（人文地理学专业论文）生态网络城镇研究.pdf

iii 摘 要 随着经济全球化的迅速发展，资源与环境问题已成为当前经济发展、社会进步所关 注的焦点。许多城市都开始进行生态城市规划与实践，而生态网络城镇的建设是在目前 生态城市建设的基础上，更加注重城市之间的生态联系，从更大的尺度来审视城市的发 展方向，是顺应未来城市，乃至区域可持续发展的理想选择。本文尝试将生态网络城镇 的理论研究与河北省生态网络城镇的构建实践相结合，将生态网络城镇的构思具体化， 以期为生态城市的发展指明方向，为统筹区域发展提供科学依据。 本文在总结国内外生态网络城镇相关研究成果的基础上， 首次提出生态网络城镇的 概念，并从实体要素和要素流的运行机制两个方面分析要素构成，构建生态网络城镇的 理论体系，进而提出基于复杂巨系统的建设模式，并建立包括发展现状、生态联系、发 展潜力 3 个一级指标，自然资源现状、经济现状等 9 个二级指标，以及森林覆盖率、单 位 gdp 电耗等 26 个三级指标的生态网络城镇评价指标体系。 以河北省作为案例研究是 本文的重点。在运用 spss 因子分析法、层次分析法等数学方法对河北省生态网络城镇 现状基础水平、生态联系水平、发展潜力分别进行评价的基础上，经综合评价分析指出 河北省生态网络城镇的整体特点是以离散的点状结构和线性结构为主， 并进一步总结存 在的主要问题，即尚无区域性的生态廊道；区域发展不平衡；中高级别的节点较少；部 分县市造成网络盲点；尚无跨越市域界线形成的生态网络。针对这些问题，提出适合河 北省生态网络城镇发展的“两带四轴多组团”优化方案，并指出河北省生态网络城镇的 构建是一个从低级到高级的长期过程，分三个阶段制定了发展目标，进而从增强城镇自 身实力和加强城市之间生态联系两个方面提出加快河北省生态网络城镇发展的对策措 施。 本文的创新之处在于：第一，生态网络城镇理论体系的建立不仅丰富了生态城市建 设理论，而且完善了区域可持续发展理论；第二，基于复杂巨系统的建设模式、廊道组 团网络化的发展思路的提出为生态网络城镇的构建和发展指明了方向；第三，指标体系 iv 的构建为生态网络城镇的定量综合评价提供依据；第四，以河北省为例构建生态网络城 镇的实践，是把生态网络发展思路具体化的初探；第五，将 gis、autocad、photoshop 等技术引入生态网络城镇的评价分析和结果表达中，直观而清晰；此外，本文重视对城 市之间生态联系的研究，从自然资源联系、经济联系、社会联系三个方面建立生态联系 度评价模型，是对传统城市研究中重视城市内部，忽视城市之间联系的突破。 关键词：生态网络城镇 河北 可持续发展 v abstract with the rapid development of economic globalization,resources and environmental issues have become the focus of economic development and social progress. many cities start planning and practicing in order to build ecological cities,but the construction of ecological network for the cities and towns based on the current eco-city has more emphasis on the ecological linkages between cities,moreover,it looks at the direction of urban development on a larger scale and is the ideal choice for city and regional sustainable development in the future. the thesis attempts to combine the theory of ecological network for cities and towns and the practice in hebei province, so make the concept of the ecological network of cities and towns concrete,with a view to point out the direction of the eco-city development and provide a scientific basis for regional development. in this paper, on the basis of summing up some relative research achievements of ecological network of cities and towns at home and abroad, it firstly proposes the concept of ecological network of cities and towns,and analyzes the components of factors from two aspects,entity elements and operating mechanism of the elements flow, therefore,it sets up the theoretical system of ecological network of cities and towns,and proposes