【规划师论坛1】国外绿色基础设施研究进展述评及其启示

Original 2017-01-10 邵大伟刘志强等 规划师杂志

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12期主题：绿色基础设施规划建设

【编者按】

绿色基础设施将基础设施的概念延伸到绿色空间体系，是指由提升生物多样性、维持自然生态过程、保护空气与水资源以及提高城市和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的一个相互连接的网络，涵盖水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其他自然区域，绿道、公园和其他保护区域，以及农场、牧场、森林和荒野。目前，国外在绿色基础设施体系构成、规划建设方面的研究已较为成熟；我国由于对绿色基础设施重视不够、认识不系统等原因，对其的规划建设仍处于初级阶段，表现为以绿地系统为主体的专项规划实践，而随着我国生态保护意识的增强、技术手段的提升和制度环境的完善，进行系统的绿色基础设施规划建设已势在必行。为此，《规划师》2016年12期“规划师论坛”栏目以“绿色基础设施规划建设”为主题，在总结国外绿色基础设施研究最新进展及启示的基础上，结合我国实际，探讨了“海绵城市”视角下绿色基础设施的体系构成，以及水系、湿地等重要绿色基础设施的规划内容，以期能为我国绿色基础设施规划建设提供参考。

【规划师论坛1】

国外绿色基础设施研究进展述评及其启示

[ 关键词 ] 绿色基础设施；研究进展；规划启示

[ 文章编号]1006-0022(2016)12-0005-07

[ 中图分类号 ]TU984

[ 文献标识码]A

绿色基础设施能有效改善人居环境、缓解生态问题，国外相关研究成果与实践对我国绿色基础设施研究与规划均具有借鉴、启示意义。作者苏州科技大学建筑与城市规划学院讲师邵大伟，苏州科技大学建筑与城市规划学院副教授、副院长刘志强，苏州科技大学建筑与城市规划学院、天平学院助教王俊帝在《规划师》2016年第12期撰文，文章通过整理分析 2006 ～ 2016 年 Elsevier 和 SpringerLink 数据库中关于绿色基础设施的文献发现，文献数量在2010年后呈现快速增加的趋势。同时发现，国外绿色基础设施规划强调自然生态功能优先，重视对社会经济规律的挖掘和利用，深入利用宏观格局演变及城市类型学比较规律进行整体调控，突出评估机制及管理模式对规划的支撑。国外研究的相关进展启示国内研究及规划建设应加强功能规律探索，强化定量技术的应用及规划指导，注重部门协同管控，不断探索更为科学、高效的管理模式及机制。

文献来源及特点分析

本文以“Green Infrastructure”为关键词，限定“Title”字段，对 Elsevier和SpringerLink两大数据库进行检索，时段为 2006 ～ 2016 年，共检索文献73篇。从研究数量的动态变化看，2006～2009年相关研究较少，仅有5篇，2010 年后呈现直线上升趋势 (2016年统计截止到8月31日，2016年度研究数量仍有上升空间)，研究热度持续升温(图1)。由于两大数据库收录期刊的取向及侧重不同，本文对其主要刊物及热词分别进行分析。

1. Elsevier 数据库的主要特点

从发表的相关期刊看，以风景园林、城市规划类刊物为主，共31篇文章，占总数的42.5％；环境污染、环境科学与政策等环境类期刊次之，共 22篇文章，约占总数的30.1％；其他为社会与行为科学、土地利用政策等方面的刊物。对检索文章中的热点关键词进行分析发现，“绿色”“城市”约占总数的一半，居于主导地位，“生态环境”“气候变化”“水土流失”“价值与利益”的出现频率也相对较高，“绿地空间”“公园”“植物园”是GI中被关注较多的类型，“纽约”“欧洲”“中国”是热点关注地区。需要特别强调的是，人文社会科学对GI的关注是一大特色。

