摘要:生態基礎設施(EcologicalInfrastructure,EI)是近年來在生態經濟學、生物保護、生態城市等領域出現的一個新的概念。生態基礎設施包括:維護生態系統服務、維護完整的生態網絡、恢復自然過程與功能。結合中國實際情況對EI概念在國內的應用進行了展望。
　　關鍵詞:生態基礎設施;概念;展望
　　
　　一、生態基礎設施的基本概念
　　生態基礎設施(EcologicalInfrastructure,EI)是近年來在生態經濟學、生物保護、生態城市等領域出現的一個新的概念。這一概念集中體現了在現有景觀破碎化和生態系統服務功能受到損害的背景下,維護完整、連續的生態格局的重要意義。它強調生態系統服務功能在物質空間中的具體化,是實現可持續發展的可操作的景觀戰略。EI的概念在日益拓展,在生態系統管理與生態學、景觀生態學、生態經濟學、生物保護學、生態工程學等諸多學科都有涉及。基于跨學科領域的研究,生態基礎設施思想具有豐富的內涵和意義。生態基礎設施是城市的可持續發展所依賴的自然系統,是城市及其居民能持續地獲得自然服務(naturesservices)的基礎,這里所說的生態服務包括提供新鮮空氣、食物、體育、游憩、安全庇護以及審美和教育等等。它包含一切能提供上述自然服務的城市綠地系統、林業及農業系統、自然保護地系統,并進一步可以擴展到以自然為背景的文化遺產網絡[。生態基礎設施屬于基礎設施,那么它必然具備一般基礎設施的特征。此外,生態基礎設施還有以下對人類生存意義重要的特征:(1)保障可持續發展的多功能性;(2)全民共享的公共性與同一性;(3)建設和使用的超前性與長期性;(4)服務的連續性和多層次、網絡化系統性。從不同學科角度來講,EI既是生物的自然棲息地系統,還是針對人類的城市棲息地系統,它都強調關鍵性的生態格局及資源、產品、服務等對整體系統和系統棲居者的正常運行和持久生存的基礎性支持作用。而從人類的可持續發展角度,EI是一類為人類提供生態系統服務功能的基礎設施,是為維護生態安全和健康的自然結構和基礎框架。
　　二、生態基礎設施概念內涵的詮釋
　　由于生態基礎設施(EI)的多學科交叉的特性,研究的出發點很多。本文僅從生態經濟學、生物多樣性保護與生物安全戰略、生態化工程基礎設施以及它的演化和發展對這一概念的內涵進行理解。
　　（一）生態系統服務
　　生態經濟學領域對EI的研究主要試圖強調生態系統服務在當前經濟平衡體系中的價值,以及能夠提供這些服務的生態系統和自然資本的可量化的價值。EI的概念出現在生態經濟學研究中體現了對生存危機與可持續目標的認識的加深。首先應該明確生態系統服務的含義。目前比較統一的認識是:生態系統服務(EcosystemServices)是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用[4]。Constanza等把這些服務歸納為17類,Daily將其歸納為15類。綜合起來,主要包括生態系統的產品生產、生物多樣性的產生和維持、氣候氣象的調和穩定、旱澇災害的減緩、土壤的保持及其肥力的更新、空氣和水的凈化、廢棄物的解毒與分解、物質循環的保持、農作物和自然植被的授粉及其種子的傳播、病蟲害爆發的控制、人類文化的發育與演化、人類感官心理和精神的益處等方面。生態系統服務是生態經濟學研究的核心。而EI的概念在這里不僅指能夠提供這些服務的生態系統和結構,還強調了其在當前生態環境背景下的稀缺性[5]。
　　(二)維護完整的生態網絡
　　從生物多樣性保護與生物安全戰略的視角,生態基礎設施的概念較早出現在Mander等人在生物多樣性保護的研究中。他1988年在《作為地域生態基礎設施的補償性區域網絡》(Networkofcompensativeareasasanecologicalinfrastructureof
