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从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究.pdf

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1、专题:绿色基础设施韧性研究的国际经验|INTERNATIONALEXPERIENCEINRESEARCHONRESILIENCEOFGREEN园林,2 0 2 4,41(0 3):0 4-12.INFRASTRUCTURE从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究Model to Application:A Study on a Decision Support Tool for Rural EcologicalRestoration Planning Based on Ecosystem Services Trade-offs董楠楠王怡琪 Harald Zepp Lars

2、Gruenhagen Malte BuhrsChristin Busch魏维轩!DONG Nannan*WANG Yiqi Harald ZEPP?Lars GRUENHAGEN?Malte BUHRS?Christin BUSCH WEI Weixuan(1.同济大学建筑与城市规划学院,上海2 0 0 0 9 2;2.波鸿鲁尔大学地理学系,波鸿448 0 1;3.ILS-国家和城市发展研究所有限公司,多特蒙德D-44135)(1.College of Architecture and Urban Planning,Tongji University,Shanghai,China,200092

3、;2.Institute of Geography,RuhrUniversitat Bochum,Bochum,Germany,44801;3.ILS-Institut fur Landes-und Stadtentwicklungsforschung GmbH,Dortmund,Germany,D-44135)文章编号:10 0 0-0 2 8 3(2 0 2 4)0 3-0 0 0 4-0 9DOl:10.12193/j.laing.2024.03.0004.001中图分类号:TU986文献标志码:A收稿日期:2 0 2 3-11-2 9修回日期:2 0 2 4-0 1-2 9摘要在全球范

4、围内的气候变化背景下,具有多种功能和服务价值的乡村生态空间成为当下国际生态规划研究与合作的关注热点之一。为实现乡村生态空间的精准管理与规划,中德双方围绕联合课题“生态系统服务概念在德国鲁尔与中国大都市区韧性发展模式下的绿色基础设施规划应用”进行了深人探索。在土地利用与土地覆盖类型的基础上,进一步识别了生物群落类型,并基于调节、供给、文化三大生态系统服务类型,选取了评估生态系统服务供需权衡的指标和对应权重,构建了乡村生态空间规划场景下的生态系统服务价值评测模型。以上海市水库村为例,运用该课题的评测模型,初步评估了典型乡村生态规划场景下的生态系统服务价值。最后,从应用尺度、研究范围以及操作流程三个

5、方面总结了该评测模型的优化方向。关键词乡村;生态修复;生态系统服务;供需权衡;决策辅助工具AbstractIn the context of global climate change,rural ecological spaces,which offer a variety of functions and service values,haveemerged as one of the focal points in international ecological planning research and cooperation.To achieve precise manage-me

6、nt and planning in these rural ecological spaces,the Sino-German joint project“Implementation of the Ecosystem ServicesConcept in Green Infrastructure Planning to Strengthen the Resilience of the Metropole Ruhr and Chinese Megacities under-took an in-depth exploration.This project,based on land use

7、and land cover types,further identified biotop types.Utilizingthree major ecosystem service types:regulating,provisioning,and cultural,it selected indicators and corresponding weights forassessing ecosystem services trade-offs between supply and demand,thereby constructing a model for evaluating eco

8、systemservice values in rural ecological space planning scenarios.Taking the Shuiku Village in Shanghai as a case study,this paperuses the evaluation model and preliminarily assesses the ecosystem service values in typical rural ecological planning scenarios.Finally,this paper summarizes the optimiz

9、ation directions of this evaluation model in terms of application scale,research scope,and operational procedures.Keywordsrural;ecological restoration;ecosystem service;trade-offs between the supply and demand;decision support tool董楠楠1975年生/男/安徽合肥人/博士/副教授/研究方向为景观规划与设计基金项目:*通信作者(Authorforcorresponden

10、ce)E-mail:国家自然科学基金面上项目“光绿组合模式下的屋面绿化夏季调温综合效能及其影响因素研究”(编号:52 37 8 0 7 2);上海同济城市规划设计研究院有限公司2 0 2 3年教育部产学合作协同育人项目“基于数字化技术的乡村生态空间规划编制项目案例”(编号:2 3110 0 155154454)04 I 国林从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究丨董楠楠等:园林/2 0 2 4年/第41卷/第0 3期1研究背景1.1乡村生态修复的研究趋势乡村地区作为城乡人居环境的生态基底,在城镇化的过程中面临着景观格局破碎化、乡村生态系统服务能力降低图、生态环境质量恶化等