2.SpringerLink 数据库的主要特点

SpringerLink数据库收录的GI相关期刊多属于生态、环境类刊物，其中《景观生态》和《环境管理》收录文章最为集中，分别为7篇和4篇。相关研究的热词主要集中在“环境”“生命科学”“地球科学与地理学”三个方面，该数据库关注理工科研究相对较多，其主要集中在“能源”、“气候”和“水”方面，“社会科学”视角下的关注占比虽然较少，但是重视人文社会科学的关注特色与 Elsevier 数据库类似。

主要研究动态

1. GI规划建设强调自然生态功能优先

GI能有效连接人工环境、半自然半人工环境及自然环境，致力于改善生境、提升环境可持续发展能力，国外GI规划强调对自然生态环境及功能的尊重，突出自然本底作用，在规划建设中关注生物多样性保护规划、雨洪管理实践和应对气候变化效能等方面。

（1）将生物多样性保护作为GI规划的前提，并注意规避潜在缺陷

保护生物多样性是 GI 的重要发展目标，其现状评价是GI的规划建设基础。面对大尺度、多要素的评估对象，GIS空间化成为生物多样性保护规划的重要手段，其便捷性和直观性特点尤为突出，如欧洲在进行GI规划时，便利用GIS对物种的空间分布进行前期分析，进而提出生态优先的规划策略。需要注意的是，如果GI建设吸引了主要关注和投资，便会造成对生物多样性保护的投入减少，同时对特殊物种的关注也会泛化，GI规划很有可能变成生态陷阱。

发展中国家的城镇化正处于快速提升阶段，面临着更为严峻的生物多样性保护形势，相关实践探索可为其积极进行生物多样性保护提供有效借鉴。例如，巴西的研究者为有效保护里约热内卢热带雨林地区的生物多样性，在进行社会—生态系统分析的基础上，聚焦街区和流域尺度开展规划，通过提升参与度、开发生态美学价值、鼓励使用乡土植物及创新低冲击开发模式来增加生物多样性，该规划策略有效融合了食品生产、乡村旅游和生态旅游等经济目标，将城市中的人与自然有效结合。该规划策略具有较强的可行性和实用性，相关措施能改善承载基底、增加乡土植物、提升适应能力，并与适度经济开发结合，对以生物多样性保护为核心的GI规划建设提供了一种思路。

（2）积极开展雨洪管理试验模拟，满足规划建设技术应用需求

GI建设是减少城市雨水径流的有效手段，各国各地区已逐渐重视GI建设，快速城镇化地区对GI的重视程度更高。美国、英国、加拿大、德国和新西兰等国家通过合理规划GI来减少城市洪涝灾害的发生。

为满足规划建设的需要，确定合理的GI形式及布局模式尤为关键，因此关于GI在雨洪管理控制方面的研究较多集中在试验模拟方面，以强化对GI建设的支撑。有学者采用径流路径模拟的方法，交互对比具有不同粗糙程度的地块地表径流水平，得出了地表粗糙程度与雨水径流时间、峰值大小的关系，类似模拟结果可以直接服务于流域修复规划、城市规划和 GI布置决策。

雨水 GI 包括雨水花园、滞留池、生态调节沟和屋顶绿化，合理规划、布置雨水GI对流域规模的水文特征、营养物质转移和合流污水溢流等方面具有显著影响。例如，美国东海岸城市雨水GI相对较少，但其对水文特征和氮清除均表现出积极影响，当雨水GI占地面积超过排水面积的5％时，影响便会显现，虽然影响较小，但是加强规划并尽量增加雨水 GI是必然趋势。

（3）重新思考GI规划应对气候变化的有效性及策略

GI被视为调节、改善城市气候条件的有效手段，对其规划成效进行考量的文献主要针对改善城市热岛效应、有效固碳与减少温室气体方面，如城市绿地可以使其周边温度在白天降低 0.94℃等。

