城市蓝绿空间融合规划的生态逻辑

成玉宁 王雪原

中国城市发展开始从增量时代迈入存量时代，传统的城市规划以功能为导向及人的意志为目标，通过功能布局规划决定城市的空间形态，在解决了功能需求的同时也留下了许多问题，生态环境质量提升尤其迫切。存量发展背景下高质量人居生态环境规划亟待重新梳理规划思维，从传统的功能布局转向对城市内部空间资源的有效配置和利用，将被人类“硬化”了的下垫面重新通过“软化、柔化”以恢复其类自然属性，充分结合既有的生态条件与基础设施，重塑有机、高效的城乡生态环境。

1 建成环境蓝绿空间特征与问题

我国人地矛盾突出，400mm等雨量线以东的地区占国土面积的45%，却生活了高达95%的人口，相对高密度的人口集聚对应高强度的规划建设，进一步加剧了城市生态环境的逆化，同时也带来一系列的生态环境问题。

1.1 硬化的下垫面改变了自然的水文过程

我国自然降水具有时空分布不均匀的特征，存在洪涝灾害、水资源短缺、生态系统退化等生态风险，在自然状态下，蓝绿系统是影响水文过程的主体，降水在绿地土壤中渗透并净化，以支持植被群落的发育生长，蓄满产流后降水进入蓝系统，在多层级的地表水系中汇集发展。河流水渠等线性空间实现水量汇流、转移的功能，湖泊坑塘起到雨洪调蓄的关键作用。人工建设的城市环境使下垫面特征发生改变，显著影响水文过程，渗透与填洼过程减少，降水落于硬质地面快速产生大量的地表径流，被管网系统收集并转移，缩短了地表入渗与径流时间，天然的降水资源利用率低[1]。

1.2 蓝绿分离加剧城市的旱涝矛盾

旱涝问题一直是城市生态环境治理的重点与难点，而蓝绿系统的分离进一步加剧了城市洪涝、绿地缺水的两极化矛盾。城市建设活动及土地利用开发改变了蓝绿系统自然的空间联系与生态过程，降水冲刷硬质下垫面产生的初期雨水裹挟地表污染快速集聚，在污染水环境的同时加剧了雨洪的生成以及水资源的流失。此外，建成环境中的蓝绿系统关联性弱、连通度低。城市中孤立的水体缺乏自我调节与净化功能，富营养化、生态系统脆弱也成为城市湖泊的共性问题[2]。而城乡绿地系统中的道路绿地、公园绿地多依据人的使用需求建设布置，其规模、分布、结构难以与蓝色空间形成有效的生态关联。

城市旱涝矛盾是系统问题，仅通过增加防洪排涝设施标准难以治其根本，统调蓝绿空间、建立蓝绿系统的有机关联，重建城市类自然的生态过程，是解决城市旱涝矛盾、优化地表水资源时空分布的可持续方法，也是恢复城市生态环境健康的根本之策。

1.3 “人绿争水”加剧水资源短缺

水资源是限制城市发展规模的重要影响因素之一，我国城市普遍存在可利用水资源短缺的问题，“北方资源性缺水、南方水质性缺水、中西部工程性缺水”，广泛的缺水情况对农业和国民经济带来严重影响[3]。与此同时，城市绿地需要消耗大量的水资源，在我国东部城市每平方米绿地年均灌溉用水量为1.2～1.5t，进一步加剧了城市用水的负担[4]。雨水作为天然的降水资源，支持着城市的有机生命系统，是绿地系统、农业系统以及自然生境发育生长的关键要素。高质量、可持续的人居环境生态体系需要通过重塑城市水文过程、恢复地表径流与绿地空间的匹配关系，将洪涝、内涝风险转化为可利用的水资源，同时减轻绿地灌溉需求，从根本上解决人与绿地争水的问题。

1.4 蓝绿相对独立的规划与管理模式

我国蓝绿系统由于管理及专业的分工，归属于不同行业，蓝绿相对独立的规划与管控模式进一步加剧了蓝绿系统的割裂。绿地规划和管理由园林部门负责，包括城市公园、绿化带、景观道路等的建设与维护；水系规划和管理主要由水务部门负责，包括水文监测、水资源调配、水利工程建设、水污染治理等。水系和绿地的规划与管理独立进行，这种模式易导致水系和绿地缺乏伴生与协同机制，加剧水资源浪费、城市绿地缺水及水污染等问题。

人居生态环境是复杂的系统，如何协调蓝绿用地实现结构优化与过程协同，是实现蓝绿系统有机融合的核心问题。改善城市生态环境质量的关键在于探索蓝绿系统在空间、过程以及生态系统上的融合机制与方法，通过干预城市生境提质、雨洪调控、水资源利用等实现人居生态环境可持续发展。