11、诸多问题。面对气候变化的全球挑战,乡村生态空间的保护与修复已成为当下国内外的研究热点话题。联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization,FAO)在“促进有助于加强粮食安全和营养的可持续农业和粮食体系的生态农业及其他创新方法”中提到,发展生态农业需密切关注与乡村生态系统服务评估与生物多样性保护等方面的协调发展。全球环境基金(Global EnvironmentFacit,G EF)在面向可持续发展的中国农业生态系统创新性转型项目中也强调了通过科学规划农业生态景观,实现农业生态系统循环与生物多样性保护的重要意义。国外乡村生态治理与修复的研究重点关注特定乡村空间

12、场景下,乡村生态修复实践对当地生态系统服务综合价值的影响。如在乡村河流生态空间类型研究中关注水质和生物多样性的现状与河岸带植被生长潜力的评估1-9。在农田生态空间类型中,多数研究将农业发展与生物多样性保护相结合,从而促进农业可持续发展9-11。而在乡村林地生态空间类型中,研究重点集中在从变更土地利用类型的角度,恢复林地的综合生态功能与价值2 3自2 0 17 年国内提出乡村振兴战略以来,乡村生态问题愈加受到重视。在此背景下,当前国内乡村生态修复研究注重在乡村振兴视角下,探索基于“三生”空间的解决路径与发展模式,从而指导实际的工程应用实践1415。近年来,在全域土地综合整治与环境专项治理的政策指

13、引下,国内学者还围绕乡村用地规划调整中如何精准识别修复分区展开了系列研究,并强调需要综合考虑多元生态系统服务的过程7。其中,乡村河道和湿地景观19 2 是国内学者重点研究的空间类型。1994年乡村生态景观保护框架(TheConserv-ation of Rural Ecological Landscapes Framework,CRELF)中提出按照乡村景观单元类型进行生态功能的评估。如何准确评估乡村生态效益,探索有效的生态修复途径是当下乡村生态研究的热点之一2。其中,生态系统服务供需匹配是有效发挥乡村生态效益的前提条件。目前应用较为广泛的以Costanza与千年生态系统服务构建的指标体系为主

14、,主要分为供给、支持、调节与文化服务4类2。国内外乡村地区生态系统服务供需研究主要涉及乡村生态水环境2、乡村生态旅游2、乡村游憩服务、乡村景观风貌等领域。生态模型法和市场价值法在较大尺度的乡村生态空间应用较为广泛;小尺度的乡村生态效益研究主要通过实地调研结合参与法,确定特定乡村生态空间类型(如水环境30、生态农园7)中的生态系统服务评价因子,构建其分级分类的评价指标并进行综合评价。1.2国际化背景下的生态修复工具研究合作随着全球化的不断深入,跨国和跨地区的合作愈发成为当今应对气候变化挑战的重要趋势。国际农发基金(International Fund forAgricultural Develo

15、pment,,I FA D)在支持乡村地区恢复自然生态系统和生物多样性方面进行了探索与实践31;欧盟各国在恢复退化的生态系统并减轻乡村地区生物多样性丧失方面展开了积极合作图;在国际组织的引领下,非洲国家之间开展了乡村地区生态系统修复项目,旨在防止乡村空间的土地荒漠化和生态系统退化等问题3。随着国际间合作关系的加深,如何将基于不同地区治理经验的知识和经验进行转移转化甚至共同创造新的工具,成为新形势下国际合作的新趋势。首先,国际合作伙伴之间相关政策规定的差异和技术转移的挑战,限制了研究合作的深度。其次,不同地区、不同项目的不同需求,也增加了跨国合作研究关于标准化流程设计与使用推广方面的困难,限制了

16、知识和标准体系与地方实践场景的结合转化。作为解决这一合作问题的尝试,德国联邦教育与研究部(Bundesministerium fur BildungundForschung,BM BF)于2 0 17 年设置了面向国际技术合作的“城市地区可持续发展项目”(Sustainable Development of Urban Regions,SURE)系列,该项目研究已经进行了7 年半的研究与实践,围绕可持续性以及韧性两大主题,促进德国研究团队与中国及东南亚研究团队探索相应的技术工具,解决亚洲地区因城市化、自然资源过度使用以及气候变化等因素带来的问题。该系列项目目前在研课题10 项,经过了概念阶段之

