沙漠边缘城镇阿拉尔市绿地生态网络构建

田倩倩 梁继业 畅昕

摘要：新疆维吾尔自治区塔克拉玛干沙漠边缘城镇由于特殊的地理环境和气候特点，限制了绿地的规模化发展，许多城市绿色基础设施已初步具备，但未形成功能完整的绿地生态网络，影响城市生态景观格局发展。结合塔克拉玛干沙漠北缘的阿拉尔市土地利用现状，提出把市域范围内的渠道纳入城市绿地生态系统中，强调林网水网绿网一体化，借鉴阿克苏市成功的经验，利用地理信息技术，构建出阿拉尔市的绿地生态网络。

关键词：沙漠边缘城镇；生态网络；绿地建设；阿拉尔市

中图分类号：S728.4：TU985.12（453ALR） 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）14-0081-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.14.019 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Due to the special geographical environment and climate characteristics， the edge town of the Taklimakan Desert in China have restricted scale of green space. Many urban green infrastructures have been initially established， but they have not formed a functional green land ecological network， which affects the development of urban ecological landscape pattern. Based on the current situation of land use in Alar City on the northern edge of the Taklimakan Desert， this study proposes to integrate the channels within the city into the urban green space ecosystem， emphasize the integration of the green network of the forest network， and draw on the successful experience of Aksu to utilize geographic information technology to build a green ecological network of Alar city.

Key words： desert edge town； ecological network； green space construction； Alar city

塔克拉瑪干沙漠边缘城镇气候干旱，土壤盐碱化程度比较严重，降水稀少，水资源匮乏，植被生长困难，植被覆盖率较低，植物生长受风沙和水资源的影响很大；尤其是在相对干旱的地区，植物群落单一，生物多样性差。这在自然状态下，沙漠边缘城镇的生态稳定性和植物群落恢复能力很差，生态环境及其自我调节功能较弱，城区和外围防护绿地缺乏有机的联系，城市外围虽然拥有一定规模的防护林，但还未形成城市外围的完整的生态防护体系，对城市周边风沙和扬尘的抵御能力薄弱[1]。因此在相对恶劣的环境条件下，建立基于整个城市范围的生态网络就十分必要。沙漠边缘有着广阔的地理范围，干旱地区人口较少、地势平坦，未利用的土地面积很大，有很大的发展潜力。而且在已建成的环境中影响绿地建设的因素比较单一，在解决了制约绿地建设的问题之后，沙漠边缘地区的城市建成近乎理想的绿地生态网络就成为可能。绿地生态网络以点、带结合，绿网布置，形成一个以“点、带、网”为主体的网络。在国内外关于绿地生态网络构建的研究中，基于GIA（Green infrastructure accessment）方法的研究最为广泛[2]，GIA是在规划领域上运用景观生态学和生物保护方面的知识，解决快速城市化进程中带来的生态环境被破碎分割的问题，最终确保城市生态环境处在平衡和安全的状态下，实现城市的绿地生态网络化。

1 研究概况

阿拉尔市位于新疆维吾尔自治区塔里木盆地，北起天山南麓山地，南至塔克拉玛干沙漠北缘，东临沙雅县，西抵柯坪县，傍依阿克苏河、塔里木河、台兰河、多浪河水系。东西长281 km，南北宽180 km。师部驻地阿拉尔市，距乌鲁木齐市1 010 km，阿拉尔市距阿克苏市120 km。全师市总面积693 968 hm2，其中阿拉尔市规划面积625 668 hm2[3]。