　　territories)一文中用此概念表示棲息地網絡(habi-tatnetwork)的設計,強調核心區、廊道等組分對生物保護的作用。而幾乎同時,SelmandVan在《生態基礎設施:設計棲息地網絡的概念框架》(Eco-logicalinfrastructure:aconceptualframeworkfordesigninghabitatnetworks)一文中也進行了類似的研究。隨后,荷蘭農業、自然管理和漁業部于1990年頒布的自然政策規劃(NaturePolicyPlan)中在全國尺度上較早提出了EI的概念。這些都是從生物和環境資源的保護與利用角度提出的。關于EI或生態網絡的構成,Jongman認為生態網絡包括了核心區、廊道、緩沖區以及必要的自然恢復區,并且提出城市生態網絡建設的三個特點:前瞻性、作為自然政策制定的基礎、作為國土和區域規劃的一部分。Hubert提出生態網絡和EI建設即保護自然資源,包括水、空氣、土壤以及保護生物多樣性。Bohemen以荷蘭生態主干基礎設施(DutchEcologicalMainInfrastructure)為例,提出EI由自然核心區、自然發展區、廊道和連接、緩
　　沖帶等四部分組成�？梢钥闯�,從生物保護研究出發,EI主要指景觀中有助于或能夠引導生物在不同生境中運動的綜合特征,如景觀鑲嵌體中的廊道等線性景觀要素,核心棲息地的空間分布、連續性、內部結構的變化以及與周邊生境的差異等,并強調形成連續的整體生態網絡的重要性。因而在生物保護研究中,EI與生態網絡、生境網絡等概念是基本同義的[5]。
　　(三)恢復自然過程與功能
　　EI的另一種理解是“生態化的工程基礎設施”。在人類的生存環境中,各種基礎設施對社會、經濟的運行和發展都起到了極為重要的作用。一般狹義的基礎設施只包括人工物質基礎設施。而有研究把人類的各種基礎設施劃分為人工物質基礎設施(Man-madephysical)、自然基礎設施(Natural)和社會基礎設施(Social)三類。人類的各種基礎設施是與不同時代的社會發展需求緊密聯系的。進入到二十一世紀,城市蔓延、全球化、可持續發展成為了時代的主題或需求,因此綠色(生態)基礎設施應當成為解決目前問題并且保障未來發展的關鍵。對于當前工程化基礎設施日益交織成網,對自然系統和生態過程帶來多方面影響的現實,許多研究者試圖尋找能夠平衡和補償這些工程基礎設施帶來的生態破壞和退化的途徑�；�礎設施生態學(InfrastructuralEcology)作為在基礎設施工程規劃、設計和實施階段改善和協調多種生態功能的框架,基本內容包括尊重生態格局與過程的連續性,采取生態工程技術來降低工程建設所帶來的棲息地破碎等影響。而強調改善和強化周邊的生態基礎設施,如加強景觀連續性等被認為是重要的補償措施。目前此方面主要集中在用生態化手段來改造或替代道路工程、不透水地面、廢物處理系統以及洪澇災害治理等問題。如建立用于水體凈化和污水處理的試驗性人工濕地,綠色屋面(GreenRoofs)不同層次的暴雨洪澇治理、鄰里步行系統、等生態基礎設施研究等等。最具有代表性的是荷蘭政府1997年強調實施可持續的水管理策略,其重要內容是“還河流以空間”。以默茲河為例,具體包括疏浚河道、挖低與擴大漫灘(結合自然)、退堤,以及拆除現有擋水堰等,其實質是一個大型自然恢復工程,稱為生態基礎設施,旨在建立全國性的廣闊而相連的自然區網絡。這些研究試圖在硬質的人工化環境中恢復各種自然生態功能和過程,從而發揮對人類有益的各種服務職能,并盡可能減少人工基礎設施對自然過程和服務的破壞。
　　以上的嘗試都表明人們開始重視通過生態化改造和維護自然過程來恢復生態服務功能,因為主要針對各種工程化基礎設施,如交通運輸、給排水、防災、環保等,所以將之也稱為“生態”基礎設施或者“綠色”基礎設施(“綠色”即強調生態化)。
　　(四)土地利用、開放空間及綠地系統規劃
