基于景观格局分析的区域规划环评方法_郭怀成
地 理 研 究
GEOGRAPHICAL RESEARCH
Vol.30,No.9Sept.,2011
基于景观格局分析的区域规划环评方法
郭怀成
1＊
,都小尚
1,2
,刘 永,周 丰,何成杰
111
(1.北京大学环境科学与工程学院,北京100871;2.郑州市环境保护局,郑州450007)
摘要:针对当前区域规划环评在区域景观格局安全性判别和景观格局规划方案系统优化方法存在的不足,本文提出了基于景观格局分析的区域规划环评方法框架,构建了区域景观格局安全性判别准则和景观格局动态分析(累积影响评价)指标体系。通过对区域规划景观格局的动态分析和安全性判别,实现了区域景观格局的系统优化,从而为构建区域景观安全格局和区域可持续发展提供方法学支持。案例研究进一步证实了本文提出的方法框架和区域景观
格局安全性判别准则的简捷、实用性和应用价值。优化后的区域景观格局的安全性明显高于原规划方案,为规划方案的实施和管理提供了指导。
关键词:区域规划环评;景观格局优化;景观安全性;判别准则文章编号:1000-0585(2011)09-1713-12
1 引言
景观格局的生态优化是实现其持续利用与管理的必要保证之一。区域规划环境影响评价(以下简称区域规划环评)的主要任务之一是对区域经济社会发展规划对区域景观生态系统的影响进行评价,并提出消除或减缓不利影响的对策和措施。其中,尤为关键的是对规划实施所引致的区域景观格局变化进行评价与优化调整,以保障区域景观格局的安全性。目前,国内外对区域规划环评的景观生态学方法研究尚处于刚刚起步阶段。国内学者多将景观格局指数分析方法应用于区域规划环评,如:李巍等在综合考虑各种社会经济影响因素的基础上,从景观格局、景观功能、景观受胁迫性等三方面构建评价指标体系,提出了较为全面的规划环评中景观生态学方法应用的技术框架,为景观生态学方法应用于区域规划环评作了较为全面的尝试;唐占辉等对景观生态学的理论和方法应用到流域开发规划的环境影响评价作了初步的探讨;此外,还有相关研究探讨了景观生态学原理
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如何应用在园区开发、公路规划、水电站开发[10]以及铁路建设[11]等规划环评研究中。国外学者多集中于生物多样性和区域发展的可持续性评估,如:Marull等构建了土地可持续性指数作为区域土地利用规划环评的指标体系,以评估其可持续性;Mörtberga等提出了战略环评的景观生态学概念框架,用于评估长期发展过程如城市化对生物多样性的影响和不同的规划方案情景对生物多样性影响的评估,旨在景观和区域层次将生物多样性问题综合于规划和关于城市环境的战略环评中;Slootweg等[14]结合世
收稿日期:2011-02-12;修订日期:2011-07-06 基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(973)(2005CB724205);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07102-001) 作者简介:郭怀成(1953-),男,北京市人,北京大学教授,博士生导师,从事环境科学研究。E-mail:hcguo@
pku.edu.cn。都小尚(1963-),男,河南焦作人,博士,从事环境规划与管理研究。E-mail:duxiaos-hang@sohu.com
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1714地 理 研 究30卷
界银行基于综合自然资源管理的排水规划综合分析框架,提出了基于景观生态学排水规划战略环评评估框架。
区域景观格局的安全性判别和景观安全格局是区域规划环评方法学的主要组成部分,对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用。景观格局是景观异质性的具体表现,景观异质性是景观生态系统稳定性和安全性的重要标志,景观安全格局的实质是景观异质性的维持与发展,由景观要素的多样性和景观要素的空间相互关系共同决定。区域开发过程实质上是工业和城市化过程,景观生态学应用于城市及景观规划中特别强调维持和恢复景观生态过程及格局的连续性和完整性。景观生态过程与格局的连续性(即景观生态安全格局)是现代城市生态健康与安全的重要指标。实现城市景观生态调控的关键在于如何控制景观发展格局使其符合生态学的要求,从而减免城市景观生态问题的发生发展[19];它更加强调格局与过程安全及其整体集成,通过确定自然生态过程的阈限和安全层次,提出维护与控制生态过程的关键性的时空量序格局,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上[20]。