阿拉尔市是一个降水稀少、蒸发量大、水资源严重匮乏的地区，区域中的城镇多位于沙漠边缘地带，受风沙的影响很大。各团场目前还未形成功能完整的绿地生态格局，在绿地的建设中存在着很多障碍，如生态效益低、连通性较差等，主要表现在林地板块破碎程度高，绿地覆盖率低，现有的水网仅提供农田灌溉用水，并没有充分发挥出水体应有的价值，森林和水体缺乏多种功能上的协同，城市水体和主要道路两侧缺乏用以防护的绿地系统，没有形成城市内外围的带状生态防护体系，对城市周边风沙和扬尘的抵御能力薄弱。部分团场的绿地系统规划方面工作还处在空白中，现有绿地布局先天不足，不具备完整的结构体系；城市绿地网络系统不完整、不连续，没有形成良好的空间结构。但是在兵团现有的布局中，渠道和大量防护林的建成又为该地区绿地生态网络的构建提供了良好的基础条件。并且与阿拉尔市接壤的阿克苏市在生态环境改善方面取得了显著成就，阿克苏市已建成国内西北地区首个“国家森林城市”[4]的经验可供借鉴。

2 分析评价

2.1 影像分析

2.1.1 土地利用类型图 利用ArcGIS 10.2软件，从谷歌地球上获取精度为9.1 m的阿拉尔市卫星影像图（图1），用其进行“地理配准”（Georeferncing工具，WGS 84投影坐标系），根据文献[5]的分类标准实地调查，选择“训练样本”，运用“影像分类”（Image Classification Tool）工具对阿拉尔市卫星影像图进行分析处理，得到阿拉尔市土地利用类型图（图2）。

2.1.2 “二值化”图像 接着利用ArcGIS的“空间分析”（Spatial Analyst）工具的扩展模块进行操作。运用“重分类”（Reclassification）工具在图2中提取阿拉尔市土地类型中需要作为分析对象的样本。本次研究共提取了水域、林地、公园绿地3种样本，得到“二值化”的图像数据（图3）。以水域样本“二值化”为例，对水域的“二值化”图像使用“众数滤波”（Majority Filter）和“边界清理”（Boundary Clean）工具进行处理，最后使用“聚合”得到能够组成绿地系统中廊道的样本区域，即重分类的最终图片（图4）。重分类之后做出的一系列处理的目的是为清除影像中较小的和孤立的栅格，因为其所含样本大小在实际情况中也很难形成绿色斑块和廊道。提取其中的林地、公园和绿地、水域区域，分别进行空间分析，得到整合度较大的水域、林地。公园和绿地样本因为其本身对应的土地类型在市域范围内的部分就极少，所以在对重分类之后的图像再分析时，将公园和绿地样本划入林地样本进行分析。

2.2 林网化与水网化

本研究对阿拉尔市农田灌溉的渠网也作为水网的一部分纳入阿拉尔市城市绿地系统，强调水网化和林网化的结合，达到以林涵水、依水建绿、水绿相连的生态格局[6]。

2.2.1 干旱区林网化水网化建设原因与特殊性 沙漠干旱地区的水分条件限制了城市绿地系统建设以成片綠地为主[4]；但是新疆各地团场的灌溉农业十分发达，渠道数量众多，渠网系统比较完善。

然而目前阿拉尔市的建成渠道多数都是功能单一的，仅供农田灌溉使用，绿地和水体缺乏多功能协作，没有充分发挥各自的作用。由于缺乏植被保护，水网中尤其是灌溉渠道中的水流失和蒸发现象也十分严重。充分利用各团场建设的灌溉渠道，将林网化与水网化相结合，纳入城市绿地生态网络建设当中具有重要的生态价值和景观价值。

2.2.2 水网林网一体化 结合之前在本地的湿地调查分析，提取阿拉尔市地图标准画法示意图（图5）中的水网（图5中水域部分）部分，得到阿拉尔市现有水网分布图（图6）。利用Arc GIS 10.2软件进行影像图分析后，得到阿拉尔市水网分布图（图7）和林网分布图（图8）。把以上4幅图整合，得到阿拉尔市现有水网、林网分布图（图9），便于水网、林网一体化分析。