17、后,目前已进入了研发测试阶段。2模型:基于生态系统服务供需以及协同权衡的生态修复工具研究2.1IMECOGIP课题背景作为SURE系列课题之一,IMECOGIP课题由德国波鸿鲁尔大学(Ruhr-Universitat Bochum)HaraldZepp教授团队主持开展,其全称为生态系统服务概念在德国鲁尔与中国大都市区韧性发展模式下的绿色基础设施规划应用(Implementation of the ecosystem services concept in greeninfrastructure planning to strengthen the reslience of theMetropo

18、le Ruhr and Chinese megacities,IMECOGIP)。IMECOGIP课题于2 0 19 年启动,课题组成员来自不同的学科领域,例如城市生态学、风景Landscape Architecture Academic Journal1O5专题:绿色基础设施韧性研究的国际经验IINTERNATIONALEXPERIENCEINRESEARCHONRESILIENCEOFGREENINFRASTRUCTUREKnowledge知识Sustainable可持续Change变化GI实施场景图1IMECOGIP工具箱开发的核心思路Fig.1Coreconceptual framew

19、ork forthedevelopment of the IMECOGIPtoolbox图2 IMECOGIP工具箱的生态系统服务评测指标体系Fig.2Ecosystem services evaluation indicator system of the IMECOGIP toolbox温度调节碳封存碳储存大气污染物PMo处理淡水的化学条件Implementation保护育种群和栖息地Scenarios场景ToolboxES工具箱Detection监测Development发展Transfer转移暴雨洪水调控视觉筛选健康、游憩和娱乐(通过体育锻炼)健康、游憩和娱乐(通过被动互动)教育和培训

20、调节服务美学体验文化服务实施通过其他化学或物理手段进行调解Nbs噪音衰减授粉营养植物栽培饮用地表水和地下水用作原料的地表水已完成实施的指标准备的指标1用于娱乐/演示的生命系统元素科普调查/生态知识供给服务在文化或遗产方面具有共鸣的特征精神和象征性互动具有象征意义的生命系统要素木材待研究开发的指标预期实施的指标2园林学、地理学、社会学、地理空间信息科学等。在跨学科合作支持下,IMECOGIP课题尝试不仅为城市规划师、景观师以及相关企业提供便捷的生态系统服务评测数字工具,进行生态现状基底及未来潜力的勘查与识别,还能够为政府部门提供不同规划方案环境绩效的模拟及比较,从而辅助以生态发展为导向的规划决策

21、。IMECOGIP课题研究的核心思路是基于土地利用及土地覆盖类型(Land Use and Land Cover,LULC)的空间数据,进行绿色基础设施(GreenInfrastructure,G l)的生态系统服务(EcosystemService,ES)供需识别及评估研究。基于QGIS软件,开发了一个开源的工具箱,结合研究地区的气候、文化以及社会经济特征,此工具箱能够评估及权衡在不同土地利用方案或发展条件下,城乡绿色基础设施的生态系统服务能力;并且基于评估的结果,提出基于自然的解决提升方案(Nature-based Solution,NbS)(图1)。2.2IMECOGIP工具模型的研究重

22、点IMECOGIP工具模型的研究重点之一是评测指标的选取。按照欧洲环境署发布的生态系统服务国际通用分类标准(The CommonInternational Classification of Ecosystem Services,CICES),将生态系统服务评测指标体系分为了调节(regulation service)、供给(provision service)以及文化服务(cultural service)三大类,可细分为2 4项指标(表1)。图2 展示了IMECOGIP工具箱包含的各项评估指标,以及各指标现阶段的开发完成情况。在具体组成方面,IMECOGIP工具箱由针对不同的生态系统服务指

23、标进行价值计算的模块组成。现阶段已投入应用的模块包括冷却强度(cooling intensity)、空气净化效果(air fitration)、径流管理(flow regulation)、碳固定(carbon sequestration)等生态系统服务评测模块。针对所选的评测指标,于2 0 19 年10 月邀请了17 位来自高校、规划部门、市级政府的国际专家人员,围绕LULC分类对应的各项生态系统服务能力重要性进行评级(图3)。在收集了各个专家的评分后,对所有分数通过平均意见分数法(Mean Opinion Score,M O S)进行了最小一最大标准化,并通过计算得到了不同类型LULC对应的

