第2章 村镇社区生态要素分类

第1节 研究综述

以村镇社区生态系统保护与空间规划为目标的村镇社区生态要素指标体系可主要参考生态学和景观生态学两个学科领域中的相关研究进展。生态学通常从生态系统整体性出发，主要着眼于生态系统的综合评价和保护，力求全面和深入地理解与解释生态系统与其他系统之间的关系，能够为村镇社区生态要素指标体系构建提供科学和全面的基础性理论框架。景观生态学则通常着眼于异质性生态要素在空间上的特征、分布和相互关系，关注各要素的空间特征在生态上的影响，更具有微观尺度的实践可行性，能够为村镇社区生态要素的空间特征评价指标体系构建提供参考。此外，土地利用/土地覆被分类作为遥感和规划研究中广泛应用且较为成熟的分类体系，也常用于生态空间格局评价和优化规划中，探讨土地利用/土地覆被分类标准和相关研究进展也能够为生态要素指标体系构建提供一定启示。

1. 生态学中的生态要素及生态规划策略

生态系统是一定空间中共同栖居的所有生物及其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体（李博，2000）。一般认为，组成生态系统的成分包括生物要素和非生物要素，二者缺一不可，非生物要素为生物提供生存空间和场所、供给物质和能量（盛连喜，2002）。随着全球性生态环境问题的加剧，如何保护生态系统、协调区域发展和自然环境之间的关系，寻求社会经济的持续发展，已成为当前学术界关注的重要课题，生态规划也随之兴起（肖笃宁等，2002）。

生态规划强调运用生态系统整体优化的观点，对规划区内生态系统的人工生态因子和自然生态因子的动态变化过程和相互作用特征进行分析，研究物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用、环境保护和生态建设的规划对策，促进区域生态系统的良性循环，保障人与自然之间的和谐共生、协调发展（何璇 等，2013）。进行生态规划的基础工作是生态规划调查，其主要目的是充分了解规划区域的生态特征、生态过程、生态潜力和生态制约因素。生态规划调查的对象主要包含规划区内的气象条件、水资源、植被类型、地形地貌、土壤类型、人口密度、经济密度、产业结构与布局、土地利用现状、建筑密度、环境污染状况等可能对规划区生态产生任何影响的各类因子，这些生态因子在广义上也被称为生态要素（杨小艳 等，2017）。

生态规划对于协调城乡建设与环境保护关系、促进区域生态系统的可持续发展具有重要意义，但生态系统具有复杂性、多要素性等特点，传统生态规划的各生态因子或要素难以全面测量，尤其是在村镇层级进行数据收集的成本更高，数据的全面收集并不现实。如何恰当地选取生态因子表征生态系统特点，将生态规划与现行规划体系有效衔接，从而促进生态系统保护和修复、提高生态系统服务价值，逐渐成为规划界研究的热点和重点。

2. 景观生态学中的生态要素及生态规划策略

景观生态学概念最早是由德国地理学家特罗尔提出，用“景观生态”一词表示某区域中不同地域单位的自然和生物综合体的相互关系（肖笃宁 等，2010）。之后，景观生态学在欧洲和北美经历了长时间的发展，逐渐形成一门综合性学科，其研究对象和内容大致可以概括为三个方面，即景观结构、景观功能和景观动态。景观结构是指景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；景观功能即景观结构与生态学过程或者景观结构单元之间的相互作用；景观动态则是指景观在结构和功能方面随时间的变化。这三者之间存在相互依赖和相互作用。与其他生态学学科相比，景观生态学注重空间异质性、等级结构以及尺度等在分析生态格局和生态过程中的重要性。空间格局及其变化如何对生态学过程产生影响始终是景观生态学学科的重要研究话题。也因此，景观生态学更突出空间结构和生态学过程在多个尺度上的相互作用，在时间、空间和要素组织等方面的研究比其他生态学科跨越范围更广，涉及的生态格局和生态过程层次更为丰富和多元。

景观生态规划是基于景观生态学原理，旨在帮助居住在自然系统中或利用自然系统中有限资源的人们找到一种最适宜的生活与生产途径的过程（McHarg，1969）。进行景观生态规划的目标是通过土地及自然资源的保护利用规划，实现可持续的景观或生态系统。因此，景观规划的过程和目标与国土空间规划背景下促进“三生”空间协调可持续具有一致性，其相对清晰和完整的分析框架也能够为实际规划工作提供着力点，是进行村镇社区生态格局评价和优化规划的重要方法参考。

景观生态规划的重点是景观格局的分析和优化。景观格局指的是景观的空间格局，包括景观组成单元的类型、数目和空间分布配置。其中，景观是指一个由不同生态系统组成的镶嵌体，构成景观的基本单元是斑块、廊道和基质，这三者形成了景观的空间特征。斑块是在外貌上与周围地区有所不同的非线性的一块区域，廊道是与斑块相区别的呈现线形或带状的区域，基质则是范围最大、连通性最高、在景观功能上具有优势地位的景观单元类型。景观格局会影响生态过程，格局与过程往往存在紧密的联系，而前者相比后者更易识别和研究（邬建国，2000）。因此，在实际规划工作和实践中利用景观格局特征进行生态过程的监测、推演和评价是较为可行的途径。