然而，也有研究对GI改变气候的规划成效持怀疑态度，认为GI多重功能实现的前提需要规划策略的制定及政策的有效执行，但通过对政府官员、民众代表、无政府组织及学术部门的调研发现，他们对GI具有的多重功能的认识存在不一致甚至矛盾，导致对GI管理的混乱。虽然研究者研究背景的差异造成对GI概念理解的区别，但是一般来说，GI可被理解为一种广泛意义上的利益资源，包括生物学、物理学上与气候变化相关的一切。从现有研究看，研究者将关注重点从强调GI规划与管理需适应城市制度环境转向关注气候变化以及气候变化与绿地的相应管理机构，表现出对于管理机构设置的合理性及执行力的重视。相关研究对城市绿地与GI在缓解气候变化方面有何异同存在质疑—如果没有区别，为何有两个概念？城市规划者与绿地管理人员如何回应气候变化的威胁？

已有研究对 GI 在中观、微观层面和短周期内缓解气候变化的效果方面达成了共识，但对于其在宏观层面、长时期的效果难以得到充分的验证，这主要是因为GI建设周期还相对较短、气候变化影响因素过多。

2. 深入发掘GI的社会经济价值以引导规划

GI具有净化空气、缓解心理压力、景观美学及保护历史文化资源等多重功能，可以带来房产增值等潜在经济价值，且到访GI进行体育锻炼或享受其生态功能均能使居民健康受益，因此对房产增值效益、居民健康受益的定量化研究也是国外学者关注的热点，相关研究成果可以应用于 GI 的布局规划及建设中。

（1）结合房产增值效益及规律指导GI 规划

在对 GI 的经济效益进行分析的工具中，支付意愿(Willingness To Pay，简称“WTP”)和享乐价格(Hedonic Price Approach，简称“HPA”)模型依然是两种最为常用的方法，通过调研问卷等方式，对房产增值效益进行分析，以获取相关数据。

例如，国外现有对谢菲尔德维克地区平均支付意愿的研究表明，参与者每月愿意支付10.56英镑(折合人民币89.83元)或收入的2％来改善街区的GI环境，年轻群体、受教育程度较低群体的支付意愿相对强烈；研究进一步证明了良好的GI环境可以带来房产的显著增值，同时也揭示了GI能使更多的底层居民受益。该结论也提醒规划者及决策制定者在布局及设计GI时，应加强对不同阶层意愿的融合，公平、高效地分配公共资源。又如，有研究运用HPA方法对马来西亚GI中的纳闽岛植物园进行了经济价值评估，相关结论不仅证明了GI的增值能力，还揭示了市民对GI功能有普遍的认知能力，加强对这一复杂的功能体系的保护，具有显著的生态意义和规划利用价值。

目前，国外关于 GI 能否带来房产增值效益的相关研究较多，但是对于不同GI类型影响能力的差异及其规律，以及空间特征的关注相对较少。例如，现有对波特兰独栋房产出售价格与街道GI的临近程度、丰富程度和特征之间关系的研究表明，与街道GI的距离、设施的规模大小、绿化覆盖率和设计的复杂程度等对房价具有显著影响，设施类型则无明显作用。然而，国内的城市居民在选择GI类型进行休闲活动时，必然会存在偏好的差异，因此在GI规划中也必然存在空间差异与侧重，对这一具体规律进行挖掘，能指导居住与GI布局的相互协调，提升人居环境的满意度。

（2）利用居民健康与环境的受益关系提升 GI 规划

国外现有研究对居民健康与GI密切相关的观点已普遍认可，居民自觉或不自觉地到访GI进行体育锻炼，能使其健康受益。随着居民对自身健康状况的重视，GI与居民健康之间的关系利用必然成为GI规划的重点，反过来也能促进GI规划水平的提升。现有研究通过访谈方式，调研了吉隆坡居民参与、认知其居住地周边GI的方式，以及居民对自身健康状况的认知，两者之间的关系得到定量验证，建议居民应经常去社区周边的休闲公园、花园及开放空间，以改善自身健康状态。GI 具有重要的社会功能，不仅能有效提升景观质量，对于相对弱势的老人、健康状况较差的群体及融入社会能力较差的儿童而言，还能丰富其休闲方式、增加社会互动。