　　土地利用和開放空間對策在國外的發展因地理、文化和體制的不同而有所差異,但在歐美等發展相對完善和活躍的地區,目前出現了用EI思想來指導土地利用和開放空間規劃,甚至影響整個區域發展與保護的探索。自十九世紀以來,為解決城市環境問題,公園綠地一直作為一種重要的城市基礎設施。包括綠帶(Greenbelt)、綠心(GreenHeart)、公園道(Park-way)、公園系統(ParkSystem),以及田園城市(GardenCity)等概念都強調了“綠化環境對城市文化極為重要的意義”,尤其是Olmsted的波士頓“藍寶石項鏈”(EmeraldNecklace)”等實踐更體現了可貴的前瞻性規劃思想。隨著概念的發展,有人采用綠地基礎設施(GreenInfrastructure,GI)表示連續的綠地空間網絡與生命支持系統,實際上與生態基礎設施的概念趨于一致國內也一直將園林綠化作為城市基礎設施中的生態環境保護子系統,但目前從指導思想與實際操作手段和效果看還存在著諸多問題。
　　三、生態基礎設施的實踐意義
　　(一)生態基礎設施的規劃內容
　　人類的各種基礎設施對實現可持續發展無疑都具有重要的影響,但是如果拋開基于人性擴張欲望的膨脹式發展模式,而從一種良性和穩定的發展角度來看,當前的各種基礎設施對人類所起的作用各不相同。有人認為社會、經濟、基礎設施和自然系統幾部分是一種平行關系,它們相互交織、相互聯系、相輔相成,相生相克�？沙掷m金字塔表明了一個可持續的生態系統是如何通過向人類系統和人工環境提供生存的自然資源而成為我們社會的基礎。這座金字塔中包括了建設資本(灰色基礎設施)、人類與社會資本(可認為是社會基礎設施)、自然資本和可持續的生態系統(可認為是生態基礎設施,包括物質要素及各類生態過程和功能)。它們形成自上至下依次增大的支撐結構,這樣才能構成一個穩固的人類生存環境的支持體系,也是一種人與自然和諧的可持續生存環境。城市復合生態系統理論也強調,在城市復合生態系統中,自然子系統是基礎,經濟子系統是命脈,社會子系統是主導。圖1可持續金字塔
　　生態系統服務功能為人類提供了生存保障,它們的強弱取決于生態系統中的生態資本存量,而生態資本存量的多少反映了一個國家可持續發展能力的大小。生態系統服務被認為是EI的核心特征,這一認識的目的不僅在于強調能夠提供這些服務的生態系統和結構,更強調其在當前生態環境背景下的稀缺性。即自然資本已不再充足豐富,唾手可得,在許多地方,尤其是城市地區,自然組分成為殘遺斑塊和廊道甚至已經消失殆盡。而與此相反,大量人工基礎設施和建筑日益成為大地景觀的主體。就全球來講,森林、淡水等資源無疑已經成為了整個人類可持續生存的戰略性要素。
　　就我國而言言,還面臨著如何利用外部資源以及如何維護自身生態資本存量的問題。生態資源現狀對我國未來經濟發展的影響,生態系統對維持我國社會經濟體系的保障能力等問題亟待研究。這些不可再生的資源將是制約我們生存和發展的新的瓶頸。這種狀況迫使我們必須要轉變觀念。
　　(二)生態基礎設施強調的規劃方法
　　EI概念對規劃方法產生了多方面的影響。美國學者Honachefsky認為城市的無序蔓延和對生態環境的破壞是因為將土地的潛在經濟價值置于生態過程之前所致,強調應將EI的價值和服務功能與土地利用決策相結合,因此提出了EI優先的思想(PuttheEcologicalInfrastructurefirst):在城市總體規劃當中,將生態基礎設施置于先行考慮的地位,在此基礎上制定土地利用和開發規劃,對環境狀況進行長期的科學監測,建立適合當地的“生態指標”(EcologicalIndicator),從而對自然資源的健康予以評估和監控,并將各個方面的利益主體和人員納入土地利用決策當中來,尤其對何種環境應該受到保護予以協商。而在近年來備受關注的“巧妙的增長保護”(aframeworkforsmartconservationandsmartgrowth)思想也強調了這一點。