24、每项生态系统服务重要性评级量表。为了验证结果的可靠性,对每类LULC对应的生态系统服务平均评级与各评级的标准差进行回归分析,为测算研究区域综合的生态系统服务供需水平提供了科学验证结果。2.3IMECOGIP工具模型的流程构架IMECOGIP工具模型的设计构思是构建了一个从“知识”到“数据和方法”再到“信息”的逻辑闭环,从而实现了从科研到实践的应用转化。通过建立一个基于标准数字底06 I国林从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究丨董楠楠等园林/2 0 2 4年/第41卷/第0 3期表1IMECOGIP工具箱生态系统服务评测指标体系介绍说明Tab.1 Description

25、of the IMECOGIP toolbox ecosystem services evaluation indicator system一级指标Primary indicatorA调节服务B供给服务C文化服务C具有象征意义的生命系统要素座与工作流的应用操作框架,IMECOGIP工具箱实现了对于多尺度、多背景、多源数据的规范化管理与评测。具体的运行流程为:(1)需求,在工具箱提供的模型基础上,用户可以自行调整对应的参数与公式,从而构建精二级指标指标说明Secondary indicatorIndicatordescriptionA,视觉筛选在缓冲区内遮挡人们视线的难看物体的百分比(%)A暴雨

26、洪水调控空间单元截留单场暴雨的排水量(m)在用户自定义的热浪期间,与不透水表面相比,城市A温度调节绿地的降温强度(Kelvin/kWh)A碳封存生物群落从大气中吸收的碳量(gC-ma))A碳储存生物群落的生物量中储存的碳量(gC-ma)A大气污染物PMio处理植被表面吸收直径为10 m的颗粒物量(kg-haa)A淡水的化学条件淡水生态系统化学状况的调节生物群落类型维持作为指示物种的鸟类育幼种群的A保护育种群和栖息地能力A,通过其他化学或物理自然过程减缓人为起源的干扰,涵盖生态系统吸收和手段进行调解减少人类活动引起的环境干扰的作用A噪音衰减通过植被减少噪声污染的能力A授粉生物群落类型支持传粉昆虫

27、的能力B,营养植物栽培可重复和可持续种植可食用植物的地点(地貌、土壤、气候、自然灾害)可用于饮用目的的土壤生物单位的年地表水和地下水B,饮用地表水和地下水补给量(m)可用于生产、加工等目的的土壤生物单位的年地表水B,用作原料的地表水补给量(m)B.木材通过栽培和从野生来源获取的木材C健康、游憩和娱乐(通直接、现场和户外与生命系统的互动带来的益处,尤过体育锻炼)其是通过体育活动C健康、游憩和娱乐(通通过与自然被动互动获得的好处,包括心理、生理等过被动互动)方面,而无需积极参与或改变环境使用生命系统及其特征作为现场教学和学习活动的主C,教育和培训题,包括在自然环境中发生的教育和培训经验划定复杂区域

28、,例如公园,它们以一种能够提供审美C.美学体验体验的方式结合了生境特征和技术基础设施(按顺序排列)C,用于娱乐/演示的生命与生命系统的知识性和代表性互动密切相关,自然元系统元素素用于娱乐或代表,常见于文化或艺术背景C.科普调查/生态知识促进现场研究和获取环境及自然知识的能力C在文化或遗产方面具被人们认为具有文化、历史或遗产重要性的生命系统有共鸣的特征能促进精神或象征性互动的要素,包括环境中的非生C:精神和象征性互动物元素涉及使用生命系统(如植物或动物)作为国家或地方徽章或象征用户通过在QGIS平台上输入待研究区域的基础数据,并按照相应要求进行标准化处理;(2)根据项目的不同场景和生态修复的具体

29、准化的综合生态系统服务评测模型(图4);(3)经过评测模型的运算,可以得到研究区域的生态系统服务评估结果,结果以空间分析图和评分图表的形式清晰直观地呈现(图5)。值得一提的是,在图表展示的评估结果中,大多数模块参考的土地利用类型是林地,因为其在提供众多生态系统服务方面表现出最高的水平,因此被赋值为1;其他土地利用方案取值均为对比此方案下的相对数值,赋值范围为0 1。但是用户可根据基地的具体情况进行调整,然后将偏离默认值的情况记录在案并说明理由。统一比较基准并进行相对赋值的方法,不仅使得IMECOGIP工具箱的评测结果更加直观清晰,还方便了同一基地不同方案的述选。IMECOGIP工具箱还能实现标