2 优化蓝绿空间的系统性

“蓝”与“绿”生态体系在空间格局、生态服务上紧密关联、相互影响，优化蓝绿空间的系统性，统调蓝绿空间、重构蓝绿系统在空间分布、水文过程以及生态功能上的协同关系是实现城乡生态体系良性发展的根本(图1)。

图1 基于蓝绿空间的系统性实现蓝绿协同

2.1 重塑城市蓝绿空间协同机制

建成环境蓝绿空间本身具有相互依存的关系，天然降水是支持绿地生长的主要因子之一，同时绿地能够涵养水体、调控径流，正是这种伴生与供需关系促进了城市生态系统的正向发展。

在宏观尺度下，绿地布局能够有效影响建成环境的水文过程，实现对降水过程的再分配。微观尺度下，绿地植被能够实现对雨水径流的滞流、促渗、调蓄、净化等多方面调控。建成环境中绿地是雨水资源的直接利用者，充分利用地表径流可以减少绿地的人工养护与灌溉，同时能够有效缓解城市排水压力，并起到保持水土、净化雨水、涵养地下水的复合作用。绿地的地形、坡度、植被覆盖度、群落类型、土壤质地的差异均能够影响地表径流过程。通过科学规划绿地规模与分布，合理调节地表径流的产汇流量、产汇流时间、汇流方向、径流速率，进而重建类自然的城市水过程，实现蓝绿空间的有机融合。

2.2 建成环境蓝绿均衡分布需求

传统规划中蓝绿空间分布需要满足公共设施服务半径、居民出行可达性的要求，因此蓝绿的均衡分布一直是城市用地规划的基础准则。另外，蓝绿空间作为生态资源其本身具有生态属性，蓝绿的生态关联决定了二者在“量与分布”上的供需平衡关系，遵循生态规律建立相对均衡的蓝绿空间格局，实现绿地与径流、空间与过程的相互匹配，以保障城市生态系统有机运行、高效做功。同时均衡分布的绿地能够实现调节城市微气候、减轻城市热岛效应等复合功能。

2.3 蓝绿协同优化时空分布效应

蓝绿空间融合通过建立产汇流过程与下垫面属性、竖向特征之间的协同关系，识别建成环境小流域作为基本的调控单元，优化蓝绿空间规模与分布，促进地表径流的就近蓄滞、延迟地表汇流速度，从而降低瞬时的积涝风险、延迟洪峰，缓解极端天气下城市排水系统的压力。与此同时，蓝绿协同做功能够促进绿地对降水的吸收与存储，延长降雨后绿地土壤径流的缓释，促进绿地对降水资源的可持续利用。此外，蓝绿有机分布实现就近蓄滞，能够过滤初期雨水中的污染物，减轻外排雨水对城市下游河湖等地表水环境的影响。

蓝绿空间有机融合通过调整水系与绿地的分布与结构，通过“用空间换时间”，缓解暴雨洪涝与绿地缺水的矛盾，提高水资源利用效率、消减雨洪风险，综合提高城市环境的生态质量。

3 蓝绿空间融合规划的生态逻辑

蓝绿空间融合规划以创造高质量的人居环境作为顶层目标，以自下而上的生态逻辑为系统方法，实现生态资源的系统优化、蓝绿系统的供需平衡。通过城市蓝绿系统与秩序的重组和优化、基于定量耦合的蓝绿时空优化方法、提升建成区韧性优化蓝绿空间结构、让自然做功改善城市环境生态过程，系统构建蓝绿空间融合的机制(图2)。在蓝绿空间融合生态逻辑的指引下，基于建成环境的现状与规划，借助数字孪生为技术手段重构可持续的生态体系、重建新生态秩序。

图2 蓝绿空间融合规划的生态逻辑

3.1 城市蓝绿系统优化与生态秩序重组

生态思维遵循自然界自组织的开放性与物质能量转换的循环性，生态逻辑依托于自然界中各种生物和环境之间相互作用的规律和原理。有机的人居生态环境是复杂系统，蓝与绿子系统间相互联系、按特定结构方式组合成复合整体，各系统彼此协同、联合，产生大于各子系统的功能总和并不断推动系统发展。蓝绿空间的自组织性与循环性支持了城市生态系统的平衡与稳定[5-6]。

协同性强调了生态系统中各要素间的相互依存关系，要素间相互促进可以减少生态系统内部的竞争和冲突，从而实现生态系统的可持续性。人居环境蓝绿空间有机融合需要对城市生态环境进行综合梳理与系统调控。蓝绿空间融合引导重建城市的生态秩序，以建立自我调节、可持续发展的城市生态系统为目标，重塑城市生态系统中各种生态环境要素之间相互关联与相互作用的有序状态，优化蓝绿空间结构的整体性、连续性和可持续性，通过生态与形态的统调实现自然资源系统优化，形成良性高效的城市生态体系。

