核密度评估结果，确定滨水开放空间建设类型及区域、进行碧道选线，实现滨水游憩与运动赛事举办推广的协同、与河流洪涝安全的协调；基于游憩适宜性评估，叠加现状公园分布，确定水上公园群分类体系及空间格局，实现水岸类型多样性恢复与市民游憩公平的协同；基于视觉敏感度、城市POI核密度评估，结合现状桥梁分布，确定水上地标主题及空间体系结构，实现生态文化服务与滨水业态升值的协同。总体形成图11所示的策略路径。

图11 水岸城市服务功能策略体系

5 结语

公园城市在成都、柳州、咸宁、厦门等城市正当试点建设，城市中自然系统修复的认知与实践正当转变，本研究提出一套公园城市自然系统整体修复框架，以成都东进区域为例进行实践，对区域资源状态、生态过程、服务功能的修复形成引导，以期对今后在公园城市中开展生态修复相关工作提供一定参考。

在后续研究实践中，应关注在城市管理实施层面将园林绿地系统、林业系统、水利系统、农田系统等进行联动协同的路线；注重完善整合城市自然资源数据库及其周期普查更新机制，使学科行业成果得以共享并持续支撑相关实践。

注：文中图片均由项目团队绘制。

致谢：本文依托东进区域分区生态修复策略、路径研究项目，感谢项目团队：李雄、李方正、林辰松、尹豪、王美仙、崔庆伟、徐昉、王培严、王瑞琦、石渠、赵人镜、周子路、李科慧、吴宜杭等；感谢成都市公园城市建设管理局、成都市公园城市发展研究院的协助。