2.3 现存问题及对策

阿拉尔市影响城市生态景观格局发展现存的主要问题：一是阿拉尔市处在沙漠边缘，四周地势十分平坦，风沙（图10中的影响因素）对绿地植物的生长威胁很大。二是水资源比较充足，但在分布上（主要是空间分布）不均匀；人工水体的功能单一，仅用于灌溉，对景观和生态的价值体现不是很明显，缺乏与自然水体及已有绿地的功能协同。三是在灌渠甚至一些自然水体两侧缺少生态防护林。四是现有的林地中生产林地占大部分，原生的林地和防护林散布，缺少有机的连接和协同，绿地生态和景观效益没有充分发挥出来。五是阿拉尔市域范围内尚有大面积的弃置地、盐碱地和荒漠，立地条件差，且在各处都有分布，对周边城镇、村落、农田和城市外围防护林建设都产生很大影响，加重了阿拉尔市绿地生态网络构建的负担。

结合以上问题，在总体规划上采取以下主要应对策略：一是在风沙和荒漠的威胁背景下，阿拉尔市生态网络建设应以建设防风固沙林为主。二是阿拉尔市虽然降水稀少，但地下水和河流水比较充足，由于阿拉尔市城区建设用水和工业用水比重较高，合理分配和充分利用绿地建设用水就非常必要，所以采取水网林网化布局。三是被沙漠和荒漠包围的阿拉尔市在植物选择上要注意合理的群落结构，即在防风林地和水体周围绿地选择不同功能的植物，结构上注意疏密结合和乔木、灌木的选择，以满足不同绿地的要求。

3 绿地生态网络构建

3.1 绿地生态网络布局要点

根据彭镇华[6]的林网水网一体化建设理念和城市森林理念，结合沙漠边缘地区气候的具体情况，阿拉尔市的绿地生态网络布局应遵循以下原则：

3.1.1 合理布局 在地域跨度上考虑城市和边缘地区以及远郊的绿地规划，将这些作为一个整体纳入城市绿地网络；林网水网在布局时要在渠道的两旁分别种植宽度为20 m的能够灌溉排碱、保水防渗的林带；整个体系构成中要加强生态连续性和异质性，形成一个网络结构。

3.1.2 注重结构 注意解决城市内工业地区的污染问题，保证有足够宽度（20 m以上）的林地作为绿地系统的主体；绿地以乔木为主，乔木高大的树体既能保证最大化地利用空间来营造绿地，也能形成足够的遮阴环境供人们休憩，减缓城市热岛效应和环境污染；并且要以森林形式出现，而不是以单一的乔木、灌木林地为主，保证其中的物种多样性和群落结构的稳定性，避免林地结构过于通透和单一物种种群出现。

3.1.3 注重生态效益和多种功能 在不同空间中，使用不同类型的绿地营造微气候，发挥适合空间特点的功能，比如在工业区要注意防尘防污染，以建设防护绿地为主；灌溉渠道结合林网发挥营造湿地环境、调节局部气候，利用多种手段，如增加渠道宽度、加大两旁宽度等，尽可能达到自然水体能够发挥作用的规模。

3.2 阿拉尔市绿地生态网络构建

“阿拉尔”在维吾尔语中是“绿色岛屿”的意思。因为傍依塔里木河、叶尔羌河、多浪河等水系，因水而生的阿拉尔市在景观格局方面十分倚重于水，三大水库和塔里木河周边的自然与人工绿地形成了阿拉尔市现有的景观节点和景观带，其中阿拉尔市区、10团、12团绿地构成了阿拉尔市的景观核心。各团场中绿地系统从无到有、从简到繁、从点到带再到更大规模的发展趋势使得相邻团场之间的联系变得更为密切（图11），依水而建的各团场构成一个完整的绿地网络在不久的将来会变成现实。