3.2 基于定量耦合的蓝绿时空优化机制

蓝绿生态空间耦合的精髓在于基于建成环境与规划条件实现蓝绿两大系统的协同性与互韧性。蓝绿空间的协同性表现为城市绿地本身具有蓄水、渗水、滞水能力，能够调控雨水径流的产汇流过程，而径流作为降水资源又能够满足绿地植物群落生长发育的用水需求。充分发挥、利用绿地对城市产汇流过程的正向响应机制，构建城市新型蓝绿关系，为在高密度建成环境中塑造健康、可持续的水文循环过程提供结构性支撑。互韧性表达蓝绿两者彼此间的兼容性，基于蓝绿生态关联建立蓝绿系统在城市用地中的空间关联、优化蓝绿空间的规模与分布，形成高效的蓝绿耦合关系，提高绿地蓄滞优先级以保证绿地对水资源的充分利用，促进二者兼容相适，提高蓝绿系统的综合生态绩效。

蓝绿生态空间融合的关键在于系统最优，不同建设条件与地域性特征也决定了二者的融合关系并非绝对值，而是依托蓝绿系统伴生关系定量地表达为水绿彼此间的供给与需求的耦合性，基于蓝绿系统的“定量模型”转化为水资源和绿地协同调配的“空间模型”，寻找两者互适的阈值是蓝绿空间融合规划的关键。

3.3 优化蓝绿空间以提升建成环境韧性

具有韧性的城市生态环境在面对自然灾害、生态破坏等外部冲击时，能够从短时间内的损失中迅速恢复，保持城市稳定性和可持续发展[7]。实现城市的韧性发展，一方面需要寻求城市的发展边界，找到城市发展建设强度与空间规划的阈值；另一方面需要实现蓝绿空间的结构性优化，构建高效的生态体系，形成能够支持稳定生态进程的蓝绿空间格局。

城市韧性发展需要通过系统的资源环境承载力评价，确保城市的生态本底与资源能够支持城市发展，避免过度开发和利用，保障城市生态环境的基本服务功能，优化城市生态空间结构以构建高效的蓝绿生态体系。精细化、科学化统调蓝绿空间规模与分布，有效提高城市的生态环境适应性和抗风险能力，如基于城市水文过程优化蓝绿空间分布能够有效降低城市内涝风险，并提高地表水资源的利用效率，实现蓝绿生境提质。韧性城市具有健全的内在生态秩序，通过水、土地、植被等要素协同作用，保障城市生态进程的稳定性和健康性。

3.4 让自然做功改善城市环境生态过程

在传统的城市建设中，常通过工程性措施来解决河湖缺水、绿地灌溉、城市内涝、水质富营养化等环境问题，城市绿化及水系等基础设施不仅建设费用大而且常态化维护成本高。让自然做功则强调在城市的规划建设实践过程中，尊重自然规律，结合地域性特征及城市固有的生态特征，利用自然的循环、协同作用和适应原理产生势能和动能，促进系统与要素间的良性循环和运作[8]，实现城市环境的可持续发展。

蓝绿有机融合强调遵循既有的地形地貌特征与竖向关系以及客观的蓝绿生态关联与协同机制，利用自然的生态进程与物理规律实现资源的最大化利用、减轻人工生境的管养与维护开支。通过构建“有机生态系统”与动态平衡，最大限度地让自然做功、减少城市建设与运维成本。

4 蓝绿空间融合规划的途径与策略

4.1 孪生环境支持生态问题的诊断及预判

相比于传统的生态评价分析方法，构建数字孪生环境可以更为全面地诊断蓝绿生态系统状态，并且基于规划条件的孪生建模来预判未来可能会出现的生态问题。通过构建数字孪生体，整合遥感、气象、水文等多源异构数据来更真实地反映城市生态系统的复杂性和多样性，为生态问题诊断提供更为准确、系统的数据支持。构建建成或规划城市的蓝绿生态空间数字孪生模型，实现对城市生态系统的高精度映射，从生态系统的结构、功能、过程等多个方面剖析生态问题的矛盾与根源。

以宁德主城区为例(图3)，数字孪生模型可以通过整合多源异构数据，对城市水环境、绿地系统等进行全面的分析与评价。数字孪生模型可以再现城市的水资源供需情况、不同情景下的雨洪特征以及水污染情况等，揭示城市水环境系统的运行机制，诊断与评价生态环境并进一步提出体系化的应对方案与治理措施。

图3 宁德主城区蓝绿空间生态问题诊断

4.2 定量引导精细化蓝绿空间规模与布局

基于数字孪生环境的定量模拟与分析，迭代优化蓝绿空间格局，精细化、系统化地实现蓝绿规模定量、空间定位及用地定性。以宁德东湖片区为例，蓝绿空间融合规划基于生态优先，通过蓝绿本底模型的解译、蓝绿空间融合构建生态格局、基于蓝绿的用地规划、城市生态与形态优化等步骤迭代调整宁德主城区的蓝绿空间规模与分布，提升蓝绿协同的生态效能，促进用地规划的集约化、高效化。