30、准化的数据流管理,针对不同项目背景,首先制定和发布通过统一的数据标准,并结合规则约束、系统控制等手段,对项目的数据,例如文件命名、数据格式、坐标系设置等方面进行规范化处理。再在经过数据标准化处理的项目文件中,导入工具箱的各个模块并进行运算。标准化的数据流,能够实现工具箱内部数据的完整性、有效性、一致性、规范性、开放性。统一的数字底座与操作流程,大大减少了IMECOGIP工具箱的基础数据处理量,提升了后续工具箱内部各项生态系统服务模块运元素算,以及成果展示和输出的处理效率。同时,这不仅为用户提供了在数据收集与处理阶段的步骤与参考,方便其选用工具箱进行生态系统服务的供需评测;同时还允许用户按照自身

31、需求更改各项参数信息与计算公式,实现针对不同项目各项生态系统服务指标的精准评测。Landscape Architecture Academic Journal1O7专题:绿色基础设施韧性研究的国际经验IINTERNATIONALEXPERIENCEINRESEARCHONRESILIENCEOFGREENINFRASTRUCTURE城市佳宅(不透水半大30%80%预留开发用地/建设中用地城市住宅等级+80%)城市住宅+.30%)中(不透水率(不透水张小工业用地和仓储用地城市绿色用地水体(河流)农村生宅(公园)体育和娱乐用地农业用地农林业用地教育和文化用地福业用地交通设施用地市为营养目的饲养的动

32、物以营养为目的的原地水产养殖动物作为材料使用的地表水(非饮用目的)作为材料使用的地下水(和地下水)(非饮用目的)水文循环和水流调节(包括防洪)授粉(或海洋中的“配子“传播)维持苗匾种群和生境(包括基因库保护)分解和固定过程及其对土壤质量的影响通过生物过程调节淡水的化学状况温度和湿度的调节,包括通风和蒸胎作用促进健康活动的生命系统的特点(主动)能够开展促进健康活动(观察)的生命系统的特点促进科学研究的生命系统特征促进教育和培训的生命系统的特点可带来审美体验的生命系统特征最大供给服务最大调节服务最大的文化服务对比(最高评级与最低评级之间的范围)图中色块说明注:其中评级数值越高,代表此类LULC能够

33、提供的对应生态系统服务的能力越强。0.20.21.91.61.41.30.80.81.02.11.61.51.0.01.31.921.61.9评级得分0 1(包含)0.20.32.72.11.61.71.10.91.12.21.71.61.11.11.42.72.21.72.5评级得分1 2(包含)0.60.42.72.5212.11.61.51.32.52.12.41.31.31.92.72.52.42.31.50.92.92.62.32.52.02.11.62.52.42.8111.22.12.92.52.82.01.10.92.92.93.83.83.63.92.53.84.64.34.

34、04.14.62.93.94.63.7评级得分2 3(包含)1.80.6242.93.13.3273.12.3292.32.42.42.32.42.93.32.4271.60.42.32.62.52.82.63.11.92.62.32.42.52.42.12.63.12.52.71.91.13.03.03.84.23.73.52.53.53.73.33.23.33.73.04.23.73.1评级得分3-4(包含)1.30.83.24.74.54.54.34.84.03.54.34.04.84.74.84.74.84.84.02.13.83.32.53.82.33.41.94.53.84.04.

35、1414.14.63.84.54.62.71.133.11.92.81.72.11.23.23.02.42.52.12.22.93.13.22.92.1评级得分4-5(包含)0.30.51.71.20.80.60.50.30.61.41.20.80.50.60.91.71.41.21.40.30.51.61.10.80.70.50.40.91.81.10.80.90.80.91.61.81.11.50.20.21.31.51.0110.80.90.71.93.32.41.21.91.51.51.93.33.10.50.42.01.51.31.21.10.80.81.72.31.81.82.61

36、.92.01.72.62.20.20.10.80.70.80.70.40.30.51.50.91.00.70.60.80.81.51.01.40.30.31.91.41.10.90.7.0.51.31.61.31.61.01.41.31.91.61.61.60.10.32.62.21.41.5120.91.02.31.91.71.01.01.52.62.31.92.53图3按土地利用和土地覆盖等级划分的上海生态系统服务重要性数据库:涵盖城市生态系统的所有重要组成部分人生物群落城市形态/表面基质/土壤气候输入数据转换和预处理ES模型的输入变量工具箱内部运行ES评测模型ES供应按等级排序的ES指标