就目前的研究而言,针对规划环评所提出的减缓措施多为对规划方案实施的补救措施,对规划方案本身在景观格局安全性方面存在的缺陷解决不够;特别是对区域景观安全格局判别准则的建立和对规划方案基于景观格局安全的系统优化不足,对区域景观格局的安全性(景观安全格局判别准则)也未明确回答。这些无疑会影响到区域规划环评的有效性和可靠性。因此,本文的目的在于充分考虑战略环评的时限性和时效性,基于景观生态学格局分析的理论和方法,深入剖析景观格局安全性的含义、构成要素和等级划分,构建基于景观格局分析的区域规划环评方法,力求解决现有方法中存在的区域景观格局的安全性判别和系统优化问题,并应用于规划环评案例,以保障区域的景观格局安全。
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2 研究方法
2.1 基于景观格局分析的区域规划环评方法框架 本文依据景观生态学格局分析方法提出基于景观格局分析的区域规划环评方法框架,分5个步骤(图1、表1): (1)区域景观格局安全性判别分级准则的建立。已有的准则的基础包括美国生态学家For-man[21]的“集中与分散相结合”及“必要的格局”、德国生态学家Haber[22]的10%～15%土地利用分异(DLU)战略、俞孔坚等提出的“景观生态安全格局”和“城乡与区域规划的景观生态模式”等。在此采用层次分析法(AHP)及定性和定量指标相结合的方法,经专家打分确定准则层和因素层的权重和分值。在此基础上,确立分级原则:①各级别之间要在安全水平上有明确的界限;②每个级别的指标易于空间识别;③分级系统要能反映景观格局可能存在的主要安全水平;④级
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图1 区域规划环评景观格局累积影响评价和景观安全格局优化方法框架Fig.1 MethodologyframeworkofcumulativeenvironmentaleffectassessmentandlandscapesecuritypatternoptimizationforRPEA
9期郭怀成等:基于景观格局分析的区域规划环评方法 1715
别之间的过渡安全水平要能归类于最靠近的级别安全水平且不至于在安全性的实质内容上和所靠近的安全水平有明显的区别。据此,建立区域景观格局安全性判别分级准则(表1)。
表1 区域景观格局安全性判别准则
Tab.1 Theevaluationcriterionofregionallandscapepatternsecurity
景观格局安全等级及分值(总分Z=100)
综合表征状态权重(B)分项表征状态
(准则层)/分值(FB)(因素层)
1源地数量(区域
范围内现存的乡土物种栖息地-大型自然植被斑块)2缓冲区(环绕源的周边物种扩散低阻力区)
一、种群源的持久性和可达性分析即规划区域源地状态(1～5)
3源间连接(相邻
二源间最易联系的底阻力通道-源间廊道)
4辐射道(由源地向外围景观辐射的低阻力通道)5战略点(对沟通相邻源地之间联系有关键意义的“踏脚石”)
权重(W)/分值(FW)
Ⅰ-安全状态(最优
格局)(90 /12.6 /9.8 警格局)(F≤70) 指标(i) /分值(f)i=1个&i=0② /f≤9.8 0.14/14 0.08/8 i每个源地都具有较明 i无缓冲区或不明显② 显但面积较小的缓冲 /f≤5.6 区①/5.6 0.11/11i无②/f=0 0.05/5 i无或无明显辐射道, 辐射受到人类活动的较大阻碍或自身退化②/f≤4.5 0.07/7 i源地之间具有战略点i源地之间具有战略点 且未受到人类活动威且受到人类活动的威胁,状态良好①/6.3胁,状态一般①/4.9 较多的小型自然斑块 和廊道,且连通性 和廊道,且连通性③较好;③良好; 6b:i建成区与其周边 6b:i建成区与其周边 源地和绿地之间通过 源地和绿地之间通过 较少的绿色廊道和战 多条绿色廊道和战略 ③略点连接较好; ③点连接良好; i规划建成区内存在较 i规划建成区内单个建 少建设用地面积超过 设用地景观单元面积 10hm2的单个景观 不超过10hm2④/6a: 单元④/6a:9.8 6b:9.9 7b:i除源地景观单元外,其他自然景观单元均匀分布于规划区域⑥/7a:14.4 二、景观组织 的开放性分析即规划建成区景观格局(6a) 0.25/25 及与建成区周边源地和绿地之间的空间关系(6b) 6规划建成区 景观格局(6a)及与建成区周边源地和绿地之间的空间关系(6b) 6a: 