construction mode based on the complex giant system,and furthermore,it builds up 3 first-level-indexes, including of developing situation, ecological connection and further developing potential; and 9 second-level-indexes, including of the situation of nature recourses,and economy, and 26 third-level-indexes including of forest coverage rate and unit gdp power consumption for ecological network of cities and towns evaluation system.as a case study of hebei province is the focus of the thesis.it evaluates the level of basic status,the level of ecological linkages,and development potential for ecological network of cities and towns in hebei province through the use of spss factor analysis, hierarchical analysis, and other mathematical methods.after the comprehensive evaluation and analysis,it points out that the overall characteristics of ecological network of cities and towns in hebei provinc is a discrete point-like structure and linear structure of the main.and further it summarizes the main problems, namely, there is no regional ecological corridor; regional development imbalances; less senior-level node; network blind spots caused by some counties and cities; there is no line across the city in the formation of ecological networks.to solve these problems,it proposes the two with four-axis multi-tour optimization program for the development of ecological network of cities and vi towns in hebei provinc,and points out that the construction of ecological network of cities and towns in hebei province is a long-term process from lower to higher.therefore,it formulates the development objectives in three phases, and gives the countermeasures to speed up the ecological network of cities and towns development in hebei province by enhancing the towns own strength and enhancing ecological linkages between the two cities. the innovation of this paper is: first, the establishment of ecological network of cities and towns theoretical system is not only enrich the theory of eco-city construction, and improve the regional sustainable development theory.second, the construction mode of complex giant system and the development ideas of corridor groups network direct the way of promoting the construction and development for ecological network of cities and towns.third, the establishment of indicator system provides the basis for quantitative evaluation of ecological network of cities and towns. fourth, as an