37、定量的ES指标ES的定量生物物理价值输出4分级134(源于CICES5.1)Fig.3 Graded significance of ES(derived from CICES 5.1)by LULCclassforShanghai图4IMECOGIP工具箱的生态系统服务价值评测逻辑构架图Fig.4 Logical framework diagram for ES evaluation in IMECOGIPtoolbox08 I国林从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究丨董楠楠等园林/2 0 2 4年/第41卷/第0 3期CIEKIRCHHARPEN例:生物量3807例

38、:生物量KORN-HARPENDeponieAVKEN-FHEIDAERFELD图5应用IMECOGIP工具箱对德国波鸿地区进行碳固定生态系统服务价值评估的标准化成果展示Fig.5Standardized presentation of theresults of carbon sequestration ES evaluation in Bochum,Germany,using IMECOGIP toolboxKLEYBo-LaerTIRFNC0LAER1150015005000KALTE10000HAROTa空间分析最大(1.0 0)目前状态(0.58)最差状态(0.0 0)b图表数值53

39、场景:面向中国乡村生态修复的工具应用当下中国乡村地区生态系统服务供需研究不仅针对不同类型生态修复工程中土地利用变化对农业产出、水土调节与乡村旅游等生态系统服务能力的影响评价,而且开始重视对于生态修复工程综合性的生态效益(如生产供给、气候调节、生物多样性水平提高与美学景观服务3等)的精准评估。通过对乡村生态空间的生态系统服务能力进行定性与定量的评估,能够为乡村空间规划、生态保护与修复、土地管理和自然资源利用等决策过程提供参考与指导37。3.1基于中国乡村生态空间的LULC分类体系构建土地利用与土地覆盖类型是IMECOGIP工具箱进行生态系统服务供需评测的基础。IMECOGIP课题组在德国现有的土

40、地利用分类标准基础上,结合国土空间规划、用途管制用地分类指南(试行)、上海市控制性详细规划技术准则(2 0 16 年修订版),以及上海市城市总体规划(2 0 17-2 0 35年)等政策文件,对以上海为代表的乡村生态空间中的用地类型与生物群落类型进行了转译与识别,即将中国乡村用地类型分为了森林、湿地、居住用地等13个大类(表2),并进一步细分为135表2 IMECOGIP工具箱针对中国乡村空间的用地类型分类细则Tab.2 Detailed LULC classification for China rural areas by IMECOGIP toolbox代码CodeABCDFGHLMN0

41、RY个具体的生物群落类型(biotopetype)。为了验证IMECOGIP工具箱在中国乡村修复场景下的可行性,以上海市金山区漕泾镇水库村为例,在2 0 2 2 年的现状用地与未来规划两个场景下,对全村域范围的生态系统服务用地类型用地描述LanduseMeaning森林树木面积大于1 hm小面积林地树木面积小于等于1hm长期或临时淹没的非农用地区,有明显的(半)水湿地生植物植被居住用地住宅区用地水体人工或自然溪流/静水农业用地种植各种作物、水果等的农田闲置用地/棕地处于不同自然演替阶段的用地工业及矿业用地用于资源挖采、生产及相关活动的用地公共设施用地(如行政、体育、娱向公众开放的公共服务和便利

42、设施区域乐和教育设施)交通用地供应与处理设施用地开发与管理用地其他用地与交通和移动有关的基础设施和活动区域资源分配和废物处理区域规划增长和控制使用区域其他不属于以上分类的用地类型Landscape Architecture AcademicJournal109专题:绿色基础设施韧性研究的国际经验IINTERNATIONALEXPERIENCEINRESEARCHONRESILIENCEOFGREENINFRASTRUCTURE价值进行了评测。首先通过遥感影像转译与地块类型识别,得到水库村2 0 2 2 年的现状用地数据(图6);通过重新定义并分类规划文件中的土地利用数据,得到水库村未来的用地规

43、划图(图7)。考虑到水库村是一个以农业用地(agricultural land)为121.375EN.928:00121.375*EN.928:0水库村作物耕种时间一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月月份桃树梨树西瓜上海青生菜韭菜小白菜万笋茄子番茄辣椒大棚蔬菜莲藕水稻水产养殖121.400*E121.400E水库村未来土地利用情况农业林业(小于1公项)绿色空间温宝糕菜果园管未开发的农村村庄水稻田河流河边植被行道树菜地MapScale.for DIN.A4:122.902.70.51km全年种植采肉播种/定植移苗全年种植菜璃开花生长管护成熟采摘主导用地类型的乡村,为进一步细化水库