0.14/146b:0.11/11 6a:i规划建成区内有 很少的小型自然斑块和廊道,且连通性 ③较差; 6b:i建成区与其周边源地和绿地之间绿色廊道很少,无战略点,连接很差,二者几乎 ③分离; i规划建成区内存在较多建设用地面积超过10hm2的单个景观单元④/6a:f≤9.86b:f≤7.7 三、景观异质 性分析即规划区域自然景观单元总面积比例(7a)和分布状况(7b) 0.30/30 7规划区域自 然景观单元(即植被和水域单元)总面积占规划区域总面积的百分比(7a)及分布情况(7b) 7a: 0.16/167b:0.14/14 ⑤7a:i≤25%; ⑤7a:25% 7b:i除源地景观单元 外,其他自然景观单 外,其他自然景观单 元在规划区域内分布 元比较均匀分布于规 不均匀,呈紧密 划区域⑥ 分布⑥ /7a:11.2 7b:9.8 注:(1)判别准则依据:①为俞孔坚提出的“景观生态安全格局”[23]和“城乡与区域规划的景观生态模式”[24]中的相关内容和依据实践经 验推理;②为依据①并结合实践经验的推理;③为依据Forman的“集中与分散相结合”及“必要的格局”[21]并结合实践经验的推理;④ [22]并结合实践经验制定;⑤依据国家环保模范城市城区和⑥为依据Haber的10%到15%土地利用分异(DLU)战略(“10%急需法则”) 绿化覆盖率指标标准35%制定;(2)分值说明:Z为总分值,Z=100分;B为准则层权重,FB为准则层分值;W为因素层权重,FW为因素层分值;i为指标,f为由因素层权重折算的各指标i的分值,F为各安全水平纵向累计总分值;准则层和因素层分值按专家打分确定的权重分配分值,将因素层各因素分值按景观格局安全分级标准:Ⅰ-安全状态:90 以上景观格局安全性分级准则是相对的,级别之间存在过渡级别。在进行区域景观格局综合分析和评估时,依据表1准则,采取实地调查和图片观察估计相结合的方法,进行分项打分并累计,然后综合分析并按最靠近原则判别景观格局安全性等级。 (2)景观格局动态分析指标体系构建。应用景观格局分析方法,选取适宜的景观格局指数(如:碎裂度、优势度、多样性、均匀度、连通度、分维数等)构建指标体系。 (3)景观格局累积影响分析。对规划方案拟定前后区域景观格局指数动态进行计算、对比和分析,识别出规划方案的景观格局生态效应,即规划对区域景观格局的累积环境影响。 (4)景观格局安全性评价和优化。依据区域景观格局安全性分级判别准则对区域景观格局规划前后方案的安全性进行综合评价和优化。 (5)景观安全格局构建。提出区域景观安全格局调控建议和措施并反馈于区域景观格局规划方案,构建区域景观安全格局。 2.2 景观格局动态分析指标筛选原则和指标体系构建 (1)指标筛选原则:①科学性。选取能表征景观格局主要特征的不同景观格局指数构建景观格局动态分析指标体系。②系统性。景观格局指数的选取要能反映景观格局的整体特征,以利于客观全面地分析景观格局的整体变化,为景观格局优化奠定基础。③实用性。景观格局指数的选取要考虑到在格局优化中的实用性,即兼顾景观格局指数的变化解释和景观要素变化的空间易识别性。 (2)指标体系:基于以上原则,本文选取了10项景观格局指数作为表征景观格局整体特征的指标体系(表2),并据此开展研究区域规划前后的景观格局动态分析和景观格局累积影响识别和评价。 表2 景观格局特征指标及其生态意义[5,25～27] Tab.2 Thefeatureindexesoflandscapepatternandtheirecologicalsignificance 指标 n 计算方法 PLAND= aij∑j=1 /A 概念内涵量化各景观类型面积在整体景观中所占比例(%)量化各景观类型斑块个数以单位面积上的斑块数目表示各景观类型的斑块密度 阈值及其生态意义景观格局基本空间特征,其大小影响到景观要素内部营养和能量的分配以及景观中物种组成和多样性各景观类型斑块个数 景观类型百 分比(PLAND)aij为景观类型i中斑块j的面积;A为景 观总面积;n为景观类型i的斑块总数 斑块数(NP) NP=ni ni为景观类型i的斑块数景观水平:PD=N/Ai; 斑块密度(PD) 景观类型水平:PD=Ni/Ai; Ni景观类型i的斑块数;Ai景观类型i总面积;N景观总斑块数;A景观总面积FRAC AM= m n 反映景观的破碎化程度,其值越大,破碎化程度越大 面积加权分维数(FRAC AM) i=1j=1 ∑∑2ln(0.25pij)lnaij aij m n 其取值范围在1～2,值 从自相似性的角度来衡量景观斑块形状复杂性 越大,景观形状越复杂,通过测定斑块形状研究人为干扰及其对斑块内部生态过程的影响 aij ∑∑i=1j=1 