example,to build ecological network of cities and towns in hebei province is the practice of embodying the idea of development of ecological networks.fifth, gis, autocad, photoshop and other technology are introduced into the evaluation and analysis of ecological network of cities and towns,and into the expression of the result, intuitive and clear.in addition, the thesis attaches importance to the studies of ecological linkages between cities,and the ecological evaluation models are made up of three aspects,the natural resources contacts, the economic contacts, and the social contacts.therefore,it is a breakthrough of attaching great importance within the city and ignoring the link between the cities in traditional study. key words: ecological network of cities and towns hebei sustainable development ii 学位论文原创性声明 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文生态网络城镇研究 ，是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者（签名） ： 指导教师确认（签名） ： 年 月 日 年 月 日 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保 存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在 年解密后适用本授权书） 论文作者（签名） ： 指导教师（签名） ： 年 月 日 年 月 日 1 1 绪 论 1.1 研究背景 在城市化快速推进的今天，人类在贪婪地享受着城市化带来的巨大财富的同时，也 面临着前所未有的挑战。资源短缺、环境污染、生态破坏已成为制约城市，乃至区域可 持续发展最重要的三大因素 1。为了应对新的挑战，就必须摒弃传统的以物质财富积累 为目的的发展观，而遵循可持续发展观，走生态持续、经济持续、社会持续的道路。生 态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的 2，三者之间互相关联而不可分割。 未来的城市应该是自然资源、经济、社会复合系统持续、稳定、健康发展的城市，未来 的区域应该是大、中、小城市与小城镇协调发展的区域。 可持续发展(sustainable development)最早由美国世界观察研究所于上世纪 70 年代 提出，1987 年世界环境与发展委员会发布的报告我们共同的未来中“可持续发展” 的概念首次得到正式确认 3。 我国于 2003 年中共十六届三中全会首次明确提出了 “科学 发展观” ，它与可持续发展思想一脉相承，从此成为我国经济社会发展的重要观点。生 态省、生态市、生态县的规划建设是落实科学发展观的重要实践，也是统筹生态保护与 经济社会发展的重要举措，分别从不同的行政区域范围，根据生态学原理建立经济、社 会、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用，生态良性循环的人类理想聚居地 4。 这不仅是人类的共同愿望，城市发展的必然趋势，也是一项庞大而复杂的系统工程，其 中还存在许多亟待解决的矛盾和完善的领域。 在多数学者看来，区域内的城市具有类生物性，并不是孤立存在的，某一个城市的 发展必然会对其他城市产生影响，不同城市之间存在协同演化的共生关系 5。然而，目 前在编制不同行政区域的生态规划中，对城市之间的相互联系和影响考虑的较少，不利 于区域的可持续发展。文本从研究城市之间的共生关系，加强城市之间生态联系，提高 区域可持续发展能力的角度出发，将生态网络城镇的概念引入城市、区域研究中，并提 2 出通过构建高效循环、协调共生的生态网络城镇来实现区域的可持续发展目标，是城市 和区域发展的必然趋势和选择。 1.2 研究进展 生态网络城镇是将生态城市建设、网络城镇建设相结合，实现区域可持续发展的新 构思。国内外相关研究与实践是本论文立题与创新的源泉，也是深入开展研究的基础。 1.2.1 生态城市研究进展 1.2.1 生态城市研究进展 生态城市建设的思想主要起源于 1898 年英国社会学家霍华德提出的田园城市 （garden city）理论，他在明天：通往真正改革的和平之路 6中针对大城市所面临 的拥挤、卫生等方面的问题，提出了兼具城市和乡村优点的理想城市田园城市作为 解决以上矛盾的方法。 20 世纪出现了两次城市生态化研究的高潮， 极大推动了人类环境 保护意识的提高和城市生态学研究的发展。