虽然景观是由包括动植物、水体、土壤、地形、人类活动、气候在内的多种不同要素构成的，但景观格局分析的基础仍是斑块、廊道和基质等景观单元，其区分通常是不同的生态系统（王仰麟，1997）。这种分析框架就要求景观生态学家将真实景观的要素进行数量化和类型化，从而更加便捷地收集和处理景观数据、区分出不同的景观单元，以进行景观生态规划。常见的用于景观格局分析和景观生态规划的基础数据包括类型图和数值图：前者是空间非连续性的变量，如植被类型、土壤类型或土地利用类型等，是区分斑块、廊道、基质的主要数据基础；后者则是空间连续性的变量，如生物量的分布、种群密度的分布、气温或降水的分布、地形图等（王仰麟，1997）。乡村景观要素与区域或城市景观要素之间也存在明显差异，乡村景观空间具有其独特性，表现出与区域或城市景观截然不同的景观生态特征。乡村景观是介于自然景观和城市景观之间的具有独特人地关系和“三生”特点的景观类型，其斑块构成多为农田、果园、林地、湖泊等，廊道体系包括道路、河流、防护林带、高压走廊和电网等，基质则会随村落地理位置条件等因素的不同而不同，如平原农业区村落的乡村景观基质多为农田（倪凯旋，2013）。

近年来，随着计算机技术的发展，数据处理与分析能力持续提高，地理信息系统、遥感技术以及方法模型不断进步，大量的高分辨率、多光谱、多时相的影像数据被广泛用于景观生态学分析和规划工作，基于遥感或无人机影像的景观生态研究越来越多（谭克龙 等，2013；王晓晴 等，2018）。由于遥感影像的解译和地物类型划分不具有唯一性，因此在进行景观格局分析和规划时，学者对斑块、廊道和基质的识别也存在差异，仍然缺少相对统一的界定标准。此外，土地利用调查数据的不断完善和细化也催生了基于土地利用数据进行景观生态格局的分析研究和规划工作。相比遥感或无人机影像获取的较强的时效性和动态性，虽然基于土地利用调查数据的分析更加准确、精细及可比，但无疑在资料获取、动态更新等方面存在缺陷。如何合理构建村镇社区生态要素分类与识别体系，以提高土地利用调查数据和遥感、无人机等影像数据之间的衔接程度，最大限度地将两种数据源的优点进行结合，是促进村镇社区生态规划的必然要求。

3. 生态规划导向下的土地利用/土地覆被分类借鉴

土地利用/土地覆被分类的最新研究进展对村镇社区生态要素分类具有重要参考意义（彭建 等，2006；Frondoni et al.，2011）。通过土地利用/土地覆被分类，不仅可以了解各种土地利用/土地覆被类型的基本属性，还可以认识其结构特点，从而进一步分析各土地利用/土地覆被间生态意义的差异，构建村镇社区规划导向下的生态要素分类体系。目前虽然存在多种土地利用/土地覆被的分类体系，但尚无专门针对微观尺度的得到广泛认可的分类系统，更遑论生态规划导向下的村镇社区尺度的分类系统（喻锋 等，2015）。

目前，在生态规划导向下的土地利用/土地覆被分类仍未达成共识。已有研究根据人类活动对生态的干扰强度进行划分，体现了生态规划和保护思想在土地利用/土地覆被分类中的应用，例如欧洲土地利用体系包括森林、半自然区、沼泽地、水体等类别，但这些分类方法并不直接服务于生态规划（Capotorti et al.，2012；Commission of the European Communities，2007）。为了加强土地利用管理，《中华人民共和国土地管理法》将土地资源分为三大类，即农用地、建设用地和未利用地，《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017）则分为耕地、林地、草地等12个一级类和水田、水浇地、旱地等73个二级类。同样，这些分类方式也并没有将生态保护作为重点，甚至并未专门提出“生态用地”“生态空间”等相关概念。

尽管如此，“生态用地”“土地的生态功能”等词仍在相关政策文件中被广泛提及，如《全国土地利用总体规划纲要》提出：充分发挥各类农用地和未利用地的生态功能，严格保护基础性生态用地，严格控制对天然林、天然草场和湿地等基础性生态用地的开发利用；规划期内，具有重要生态功能的耕地、园地、林地、牧草地、水域和部分未利用地占全国土地面积的比例保持在75%以上。《全国生态环境保护纲要》中指出“加强生态用地保护，冻结征用具有重要生态功能的草地、林地、湿地”。《全国主体功能区规划》中明确“严禁改变重点生态功能区生态用地用途”。因此，在强调生态保护的背景下，明确基于土地利用/土地覆被的生态要素分类对加强编制生态规划的科学性和合理性、促进规划执行和实施具有重要意义。

针对这一问题，学者从土地覆被状况、利用方式、生态功能等角度出发，进行了一系列研究并提出诸多分类方案，包括生态保护视角下的土地利用/土地覆被分类体系，并不断进行完善（表2-1）。

这些分类方法或是基于国家土地利用分类标准进行的延伸和扩充，或是根据各类土地生态价值、生态功能或生态影响等进行的区分，尚未有统一的标准形式。有些分类方法的理论性较强、各类生态用地的区分较为详细，但其较难以与现行的土地利用监测、规划和管理体系相衔接，规划应用和实际操作的难度较大，在村镇社区规划工作中适用性差；而有些分类方法虽然已经在实际规划中进行了一些实践，但大多数是针对特定区域的案例研究，并不具有广泛的普适性和村镇社区微观尺度的针对性。生态规划导向下的土地利用/土地覆被的系统性研究和统一性标准仍然缺乏，难以有效指导规划实践。