建立在保護土地和自然景觀資源的基礎上,近年來從單純強調保護第一的方針開始走向利用生態基礎設施來引導城市的開發,從而實現“生態基礎設施為導向的巧妙的增長”的途徑。這種途徑積極意義體現在強調不是將土地保護與發展孤立或對立起來,而是充分考慮土地開發、城市增長以及市政基礎設施規劃的需求。還有學者認為,“巧妙的增長”的理念提供了構筑21世紀的城市規劃法規的基礎。新的認識是“土地是一種無法再生的自然資源,土地利用和環境質量有密切關系,因而必須保護土地”。這種新認識在新一輪的規劃法規中有所體現。
　　俞孔堅等曾針對中國的快速城市化問題和中國國土生態安全,通過“反規劃”途徑建立城市生態基礎設施。強調與城市規模和建設用地功能相比,生態基礎設施永遠為城市所必須,需要恒常不變,因此需要逆向思維的城市規劃方法論,即應在
　　城市和區域規劃中首先規劃和完善非建設用地,設計城市生態基礎設施,形成高效地維護城市居民生態服務質量、維護土地生態過程安全的景觀格局。
　　(三)生態基礎設施的實踐意義
　　將生態系統放在一個十分重要的位置對于規劃領域具有巨大的意義。如同其他基礎設施一樣,如果沒有前瞻性的規劃,城市將無法運轉,人類將無法生存。且隨著人類生存空間的膨脹,這種威脅將越來越大。如果只是被動的追隨城市的擴張,只是后續的“添綠”,則無法起到積極的生態平衡作用。從規劃方法來講,從單純被動性的綠帶規劃和只從休閑游憩出發的公園設計是不夠的。生態系統服務功能需要綜合生物、水文、氣候等學科知識,通過空間規劃手段建立生態安全格局。而從空間形態來講,根據區域與城市的內在生態過程需要來判別最為關鍵的生態格局,構建連續、完整的綠色網絡是生態基礎設施思想的核心。
　　因此,盡管EI概念理論方法的研究是一個新的領域,即便在歐洲和北美洲,這一概念仍然和其他思想發生著頻繁的交叉,也不斷出現與之關聯的新思想、新理念。但可以看出,這種思想是經過了西方數百年工業化和城市化發展后,對于人地
　　關系的客觀發展態勢和規劃的主觀意識走向的深入思考。雖然我國的人情、地情以及文化背景與之不同,但卻正在面臨著更為嚴峻的人地關系危機的現實。該理論為我們提供了一個理解土地的生態過程和生態安全,基于生態倫理與價值觀層面來重新認識生態系統服務功能價值的平臺。
　　四、中國生態基礎設施應用展望
　　就我國而言,EI理念對于重新審視國土與區域規劃、土地利用規劃、城市總體規劃和綠地系統規劃提供了借鑒。主要體現在以下幾方面:
　　(1)規劃方法
　　與其它基礎設施一樣,前瞻性是EI規劃的關鍵所在。
　　(2)規劃內容與EI的格局
　　就國內規劃方法體系來講,由于比例、指標和分類等的局限,理應承擔維護區域與城市生態安全的綠地系統的內容和功能遠遠未能達到應有的生態系統服務功能水平。因此,跳出這一桎梏來鑒別并保護城市化地區發揮生態系統服務
　　功能的EI系統十分重要。正如EI(GI)被認為是“所有具有滲水性地表及能夠支持植物生長的土壤的場地”,城市中許多種土地利用都有著重要的生態服務功能,對構成EI(GI)有積極的意義。如公園、水系、墓地、教堂和學校、開放空間、農田、社區花園、公共設施走廊、鐵路線、采石場、閑置地以及有待于鑒別和修復的廢棄地,另外城市中的小塊綠地、行道樹、私家庭院等也同樣十分重要。
　　(3)規劃的尺度與用地比例
　　EI格局具有層次性,可以跨越尺度。如場地尺度的EI可以與更大尺度的網絡相連,區域尺度與某一地段的EI可以銜接。EI思想吸取了生態網絡和綠色廊道等概念所強調的連續性和完整性的特性,對聯系破碎生境斑塊、保持連續的休閑網絡和增加可達性,建立連續的文化遺產保護體系有積極意義。同時,在既定的尺度和格局的基礎上,保持多大比例的生態用地是一個十分重要的課題。對于中國而言,在土地極其緊張的情況下如何更有效地協調各種土地利用之間的關系,如城市發展用地、農業用地及生物保護用地之間的合理格局等。