44、村的农业口AOI研究区域用地分类,结合目前水库村中实际的作物类型和耕种信息(图8),得到了在水库村用地分类基础上更精准的生物群落类型数据。同时,通过查阅文献,整理并计算得到了水库村现有作物在一年不同月份中的叶面积指数(Leaf Area Index,L A l)以及作物系数(CropMap Scale.for DIN A4:122.902.70.51kmCoefficient,K c)(图9)。这些生态空间信息的补充,大6大增强了工具箱在具体农业生产场景下评测各项生态系统服务的准确性与科学性。通过结合水库村的各项生态基底数据,并运用工具箱提供的生态系统服务评测模型,构建了针对水库村的冷却强度、

45、径流管理以及碳固定的生态系统服务价值评测模型。以评测冷却强度生态系统服务价值为例,此项生态系统服务的定义为,当额外能量输入并导致水汽从充分饱和的1空气中逸出时,该空气冷却到的温度(K)。使用基于能量平衡的方法确定了基于蒸散量(Evapotranspiration,ET)以及作物系数的计算公式,并以环境温度(ambient temperature)、生物群落类型、土壤特征(soil characteristics)、以及初始土7壤水分状况(initial soil water conditions)为计算参数,构建了冷却强度生态系统服务价值评测模型。基于水库村2 0 2 2 年现状及规划的用地信

46、息,进一步识别了水库村的生物群落类型,并从上海市气象局获取了水库村的气象数据。以这些数据为模型运算基础,成功实现了对水库村在现状土地利用方案下冷却强度生态系统服务价值的评测(图10)。图6 上海市水库村2 0 2 2 年用地遥感影像图Fig.6 Remote sensing image of Shuiku Village,Shanghai,2022图7 上海市水库村未来用地规划图Fig.7 Future landuse plan of Shuiku Village,Shanghai图8 水库村作物耕种时间8Fig.8Crop cultivation time in Shuiku Village

47、10I国林从模型到应用:基于生态系统服务权衡的乡村生态修复规划工具研究丨董楠楠等园林2 0 2 4年/第41卷/第0 3期同时,IMECOGIP课题通过精准识别不同叶面积指数(LAI)Code作物GF1桃树GF2梨树GA3西瓜GA4上海青GA5生菜GA6韭菜GA7小白菜GA8莴笋GA9茄子GA10番茄GA11辣椒GA12混合蔬菜GC大棚蔬菜Code作物GF1桃树GF2梨树GA3西瓜GA4上海青GA5生菜GA6韭菜GA7小白菜GA8茵笋GA9茄子GA10番茄GA11辣椒GA12混合蔬菜GC大棚蔬菜图9 水库村作物对应的叶面积指数(LAI)与作物系数(Kc)Fig.9Crop-specific L

48、eaf Area Index(LAl)and Crop Coefficients(Kc)in Shuiku Village图10 水库村2 0 2 2 年现状土地利用方案下的冷却强度服务评测Fig.10 Evaluation of cooling intensity under the current land use plan in Shuiku Vilage in 20224总结与讨论IMECOGIP工具箱在中国乡村场景中的应用成果表明,乡村土地利用规划可以结合生态系统服务价值的供需评测,衔接“多规合一”一月三月三月四月0.880.880.600.600.000.003.373.371.3

49、31.330.000.003.371.332.642.640.000.600.600.600.000.001.411.231.701.48一月三月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月0.650.650.650.650.200.201.051.050.700.700.700.701.000.700.880.880.200.600.600.600.200.200.670.680.670.68121.375*E五月六月七月八月九月十月十一月十二月0.880.930.600.980.481.823.373.371.931.930.000.001.932.642.641.331.371.370.

50、601.370.601.371.551.671.872.01作物系数(Kc)0.801.000.801.000.400.701.051.050.850.850.700.700.700.700.880.700.850.850.600.900.600.880.780.830.780.83用地分类体系下的生态系统服务供需要求,2.523.702.372.812.042.523.37.3.372.643.370.140.432.643.372.642.642.562.672.562.672.562.672.392.652.873.181.001.151.001.200.701.001.051.051.

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