现有研究表明，居民对GI认知存在偏差，如有研究利用遥感影像探明巴基斯坦卡拉奇GI的演变情况，又调研了居民对于自身健康状况与GI关系的认知状态，发现居民对于GI功能及状态的认知与现状绿地快速萎缩之间存在不平衡性。这与居民的文化水平及生活状态存在一定的关联，应探讨不同类型GI在改善居民身体健康方面的差异以引导GI规划，布局居民需要的绿地类型，合理控制尺度，进而满足居民的生活需求。

3. 借助宏观格局演变及城市类型学比较规律整体调控 GI 规划

空间大尺度、时间长时序和城市多类型是GI规划建设的突出特点，规划需要合理把握宏观格局特征、演变规律及个体差异，对GI规划建设进行合理调控。

国外关于 GI 在宏观层面的格局演变的研究多借助GIS工具，但流于对土地利用/覆被变化(Land Use and Land Cover Change，简称“LUCC”)的分析，近年来较为常用的方法为形态学空间格局分析 (Morphological Spatial Pattern Analysis，简称“MSPA” )。后者重点研究具有景观连通意义的区域，关注的核心为枢纽(Hubs)和廊道(Links)，强调空间的连通功能，强化斑块之间联系、交流的生态网络及功能。MSPA方法在研究 GI 规划布局的重点区域的结构特征方面具有明显的比较优势。

现有利用MSPA方法对1974～2008年罗马郊区GI中林地扩张和郊区化的相关研究表明，研究区域内林地面积增长了4％，但小于建设用地的增长率(10％)，森林多沿河流呈孤岛式蔓延，其中森林核心区域的增长面积约占研究区域面积的0.2％，并探明了被保护森林资源的景观格局结构。这一演变趋势是对 GI 中林地保护形势的警示，也是进一步进行GI规划建设的基础，不仅要求加强对建设用地蔓延的控制、提升森林核心区的质量，还指明了森林下一步沿河流增扩的模式。Michael Kuttner同样利用 MSPA 方法对新锡德尔湖奥地利、匈牙利边界区域的 GI 进行分析，得到核心区域网络结构的特征，用以指导GI规划的可持续性研究。

GI规划需要区域层面不同城市的融合与协调，如何在抓住区域内各个城市特征的基础上进行协同规划，分形等地理学方法具有较强的优势。有学者开展了关于罗马尼亚城市之间 GI 破碎度的类型学比较研究，采用分形指数、聚类分析方法，发现了人口数量及其密度、区域 GI 所占面积与大多数分形指数具有明显相关关系，解释了GI破碎化的原因，而这种关系则可明确 GI 规划中的城市定位问题以及下一步 GI 增扩的主要区域。相关方法对我国城市 GI 规划建设具有较强的借鉴价值，我国应逐步加大对城市数量及类型的比较，强化相关规律对GI规划调控的支撑。

4. 强化评估机制及管理模式对GI规划的支撑

对GI进行现状评价是规划管理的基础，形成完善的评估机制支撑、保障GI规划是众多学者努力的方向。GI规划所涉及的内容异常庞杂，如何将相关要素全面、合理的纳入规划决策，一直是GI规划的瓶颈问题。针对不易被识别的、非货币化的价值容易被忽视的问题，可借助生态系统服务功能的综合价值地图方法，评估GI的社会文化价值，将评估结果结合当地居民、管理者和政客的利益诉求，纳入到 GI 规划的早期阶段中[28]　；同时，公平性指数强调将GI精神层面的非直接利益纳入规划，依据公平空间等级来判定哪个社区从GI投资中获益最多，该类指标被运用于GI规划项目决策阶段中。

