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为解决高人口密度、耕地保护及城市扩张下城市绿地社会生态效益最大化难题,研究人员构建整合生态与社会服务框架(IESSF)优化绿地网络。经多方法分析,发现 IIC 从 0.0091 升至 0.1979 等,为类似城市提供新路径。
城市发展如同一场与土地资源的博弈。在人口密集、耕地红线严守、城市边界不断扩张的当下,如何在有限的土地上让城市绿地既守护生态底线,又满足居民对高品质生活的向往,成为全球城市规划者的共同难题。破碎化的绿地不仅让生态系统服务功能大打折扣,更使得城市居民难以便捷地享受绿色空间带来的休闲与健康益处。传统单一尺度的规划思路,要么偏重生态连通性而忽视城市居民的实际需求,要么聚焦休闲服务却难以维系生态系统的完整性,无法在 “土地紧箍咒” 下实现绿地效益的最大化。
为破解这一困局,中国研究人员针对四川天府新区展开深入研究。四川天府新区作为成都都市圈的重要组成部分,总面积 564 km2,快速的城市化进程使其面临森林覆盖率下降、绿地破碎化加剧等问题,同时还要应对 2035 年 1.61 百万人口的居住需求与 90% 城市化率的挑战。在此背景下,研究团队致力于构建一种能平衡生态保护与社会服务的绿地网络优化方法,相关成果发表在《Ecological Indicators》。
研究人员采用了一系列关键技术方法:通过生态系统服务评估(ESA)结合 CRITIC 客观赋权法,量化绿地的生态与社会服务价值;运用形态空间格局分析(MSPA)识别核心生态斑块;借助最小累积阻力模型(MCR)构建跨尺度生态廊道;利用重力模型评估区域尺度廊道重要性;基于路线选择潜力定量评估模型(QERSP)优化城市休闲绿道。此外,研究还整合多源数据,包括土地利用、卫星影像、气象数据等,并通过 Fragstats 和 Conefor 软件评估网络连通性。
多尺度生态服务权衡与网络构建
研究首先基于 CRITIC 方法确定了 8 项生态服务指标的权重,发现碳固定与释氧、景观美学等指标因空间异质性高而权重较大。在区域尺度,通过 MSPA 筛选出 18 个核心生态节点,结合 MCR 和重力模型生成主要与一般生态廊道,廊道设计避开农田并优先选择林地与果园。城市尺度则围绕道路网络布局,通过网络分析识别服务盲区并新增公园,利用 MCR 和 QERSP 划分出 9 条主要休闲廊道与 32 条次级廊道,显著提升了公园服务覆盖率(从 66.19% 增至 75.86%)。跨尺度网络整合了城市高生态价值绿地、区域高社会价值绿地及特色林盘(Linpan,成都平原独特的农林居住景观),形成 24 节点的连接网络。
网络优化效果评估
通过 Conefor 和 Fragstats 评估发现,跨尺度网络显著提升了绿地连通性:连通性整合指数(IIC)从初始的 0.0091 提升至 0.1979,潜在连通性指数(PC)从 0.0152 增至 0.2318,分裂指数(Splitting Index)从 1418.84 骤降至 203.61,平均斑块面积(AREA_MN)从 1.25 ha 扩大至 1.49 ha,表明破碎斑块有效连接成更完整的网络。城市尺度的休闲服务评估显示,新增公园精准填补了服务盲区,服务重叠率仅增加 1.76%,避免了资源浪费。
讨论与意义
研究提出的整合生态与社会服务框架(IESSF)通过 “区域 - 城市 - 跨尺度” 三级网络构建,实现了生态连通性与休闲可达性的协同提升。特色林盘的纳入不仅保护了地域文化景观,更增强了城乡过渡带的生态韧性。该框架在土地约束下无需大规模新增绿地,而是通过空间结构优化提升服务效率,为南京、底特律等面临类似问题的城市提供了可借鉴的规划范式。尽管研究在权重分配与阻力值设定上存在一定主观性,但多利益相关方参与的规划流程增强了方案的落地性。未来可进一步结合动态数据与公众参与,推动绿地网络的可持续管理。
这项研究为全球高密度城市破解土地困局、实现绿地系统的社会生态价值最大化提供了中国方案。其核心价值在于突破传统单一目标规划模式,通过多尺度整合与跨学科方法,在生态保护、城市发展与居民福祉之间找到动态平衡点,为实现 “十四五” 规划中 “人与自然和谐共生的现代化” 提供了关键技术支撑。