m为景观类型总数;n为景观类型i的斑块数;aij为景观类型i中斑块j的面积;pij为景观类型i中斑块j的周长 9期郭怀成等:基于景观格局分析的区域规划环评方法 1717 IJI= 散步与并列指数(IJI) E= -∑ ∑i=1k=i+1 eikeik()ln()EE (100) ln(0.5[m(m-1)]) mm 反映某景观类型周边出现其他类 其取值为0～100,当某景观类型周边出现单一景观时,值接近于0,随着周边其他类型景观增多,指数值随之增大 m eik ∑k=1 ,表示景观中边界长度总和;型景观的混置 情况 eik为景观类型i与景观类型k之间共同边界的总长COHESION= 斑块凝聚度指数 (COHESION) 1- i=1j=1mni=1j=1 ∑∑pij aij mn ∑∑pij 1 1-A-1 其取值为0～100,斑块 (100)可衡量相应景观 类型的自然连接程度 类型分布变得聚集,其值增大,反之,斑块被分割变得不连接时,其值变小。 为pij为景观类型i中斑块j的周长上的像元数;aij为景观类型i中斑块j的像元数;A为景观中像元的总数量 其取值为0～100,当景 SHDI=1-∑ i=1m 观由单一要素够成时,气 p2i 反映景观要素的多少和各要素所占比例的变化 值为0;由两个以上景观要素构成的景观,当景观类型所占比例相等时,其值最高,所占比例差异增大,景观多样性指数下降 景观多样性指数(SHDI) pi为景观类型i占景观总面积的比例;m为景观类型总数 SIEI=H/HmaxHmax=ln(m) m 景观均匀度指数(SIEI) H=-ln 2(pi)∑i=1 反映不同景观类型的分布均匀程度 其取值为0～1,其值越低,各景观类型所占面积比例差异越大;值越大,景观各组份分布越均匀 pi为景观类型i占景观总面积的比例;m为景观类型总数;Hmax为给定丰度条件下景观最大可能均匀度 反映景观网络的 景观连通性指数(R) R=L/Lmax=L/3(V-2) L为连接廊道数;Lmax最大可能连接廊道数;V为节点数 连通性,即景观网络各节点由景观廊道连接起来的程度 其取值为0～1,其值为0,表示没有节点;其值为1,表示每个节点都彼此相连 其值越大,表示各景观类 m 表示景观多样性对最大多样性之间的偏差,反映景观组成中某种或某些景观类型支配景观的程度 型所占比例差别大,其中某一种或某几种景观类型占优势;其值小,表示各景观类型所占比例相当;其值为0,表示各景观类型所占比例相等,没有一种景观类型占优势 D=ln(m)+∑(pi)ln(pi) 景观优势度指数(D) i=1 =ln(m)-SHDI pi为景观类型i占景观总面积的比例;m为景观类型总数 1718地 理 研 究30卷 3 案例应用:郑州航空港地区总体规划的景观格局评价与优化 3.1 区域背景及规划方案3.1.1 区域背景 郑州航空港区位于郑州市南部,西面以京广铁路为界,东、南、北三面以国家南水北调工程走廊为界,面积138km(图2)。《郑州航空港地区总体规划(2008～2035)》的编制目的在于依托郑州良好的区位条件和市场需求,通过航空港的建设促进区域发展。为全面评估规划实施的环境影响并提出减缓措施,需开展规划环境影响评价研究。其中,总体规划的景观格局评价与优化为其重要的组成部分。3.1.2 规划方案 《郑州航空港地区总体规划(2008～2035)》分为3个时段,规划基准年为2007年,近期为2008～2012年、中期为2013～2020年、远期为2021～2035年(图2、图3)。规划总体目标以发展现代物流业、出口加工业、航空制造业和现代服务业为主;空间布局上分为北部片区、机场核心区和南部片区3个部分,规划用地面积分别为27.3km2、48km2和34.2km2,主要功能定位分别为物流商贸、机场以及临空产业制造。规划到2035年,城市建设用地规模为94.1km、人口43万人;规划绿地占城市建设用地18.5%;生活污水集中处理率达85%,工业污水达标排放率达100%,河流水质功能达标;区域环境噪声达标率100%、交通噪声达标率95%。本案例以其2035年的规划方案为评价对象。 2 2 图2 郑州航空港区规划基准年 (2007)景观格局 Fig.2 LandscapepatternofZhengzhou AirportZonein2007图3 郑州航空港区规划水平年 (2035)景观格局 Fig.3 LandscapepatternofZhengzhou AirportZonein2035 9期郭怀成等:基于景观格局分析的区域规划环评方法 1719 3.2 区域景观格局动态分析和景观格局累积影响评价 (1)景观类型划分:根据航空港区景观实际,将景观类型划分为林地、城市绿地、水域、耕地(发展备用地)、工业、道路、居住和非工业城市建设用地(除工业、道路和居住外的其他城市建设用地)等8种景观类型; (2)景观格局指数计算和分析:依据表2和图2、图3,采用景观格局分析软件Fragstats3.3对航空港区规划基准年(2007)和规划水平年(2035)的景观格局变化进行计算(表3)。 