当前，国外GI规划仍然缺乏通盘考虑、面向应用的规划框架，理论框架与实践框架也存在一定的脱节。基于此，Rieke Hansen尝试构建GI规划中的多功能评价框架(图2)，并与生态系统服务理论衔接，使现有GI知识和生态系统服务评价融合，并告知规划制定者怎样在保护、加强城市绿色空间中进行选择。此外，为了营造一个更为凉爽的城市，Briny A. Norton等人提出了一个GI规划的实施框架，主要包括“识别优先的城市居民区”“GI和灰色基础设施的特征分析”“最大化GI降温效果”“为GI一体化明确街道层级”“根据场地特征及降温潜力增加新的GI”“立体绿化”等一系列的步骤。其中，“为GI一体化明确街道层级”“立体绿化”等在GI规划中较为常见，但“识别优先的城市居民区”对我国GI建设较有启发，也符合当前人的城镇化的要求。

在 GI 的管理方面，对城市生物多样性、生态系统服务功能等的管理工作是非常重要和复杂的，GI管理制度的缺失或缺陷是国外学者关注的焦点，也是需着力破解的关键问题。Erik Andersson系统梳理了斯德哥尔摩近15年来的相关研究，发现社会生态系统产生了生态系统服务功能，地方管理部门对生态系统服务功能的产生起到决定性作用，土地利用规划与管理部门却很少尽到相应的责任，因此特别建议制定不同部门参与式的管理模式。有研究运用访谈定量化的方法对美国大都市区GI管理工作进行了分析，结果肯定了公共管理部门在以城市森林为主的生态系统服务功能扩张中所发挥的作用，而私人组织却缺乏参与GI管理的积极性，由于私有制等相关制度是早期制定的，公共管理部门的这种主导作用很难制度化，尚难以进入政府规划决策中。

相关管理缺失或不同管理部门缺乏协调的问题在我国城市也不同程度地存在着，居民参与式的管理模式可以对GI建设起到良好的监管作用，GI管理需要更多结合我国土地制度及管理体制予以关注和探讨。

研究述评与主要启示

研究述评

综合以上分析，本文认为国外关于GI的相关研究主要有以下五方面的特点。

(1)强调生态效益优先。国外GI以保育、提升自然生态功能为基础规划目标，在建设过程中强调生态环境改善、资源衔接和物种保护等方面，且已实现了对城市雨洪管理的有效控制。然而，学术界对于建成后的GI能否充分发挥生态价值仍存在一定的争议，如在生物多样性保护规划中过于注重保护濒危物种，是否容易直接导致对其他物种的保护性投入减少；在应对气候变化方面，对于GI规划评估标准还存在疑问，应更多关注建设环节中的执行问题和部门间的协调问题。

(2)重视对社会经济规律的挖掘与利用。GI规划与自然空间关系密切，也具有社会福利的重要特征，与居民居住、生活空间相互耦合。国外的相关研究表明，城市GI规划与建设多结合不同人群的认知、感受，或房产价值与GI空间关系等社会经济层面进行考虑，期望充分发挥GI的社会空间影响作用和社会服务价值，达到合理、有效引导规划的目的。

(3)数据驱动、定量模拟优势突出。国外在GI规划前期，多借助相关定量分析手段从宏观层面开展工作，通过获取第一手资料进行数理统计分析，其主要形式包括了空间遥感影像数据、地理信息数据，同时也涵盖了详细的调查问卷、网络平台指标调查等方面的资料。进而利用 MSPA 等空间定量分析方法，有效挖掘数据内在规律，作为明确规划目标与方式的参考。国外GI规划还比较注重试验模拟以直接指导实践，如通过模拟地表地被的类型与地表径流之间的关系，对社区 GI改造提升进行指导。

(4)注重管理制度与机制的完善。欧美发达国家已进入GI发展的稳定阶段，较少开展大规模的GI建设，对于规划环节中的规划设计方法及技术路径的关注已转移到对于管理体系完善的研究方面。就我国目前发展现状而言，更应借鉴西方国家GI规划在技术方法、营建策略等方面的经验，同时基于自身发展特征，在GI规划过程中综合多个利益群体，建立起合理、可行的多元管理机制。