3.2.1 水网化 阿拉尔市依托水体的网络构建主要以自然水体的保护、恢复为主，兼顾人工渠道的功能扩展。市域范围内的自然水体以塔里木河为主体，存在极少数的干流依附，可在人工水库和自然河流、溪流两旁分别建立宽度至少为30 m的水源涵养林地，林地的群落结构没有过多地要求，多用保水性较强的功能性植物来构建；人工渠道可以利用其延伸性较好的特点，建设多层次的垂直结构，植物种类组成以混交林为主，以增加整个网络中的物种多样性及覆盖范围。

3.2.2 林网化 用作水土保持的防护林地主要分布在河水冲刷较重的塔里木河两侧，规划宽度在50 m以上，以保证鸟类的最小生境和内部物种较丰富的多样性以及河流生态系统不受生产林地砍伐的影响；风景林地多分布在城市建成区，沿自然水体和水库分布，具体规划要考虑生态环境保护、人类休憩的舒适程度和局部的人文地理特征；农田防护林在原有农田林地的基础上建立，保证30 m宽度和适量的密植程度，并增加原有林地连接程度；防沙林布局从沙漠边缘开始到农田边缘为止，从天然灌木丛过渡到防风固沙林，东北部地区依托处在恶劣环境中的原有水体逐步建立起防护林带。各类林带结构除了满足不同功能需要外，内部要有足够的物种数量和相似程度，以利于网絡构建。

综合绿地生态网络构建、绿地系统规划等方面的理论和实践案例中的经验总结，结合现有的绿地系统，融入水网林网一体化概念和阿克苏市建设森林城市的经验，以及实地调查，分析阿拉尔市绿地发展的有利条件、制约因素和发展趋势，得到阿拉尔市绿地生态网络规划，具体见图12。

4 小结与讨论

课题组基于Arc GIS软件和卫星影像资料，分析得到阿拉尔市的用地类型，通过对要素的提取分析，应用绿地生态网络构建理论，结合适宜本地实际，建立了阿拉尔市绿地系统规划。

1）比较清晰地说明了绿地生态网络构建的步骤和方法，应用在阿拉尔市后得到了以水库和各团场为节点的核心绿地、沿塔里木河等自然水体和主要水渠的兼具生态与观赏功能的带状绿地以及由此组成的绿地生态网络。在城市和农田外围建立防护林带，在东北部和南部地区分布较多的沙地、盐碱地依托水体采用地被植物和乔木、灌木先达到固沙作用，再进行多层次的防护林建设，保证阿拉尔市生态格局的安全稳定。

2）绿地生态网络的构建是一项过程复杂、内容具体的工作。目前流行的基于GIA的绿地生态网络构建方法需要良好的硬件条件和熟练掌握相关软件来支撑，由于条件限制，无法满足本次研究中全程运用GIA方法要求；但是在足够的理论和实践案例支持下，运用其他方法也可以完成比较完整的绿地生态网络构建。

3）运用软件进行分析处理对绿地生态网络构建来说是比较方便的，但在数据处理上不够准确就会造成误差，如果方案实施就会出现或大或小的问题，这是不可避免的。

4）阿拉尔市绿地生态网络的构建不能在注重绿地的景观功能的需求下而忽略其更重要的生态功能，要尽最大可能做到相关各部分之间的连接，并与自然融为一体[6]。

参考文献：

[1] 徐钰清，戴 菲.干旱区城市绿地系统“林网化”与“水网化”设计——以新疆生产建设兵团农三师河东新镇绿地系统规划为例[J].现代城市研究，2012（8）：100-104.

[2] 王 鹏.城市绿地生态网络规划研究[D].上海：同济大学，2007.

[3] 新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市信息中心.阿拉尔市地理位置[EB/OL].http：//www.ale.gov.cn/structure/zjale/dlwz.htm，2017-05-18.

[4] 刘 颂，刘滨谊.城市绿地系统规划[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.58-59.

[5] GB/T 21010-2007，土地利用现状分类[S].

[6] 彭镇华.林网化与水网化——中国城市森林建设理念[J].中国城市林业，2003（2）：4-12.