表3 航空港区2007年和2035年景观类型指数计算结果 Tab.3 ThecalculationresultsoflandscapeclassindexofAirportregionin2007and2035 景观类型指数景观类型 林地 现状(2007年)规划(2035年) 城市绿地 现状(2007年)规划(2035年)现状(2007年)规划(2035年) CA5669.842628.490.002916.92352.8743.423267.1973.8578.251288.84568.523775.623273.71769.41104.911418.70 PLAND41.0419.030.0021.112.550.3123.657.054.199.334.1127.3323.705.570.7610.27 NP304430.001262140903941461541142008511112 PD0.050.020.000.040.060.920.030.040.010.110.270.030.060.110.100.08 FRAC AM 1.311.100.001.121.041.361.061.041.071.031.291.161.211.041.301.57 IJI75.6739.450.0074.4549.4650.5734.2846.6420.2421.0833.6049.4220.6742.606.1883.08 COHESION99.9399.190.0098.9297.9693.5297.5297.4099.4197.1495.5799.5999.6597.4197.5299.83 水域 2007年)耕地(发现状(展备用地)规划(2035年)工业非工业 现状(2007年)规划(2035年)现状(2007年) 城市建设规划(2035年)居住 现状(2007年)规划(2035年) 道路 现状(2007年)规划(2035年) 规划前航空港区的景观类型以耕地和林地(包括枣林)自然景观以及散布于其中的村镇及面积较小的机场等建设景观为主,尚未大规模开发;规划中的南水北调中线工程主干渠呈弓形贯穿航空港区南北。从航空港区现状景观格局看(图2),绿地及林地分布广泛,景观连通性较好。按照规划方案,到2035年,区域将形成“网格状”交通路网,规划后土地利用方式大规模改变,城市将成为景观主体,区域内自然斑块间的连接性基本消失,留存下来的自然景观仅包括张庄森林公园和苑陵古城遗址以及小部分枣林,景观破碎度增大,自然景观斑块如林地斑块大幅度减少。 由表3,航空港区规划前后的景观类型格局将发生较大的变化。主要表现为:到2035年,随着规划方案的实施,非工业城市建设、居住、道路和工业成为主要景观,占区域总面积的52.50%;林地、水域、城市绿地和耕地(发展备用地)等生态用地下降为47.50%,下降了19.74%,不利于景观生态系统的稳定和景观格局安全。规划前后林地、水域和耕地等自然景观面积显著下降,其中林地下降最快,下降了22.01%;非工业城市 1720地 理 研 究30卷 建设、工业和道路等城市景观面积显著上升,其中非工业城市建设景观上升最快,上升了23.22%。规划前后城市绿地、水域、耕地(发展备用地)工业和居住等景观类型的斑块密度上升,其中工业、和居住景观上升最快,说明随着人类的经济建设活动加强,区域原来的大斑块被人类活动分割为小斑块,景观的破碎化程度增大,而林地、非工业城市建设用地和道路景观斑块密度下降,说明规划使这些景观类型由原来单位面积上比较多而分散的斑块人为整合为数量较少且比较集中的斑块;规划前后面积加权分维数变化不大,除水域和道路略有增加外,其余景观类型略有下降,总体变化不明显,说明规划前人类活动对景观形状已有较大干扰,规划后景观形状无明显变化;散步与并列指数规划后非工业城市建设、居住和道路等城市景观、绿地景观和耕地景观有明显增加,说明这些景观类型周边景观变化较大,景观呈相互搭配混置分布状态,水域和工业变化不大,说明其周边景观种类规划前后变化不大,而林地景观规划前后显著下降,说明规划后其周边景观变化趋向于单一;规划前后各景观类型斑块凝聚度指数无显著变化,林地、水域、耕地等生态景观和工业、居住等城市景观略有下降,绿地、工业和道路略有增加,说明各景观类型的在规划前后的凝聚度即自然连接性变化不大且连接较好。 