(5)体现多学科、多尺度协同交融的特征。国外GI规划过程注重多学科的参与，不仅涉及到环境治理、植物学、生物学和土壤学等自然生态层面，还与城市规划、土地规划、景观、文化、经济、地理、管理及社会等方面密切相关，融合、交叉的特征较为突出。就涉及的规划建设尺度而言，从宏观层面的国家、区域GI规划，到中观层面的城市、街区、流域规划，再到微观层面的街道、居住区、单块绿地，直至某个街景、单一场地、居民个体等细微层面的规划设计。

对我国的主要启示

我国正处于快速城镇化阶段，人地矛盾更为严峻，绿色生态发展的转型趋势逐渐强化，GI势必成为今后较长时期内规划关注的重点。国外相关研究的最新进展对我国GI规划、建设及管理主要有以下四个方面的启示。

(1)寻求GI概念共同点，强化自然生态功能。GI理念的提出源于西方，在我国，不同学科由于研究背景及侧重不同，对GI的定义及要素内涵等方面存在一定的偏差与争议，但各学科应就GI基本自然生态功能的认知达成一致。在GI规划建设过程中，应将保护生物多样性、结合城市雨洪管理和改善城市热岛效应等作为重点目标；将积极使用乡土植物、提升城市居民参与度、适度增加雨水GI的运用和增强GI固碳效应等方面作为主要技术手段，从而解决由快速城镇化所导致的城市居民与自然生态环境脱离的问题。

(2)强化多方协同及责任归属，注重挖掘社会经济规律。GI的规划与建设必然会对特定区域内社会、经济等方面效益的增加起促进作用，使得该区域内居民在身体保健、房产增值和社交活动等方面获益。在此情况下，不同学科及行政部门间针对GI的协同研究与规划显得更为重要。各学科应协同探索不同类型GI针对不同区域的潜在社会经济价值，以及不同利益阶层对社会经济利益的诉求，为后期规划建设制定方向与导则；规划部门应在考虑整体利益的前提下，明确提升社会经济效益的重点区域，同时成立由城市规划、土地和环境保护等主要行政部门组成的GI规划建设联合协调委员会；在GI规划后期，应依据其建设成效考核相关部门行政绩效，逐步完善法制保障和约束机制；GI规划还应打破行政属地界线，消除多头监管、落实执行难等问题，使其充分发挥社会经济效益。

(3)加强定量化、空间化技术的运用，开展GI规划建设。我国对GI定量化的研究相对较少，且主要集中在自然生态领域，而在社会经济学背景下对GI规划的分析则多是从定性层面展开的，从而限制了对其内在机制的挖掘。因此，针对GI规划的进一步研究可采用定量化手段，利用GIS、RS等工具，运用形态学空间格局分析、聚类分析与分形指数等研究方法对地理数据进行详细处理和归纳。在宏观层面上，就GI的景观基底格局结构、生态网络联通功能和核心枢纽廊道等方面进行测度，探明GI建设基础；在中观层面上，针对GI空间布局特征、内部类型演变差异和增值效应溢出等方面进行实证；在微观层面上，针对建设标准规范、评估及管理措施进行制定与落实，从而为GI规划建设提供科学依据，切实提升应用价值。

(4)遵循实际发展规律，探索科学管理模式。我国GI规划建设较发达国家相对滞后，在内涵认知及所遇问题复杂性等方面与国外存在较大差别，远未达到国外重管理制度而轻技术方法的研究阶段。因此，我国应牢牢把握自身特点及发展实际，提取西方国家就GI研究提出的诸如生态系统服务、综合价值地图法等理论与自身条件相符合的部分，形成独特的反馈、评估与管理机制，从而保障GI规划建设对我国城市发展的实际效益。在制定GI科学管理模式时，应对大气空气质量监测、生物多样性保护、绿地网络生态体系评估、不同利益阶层满意度反馈等方面进行绩效考核，反促规划成效。同时，应避免西方国家已出现过的管理制度层面缺失、管理模式单一及体制不完善等问题，且对不同地区的GI管理模式实施区别化对待，切实提升GI规划的针对性和实效性。