综合生态评价考虑水土灾害、地质灾害、雨洪灾害等生态敏感问题，为城市空间的开发利用提供底线依据。从城市蓝绿空间的敏感要素、影响生态敏感性的干扰因素、生态敏感问题[9]三方面构建城市蓝绿空间的综合评价内容，建立蓝绿空间网络、识别生态踏脚石形成基本蓝绿生态架构。

基于水文过程重构蓝绿格局，划分不同尺度的汇水分区作为人居环境的调整优化单元，厘清研究范围的上下游关系、产汇流关系，结合日常情景与极端情景下的水文模拟识别径流路径、提取倾斜点分布，检验下渗、径流、汇流、蓄集等水文过程发生空间与实际蓝绿空间的匹配情况，优化绿地系统及河网分布，组织引水网络，重构与水文过程相适应的蓝绿网络。

基于蓝绿空间融合优化城市生态与形态，评价地表产汇流能力、蓝绿蓄滞能力、绿地植被需水强度的空间分异特征，建立蓝系统与绿系统的定量耦合关系(图4)。不同的植被类型对于水资源的需求差异较大，如在同一气候带，通常阔叶林远大于针叶林，林相结构复杂的群落大于纯林，灌丛大于草甸等。蓝绿空间融合强调基于植物需水特征，优先使用地带性植被，统调蓝绿格局、植被类型、配置方式。将蓝绿系统的数量关联转化为空间定位，结合蓝绿基本架构调整空间分布(图5)，在此过程中优化蓝绿系统的连通度、聚集度、均匀度，通过协同蓝绿空间的生态与形态保障蓝绿结构对生态过程的支持作用。

图4 宁德东湖片区蓝绿空间融合度评价

图5 宁德东湖片区基于蓝绿融合的空间格局

4.3 双重校验优化蓝绿分布提高生态效能

通过双重校验调整蓝绿空间分布，科学保障城市的韧性适应能力，积极应对雨涝风险、提高雨水资源利用率，实现更为精准、系统的结构性调控。联合ArcGIS与HEC-RAS双平台的雨洪模拟，作为强降雨情景或特殊地域特征城市的校验手段，根据规划条件，模拟极端天气下的雨洪过程，依次计算不同暴雨重现期下的降水强度、水系库容、现状及规划水系流量、对应水系标高，基于雨洪险评估校正蓝绿分布，保障雨洪安全(图6)。此外，根据实际的用地情况与规划限制条件来调整蓝绿空间的分布，优化蓝绿空间融合所形成的初步定位，基于用地属性进行绿地分布适宜性评价，根据用地类型计算蓝绿空间优化适宜性等级，调整蓝绿空间具体分布形式、位置、类型等，如尽可能调整蓝绿空间从公共空间而不是居住空间穿越，使蓝绿空间融合规划更具可操作性与实践意义。

图6 宁德东湖片区多重现期雨洪模拟

4.4 调控附属绿地保障蓝绿空间融合实施策略

城市总绿地率占比一般为30%～40%，各类建设用地中的附属绿地规模约占地块的20%～30%，由地块开发者决定其空间分布。大量分布式、碎片化的附属绿地具有较高的生态潜力，通过蓝绿空间融合规划，有机组织其中5%～8%的附属绿地进行预定位，激活附属绿地在更大范围的结构性作用，引导地块内部的精细化管控，在有限的生态规模下提升蓝绿空间的复合功能与生态效率。以南京市江宁区地铁小镇蓝绿空间融规划为例(图7)，基于既定规划的蓝绿空间总量，计算可释放进行重组优化的蓝绿空间以及各类用地的附属绿地规模，根据蓝绿空间融合规划得到绿地格局，结合已批复土地利用规划、控制性详细规划、城市设计等调整地块内部的绿地规模与分布，形成预先定位的附属绿地，优化配置蓝绿生态体系、健全城市生态本底结构，促进建设用地的高质量集约发展。

图7 南京市江宁区地铁小镇蓝绿空间用地规划

5 结语：生态智慧引领蓝绿空间融合规划

蓝绿生态空间规划与管理亟待融合，统筹蓝绿生态空间的伴生关系与互补机制，避免用简单的工程思维来解决城市复杂的生态系统问题。蓝绿生态空间融合规划旨在提升城市生态韧性、强化协同做功机制，提升蓝绿生态系统之间的有机性及互适性，促进二者协同做功提升人居环境生态环境的服务效能，实现蓝绿两大生命系统在空间分布、水文过程以及生态功能上的融合，为规划用地布局和开发建设提供合理区划边界与生态保障。

注：文中图片均由作者绘制。