由表4,规划前后斑块总数、斑块密度和面积加权分维数下降,说明区域建设活动进行各类用地功能的整合和规范化建设,使得区域主要景观类型林地、耕地和居住的小斑块消失,连接成符合规划功能要求的较大斑块,造成斑块形状指数下降,斑块变得较为规则,对景观生态过程产生负面影响;散布与并列指数明显上升,说明总体上各景观类型搭配混置状态规划后较规划前更好;斑块凝聚度指数无明显变化,说明规划前后各景观类型的自然连接性较好;规划后景观多样性和景观均匀度增加,景观优势度略有减小,说明规划后各景观类型所占比例差异在一定程度上减小且分布的均匀性有所增加;规划前后景观连通性指数下降,说明区域建设活动对自然廊道干预较大,使得自然景观廊道连通性下降,不利于区域景观生态系统的稳定和景观格局安全。 表4 航空港区2007年和2035年景观水平指数计算结果 Tab.4 ThecalculationresultsoflandscapelevelindexofAirportregionin2007and2035 年份现状(2007年)规划(2035年) NP784705 PD5.675.10 FRAC-AM1.251.16 IJI52.9066.78 COHESIONSHDI99.8299.59 0.610.81 SIEI0.650.82 R34.3131.94 D1.341.27 3.3 景观格局安全性综合评价 由表1,对航空港区规划前后的景观格局安全性做出判别。由表5可知,航空港区景 观格局安全级别规划前为II级较安全状态(良好格局),规划后2035年景观格局为III级不安全状态(预警格局)。主要原因为航空港区的经济快速发展对区域景观格局产生了巨大压力和不利影响,规划后源地有2个减少为1个且源地的缓冲区、辐射道、战略点等都处于不安全状态,尽管景观总体多样性和均匀度有所增加,但自然景观斑块占区域景观总面积的比例急剧下降且景观连通性变差,斑块形状变得规则,不利于生态过程的进行,需要按照景观生态安全格局原理进行优化调整,消除或减小规划景观格局存在的格局安全隐患。 9期郭怀成等:基于景观格局分析的区域规划环评方法表5 航空港区规划前后景观格局安全性判别一览表 Tab.5 Landscapepatternsecurityevaluationbeforeandafterplanning 因素层 规划水平年(2035) 景观指标状态得分源地1个,位于北 1源地 片区最顶端的集中林地 9.8 优化格局(2035) 景观指标状态得分 1721 规划基准年(2007) 景观指标状态得分源地2个,位于北片区 南片区增加源地1个,源地变为2个 12.6 的集中林地和位于东南部南水北调干渠附近的小片集中林地 北片区内源地有较小的 11.0 2缓冲区3源间连接4辐射道 5战略点 源地无缓冲区无源间连接源地无明显辐射道无战略点 5.60.04.50.0 源地无缓冲区源间连接廊道2条源地无明显辐射道 无战略点 5.6缓冲区,另一个源地无缓冲区8.8无源间连接 4.5源地无明显辐射道0.0源地之间有较少战略点 6a:建成区为多个面积 6.48.04.5 5.0 6a:建成区有较少 6规划建成区及与建成区周边源地和绿地之间的空间关系(6b) 6b:建成区与其周边源地和绿地之间连接较好;但建成区内存在多个建设用地单元面积超过10hm2 7自然景观单元总面积占总面积比例(7a) 7a:自然景观单元总面积达47.5% 8.0 景观格局(6a)点,连接较好 6a:建成区有较少点,连接较好 较小的村庄居民点,分散在林地和农田景观中,整体景观中有较多的绿色廊道和战略点且连接良好 14.0 的绿色廊道和战略11.2的绿色廊道和战略11.2 6b:优化后,建成区其周边源地和绿地之间的连通度增强 7a:自然景观单元15.0总面积达47.5%15.0 以上 9.0 6b:村镇与其周边源地和绿地之间连接较好;存在较少的面积超过10hm2村镇斑块 9.9 7a:自然景观单元总面积达67.24% 16.0 及分布情况7b:景观单元分布7b:景观单元分布7b:景观单元分布较 11.011.012.6 (7b)均匀较均匀均匀 总得分 65.1 77.1 87.4 3.4 景观格局优化调整 由以上对景观格局的动态分析和景观格局累积影响评价以及景观格局安全性评价中景观格局存在的问题,航空港区景观格局优化调整措施如下(图4): (1)增加源地:将南片区最南端(图4b中网格7和网格8南端)的原农业生态用地和景观绿地建设成为集中片林,增加源地1个,两源地主要通过东西边界的绿带连接构成闭合绿带回路; (2)搭建自然廊道和增加建成区内自然斑块数量:将北片区中部西边界处断裂的二条廊道和南片区中上部边界处的的二条廊道(图4b中网格3和网格7西边界)建设为宽30～50m的林带,使航空港区西边界形成贯通南北的绿色大廊道。机场西边界狭长倒三角形地带(图4b中网格6中西侧)建设成为片林,增加林地斑块;将机场内的二片绿地分别与东边界的南水北调主干渠内侧绿带和西边界的绿地以绿带联通;加强建成区内小型 1722地 理 研 究30卷 自然斑块建设,对建成区内断裂的绿色廊道以林、灌、草多层次绿带联通,增加景观异质性和连通性; 图4 基于路网效应的航空港区景观网络示意图 Fig.4 Sketchmapofroadnetworkeffect-basedlandscapepatternnetwork (3)强化景观网络构架:依托“三纵四横”交通主干道(图3),以林、灌、草多层次绿带强化主干道两侧的绿地建设,总体上形成以“南北端集中林地为源地,以东西边界 闭合绿色大回环为支撑,以`三纵四横'绿带为骨架”的绿色景观网络体系,保障景观安全性。 (4)调整工业布局,严格入区建设项目准入条件,加强污染防治工作,降低污染对景观生态的风险:航空港区存在南水北调干渠、市级森林公园、枣林及防风固沙生态林等多处生态敏感点,必须采取严格的保护措施。首先,为减少工业布局对南水北调主干渠的风险,建议对功能区布局进行调整,将北片区的GCB-01中央商务区和GCB-02出口加工区位置互换(图4b中网格4);将南片区的GCN-02航空制造业园区紧邻南水北调主干渠约一半的部分和面积相当的GCN-02空港次中心区互换(图4b中网格8和其右上的航空制造业园区),减小对南水北调主干渠的潜在威胁;其次,必须采取严格的建设项目准入条件,杜绝污染型项目进入,特别是与生态敏感点邻近的工业园区,如北片区的出口加工区、高新产业发展区、南片区的航空制造业园区和高新产业发展区等。第三,对物流园区的仓储和运输业务要严格限制可能具有潜在环境风险的危险化学品或有毒有害物质的储藏和运输。同时,要大力推广清洁能源,强化污水处理和中水回用,加强入区企业的清洁生产和污染防治工作,创建生态工业园区,最大限度减少污染对景观生态的风险。 通过以上措施,减小工业对景观敏感点的潜在威胁,增加景观格局的安全性。预计优化后的航空港区2035年景观格局可增加分数12.6分,总分达到77.7分(表5)。其中源地指标由9.8分达到12.6分,可增加2.8分,源间连接指标由0分增加到8.8分,建成区景观格局优化后由8.0分增加到9.0分,可增加1分。景观格局由不安全级别升级为较安全级别。将以上景观格局优化调整措施纳入景观格局规划方案,可得到基于景观格局安全性的航空港区景观格局优化方案。 9期郭怀成等:基于景观格局分析的区域规划环评方法 1723 4 结论与讨论 (1)针对当前区域规划环评的景观生态学方法在区域景观格局安全性判别和优化调 控方法及景观格局的累积影响评价方法研究存在的不足,本文开发了基于景观格局分析的区域规划环评方法框架,构建了区域景观格局安全性判别准则和景观格局动态分析(累积影响评价)指标体系,通过对区域规划景观格局的动态分析和安全性判别,实现了区域景观格局的系统优化和调控,从而为构建区域景观安全格局和可持续发展提供方法学基础。所开发的方法具有普适性,可以适用于各种尺度的区域景观格局规划和规划环评。 (2)案例研究进一步证实了本文提出的方法框架和区域景观格局安全性判别准则的简捷、实用性和应用价值。优化后的区域景观格局的安全性显著高于原规划方案,为规划实施和管理提供了指导。 限于景观格局安全性研究资料和数据的不足,本文提出的区域景观格局安全性判别准则尚属初步探索,方法尚存在判别准则属于半定量准则,级别划分还不够细等不足,尤其是景观格局指数和格局安全水平之间的数量关系以及对应的空间调控方法研究具有更广阔的应用前景,有待于在以后的研究中进一步深化和完善。参考文献: [1] 张惠远,王仰麟.土地资源利用的景观生态优化方法.地学前缘,2000,7(增刊):112～120. 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Alandscapepatternanalysis-basedmethodologyframework forregionalplanningenvironmentalassessment(RPEA) GUOHuai-cheng1,DUXiao-shang1,2,LIUYong,ZHOUFeng1,HECheng-jie1 (1.CollegeofEnvironmentalSciencesandEngineering,PekingUniversity,Beijing100871,China; 2.ZhengzhouEnvironmentalProtectionBureau,Zhengzhou450007,China) Abstract:Alandscapepatternanalysis-basedmethodologyframeworkforRegionalPlan-ningEnvironmentalAssessment(RPEA)wasproposedinthisstudy.ItwasdevelopedforsolvingtheshortcomingsoftheexistingRPEAmethodsonsecurityevaluationandsystem-aticaloptimizationofplannedlandscapepattern.Thecriterionforlandscapepatternsecuri-tyevaluationandtheindicatorswereestablishedforlandscapepatterndynamicanalysis,i.e.cumulativeenvironmentaleffectassessment.Theanalysiswasconductedforpopula-tionstructure,landscapeorganizationopennessandlandscapeheterogeneity.Thepro-posedmethodologyframeworkcanreflectthemainfeaturesoflandscapepatternsecurity,whichwillbehelpfultocarryoutsystematicallydynamicanalysisforthechangesofre-gionallandscapepatternsbeforeandafterregionalplanning,andthusdiscriminateitsde-fectsinsecurity.Thedevelopedmethodhasuniversality,whichcanbeappliedtovariousscalesofregionallandscapepatternplanningandRPEA.Itcanprovidescientificsupportandpracticalbasisforoptimizationofregionallandscapepatternandindustriallayoutandenhancingregionallandscapepatternsecurityandsustainability.Thecasestudyresultsdemonstratethesimplicity,practicabilityandapplicationvalueoftheproposedmethodolo-gyframework.Comparedwiththeoriginalresults,thesecurityoftheoptimizedlandscapepatternwasapparentlyimproved.Thereforeitcanserveasaguideforimplementationandmanagementofregionallandscapepatternplanning.However,duetothelimitationofinsuffi-cientdataandinformation,theproposedclassificationcriterionoflandscapepatternsecurityeval-uationisahalfquantitativecriterionandtentativeexploration.Thedistinctionbetweenlevelsisnotfineenough.Furtherstudiescanbedonetoexploreandsubdividethesecurityandrelativelysecurelevels,andtherelativelysecurelevelandinsecurelevel.Butitisbelievedtobeofgreatvalue,especiallythequantitativerelationshipbetweenlandscapepatternindexanditssecuritylevels.Thecorrespondingspacecontrolmethodshouldbethefocusinthenextstudies.Keywords:RPEA;landscapepatternoptimization;landscapepatternsecurity;evaluation criterion 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容