第一次是在 20 世纪初，英国生物学家 p.geddes 的城市开发 （1904 年） 、 进化中的城市 （1915 年） ，美国学者帕克的城 市：环境中人类行为研究的几点建议 （1916 年） 、 城市 （1925 年） ，把生态学原理和 方法应用到城市研究与建设中 7；第二次是在 20 世纪 60 年代，卡森的寂静的春天 （1962 年）引起了人们对生态环境的关注 8。70 年代初，罗马俱乐部发表了增长的极 限 9（1972 年） ，进一步激发了人们从生态学角度来研究城市问题的兴趣。1971 年， 联合国科教文组织发起了“人与生物圈(mba)”计划，提出了“生态城市”(eco-city)的 概念，由“生态学”(ecology)和“城市”(city)复合而成 10。1972 年，联合国召开的人 类环境会议，发表了人类环境宣言，提出“人类的定居和城市化工作必须加以规划，以 避免对环境的不良影响并为大家取得社会、经济和环境三方面的最大利益” 11。1992 年，联合国环境与发展大会通过了21 世纪议程等多个重要文件，倡导实现可持续发 展是人类社会发展的必由之路。自此，生态城市的思想得到世界各国的广泛关注。 我国的生态城市建设开始于 20 世纪 80 年代， 目前尚处于初级阶段。 1984 年马世骏、 王如松发表的社会经济自然复合生态系统 12，以及其他专家与学者结合各自的 3 研究领域提出的一些生态城市发展模式，如“花园城市” 、 “绿色城市” 、 “山水城市”等， 在生态城市的理论发展方面起了重要的推进作用。 2004 年建设部出台 国家生态园林城 市标准 （暂行） ， 倡导绿色文明， 强调在人与自然和谐的基础上实现城市的可持续发展， 加快了我国生态城市建设步伐。 1.2.2 网络城镇研究进展 1.2.2 网络城镇研究进展 网络城镇研究起源于 20 世纪对城市体系的研究，格迪斯，芒福德等人从思想上确 立了区域城市关系是研究城市问题的逻辑框架 1314。 1933 年， 德国地理学家克里斯泰勒 发表的中心地理论揭示了城市布局之间的现实关系 15。后经贝利等人的努力，城市体系 理论逐步形成。 贝利认为， 城市应当被看作由相互作用和互相依赖部分组成的实体系统， 它们可以在不同的层次上进行研究，而且它们也可以被分成各种次系统，任何城市环境 的最直接和最重要的相互作用关系是由其他城市所决定的， 而这些城市也同样构成了系 统 16。二战后，出现了一种新的城市空间分布形态城市群体或城市区域，它是城市化 发展高级阶段的产物，对此，法国地理学家戈特曼于 1957 年提出了大都市带 (megalopolis)这一崭新的城镇群体理念 17。 近 20 年来，国外对网络城镇的研究主要集中于三方面：一是对网络城市的节点城 市功能的研究，认为网络城市应该是多中心、多节点的城市区域，强调网络城市功能的 一体化；二是对网络城市发展策略的研究，认为网络城市是区域社会、经济和生态环境 可持续发展的城市发展模式；三是对网络城市内部结构和形态方面的研究，把网络城市 看作是依托交通网络系统构建的人流、 物流等实体联系和依托通讯网络系统构建的信息 流、资金流等虚拟联系。目前，网络城市模式已在国外的城市规划设计中广泛应用。 我国关于网络城市的研究尚处于初步探索阶段。姚士谋等认为，城市群区域内的网 络化是城乡之间多种物质的动态流的最高表现形式 18。 赵红杰等以河北省环京津地区为 例，提出网络城市系统节点的设计与构想 19。还有一些学者开始运用网络城市理念，研 究城市群的布局（汪淳，2006；何韶瑶等，2009） 2021。 4 1.2.3 生态网络城镇研究进展 1.2.3 生态网络城镇研究进展 生态网络城镇研究亦处于初步探索阶段， 国内外学者们从各自领域对生态网络城镇 进行研究，主要分为四个方向：一是从生态系统的角度，对生态系统中物质、能量流动 进行模拟与分析（hannon，1973） 22；二是从景观生态学角度，运用斑块、廊道、基质 等景观要素来构建生态网络，强调保护城市生态系统和景观中的关键因素（j.g.fabos， 2004；王海珍，2005；刘理臣，2008） 23 24 25；三是从生态城市和城市圈的角度，提 出生态网络城市的构建模式， 认为生态网络城市是由多个能相互提供城市外部生态承载 力的生态城市组成的相互依存、 相互制约又相互协调发展的城市集合体 （文宗川， 2008） 26；四是从生态功能的角度进行生态网络规划，如森林生态网络规划、城市绿地网络规 划等（达俊良等，2004；王原等，2007） 2728。 1.3 研究内容、创新点、意义 1.3.1 研究内容 1.3.1 研究内容 本文在研究生态网络城镇基本理论体系的基础上，提出生态网络城镇的建设模式， 构建评价指标体系，并以河北省为例构建生态网络城镇，针对存在的问题进行优化，指 出发展思路和对策。论文主要分为以下七大部分： （1）本文的绪论部分，主要分析本文的研究背景，总结国内外生态网络城镇及相 关研究的发展过程和特点，概括本文的主要内容、创新点、意义，制定研究的技术路线。 （2）对生态网络城镇理论体系进行研究，作为构建生态网络城镇的基础，并提出 生态网路城镇的建设模式，并归纳出主要生态网络类型。 （3）本文在参考借鉴国内外各种可持续发展指标体系、生态市建设指标体系的基 础上，尝试从城镇自身生态发展现状、城镇之间的生态联系、生态网络城镇的发展潜力 三个方面构建生态网络城镇评价指标体系。 （4）以河北省为研究区域，采用 spss 因子分析法、层次分析法等数学方法，分别 从现状基础水平、生态联系水平、发展潜力进行评价，再经综合评价分析，构建河北省 5 现状生态网络城镇，并指出存在的问题。 （5）根据生态网络城镇发展“廊道组团网络化”的总体思路，提出河北省生态网 络城镇“两带四轴多组团”的发展模式，对现有生态网络进行优化，并提出加快河北省 生态网络城镇发展的对策措施。 （6）本研究结论与展望。 1.3.2 创新点 1.3.2 创新点 （1）首次提出生态网络城镇的概念，分别从景观生态学和现实两种角度阐述生态 网络城镇的内涵； （2）首次从基础理论指导、生态网络城镇概念、要素构成、建设模式、主要网络 类型等五个方面建立较为完整的生态网络城镇理论体系，其中，基于复杂巨系统的建设 模式的提出是生态网络城镇建设的基础； （3）生态网络城镇评价指标体系是在借鉴国内外可持续发展指标体系、国家环保 总局“生态县、生态市、生态省建设指标” （环发200391 号）的基础上，充分考虑到 生态网络评价与指标选择之间的关系而建立，为生态网络城镇的定量综合评价提供依 据； （4）以河北省为例构建生态网络城镇的实践，是把生态网络发展思路具体化的初 探，廊道组团网络化发展思路的提出为生态网络城镇的发展指明了方向； （5）将 gis、autocad、photoshop 等技术引入生态网络城镇的评价分析和结果表 达中，直观而清晰； （6）此外，本文重视对城市之间生态联系的研究，从自然资源联系、经济联系、 社会联系三个方面建立生态联系度评价模型，是对传统城市研究中重视城市内部，忽视 城市之间联系（inter-city relations）的突破。 1.3.3 研究意义 1.3.3 研究意义 二十一世纪是生态的世纪 29，即人类社会将从工业化社会逐步迈向生态化社会。建 6 立自然、经济、社会全面协调发展的生态型城市和区域是人类的美好愿望，但目前国民 经济增长很大程度上仍是以资源环境破坏为代价， 城市的可持续发展面临着生态承载力 的严峻挑战。本文所提出的生态网络城镇是生态城市建设和区域可持续发展的新思路， 具有重要的理论意义和实践意义。 从理论意义上讲，本文首次提出生态网络城镇的概念，并建立了较为完整的生态网 络城镇理论体系，进而构建生态网络城镇评价指标体系。在丰富了生态城市建设理论和 区域可持续发展理论的同时，将定量分析的研究方法引入生态网络城镇研究中，为生态 网络城镇构建理论转化为实践奠定了基础。 从实践意义上讲，以河北省为例，对生态网络城镇的现状、生态联系、发展潜力及 节点综合实力的评价是将生态网络城镇评价指标体系运用于实践的过程， 为其他区域的 生态网络城镇评价提供参考。通过对评价结果的分析，提出河北省生态网络城镇发展的 优化方案，为河北省及省内各城镇的生态规划提供科学依据，对于河北省的可持续发展 具有重要意义。 1.4 研究方法和技术路线 1.4.1 研究方法 1.4.1 研究方法 （1）采用定性分析与定量分析相结合的研究方法，并将辩证法思想贯穿始终。理 论和体系构建部分主要运用定性方法，在河北省生态网络城镇评价过程中采用定量方 法，并把自然、经济、社会三者作为辩证统一的整体进行研究。 （2）运用数学方法和建立模型相结合的研究方法。采用因子分析法和层次分析法 等数学方法进行评价分析，力求结果客观合理；同时建立生态联系度模型，评价城市之 间的生态联系水平。 （3）gis 技术和 autocad、photoshop 技术相结合。文中的图片采用 gis 技术显 示空间分异结果，用 cad 和 ps 技术做优化方案。 7 1.4.2 研究技术路线 1.4.2 研究技术路线 图 1.1 研究技术路线图 生态网络城镇建设模式研究生态网络城镇建设模式研究 生态网络城镇理论体系研究生态网络城镇理论体系研究 生态网络城镇概念生态网络城镇概念 网络要素构成分析网络要素构成分析 文献整理文献整理 研究背景研究背景 国内外研究进展国内外研究进展 基础理论指导基础理论指导 第一章第一章 理论研究理论研究 案例研究案例研究 研究结论与展望研究结论与展望 河北省生态网络城镇评价河北省生态网络城镇评价 生态网络城镇评价指标体系研究生态网络城镇评价指标体系研究 生态联系评价生态联系评价 发展潜力评价发展潜力评价 综合实力评价综合实力评价 现状评价现状评价 河北省生态网络城镇构建河北省生态网络城镇构建 分析存在问题分析存在问题 河北省生态网络城镇优化河北省生态网络城镇优化 提出河北省生态网络 城镇优化发展思路 提出河北省生态网络 城镇优化发展思路 提出对策措施提出对策措施 研究展望 第六章 研究展望 第六章 第四、五章第四、五章 第二、三章第二、三章 研究背景研究背景 8 2 生态网络城镇理论体系 2.1 理论基础 生态网络城镇理论体系是在生态学、 景观生态学、 可持续发展、 区域复合生态系统、 区域生态平衡、城市群等理论的指导下建立的。生态学认为生物的种间关系多种多样， 主要有竞争、捕食、寄生、共生等；景观生态学认为斑块、廊道、基质是景观结构的基 本组成要素，其中廊道的起源、宽度、连通性、弯曲度等关系到能否形成网络；可持续 发展理论强调的是经济、 生态、 社会三方面整体和协调发展， 在发展中要讲求经济效率、 维护生态和谐和关注社会公平；区域复合生态系统认为人类社会是以人为主体，社会 经济自然复合的生态系统，三个子系统间通过生态流在一定的时空尺度上耦合，形成 一定的生态格局和秩序； 区域生态平衡理论认为区域经济开发和环境负载能力之间需要 维持一定的平衡；此外，城市群理论强调在特定区域内以一个或两个特大城市为中心， 城市之间不断加强内在联系，组成一个相对完整的城市“集合体” ，以上理论和观点对 于生态网络城镇理论体系的构建具有重要的指导意义。 2.2 生态网络城镇的概念 2.2.1 网络与生态网络 2.2.1 网络与生态网络 “网络”作为一个纯技术性的专业术语，它的概念源于神经生理学，现在被引入到 计算机、 电信等自然科学以及经济学、 社会学、 运筹学和现代传播学等人文社会学科中， 并逐渐在地理学中广泛应用。 最一般意义上的网络是指通过一系列链路（links）直接或者间接地将一组节点连接 起来 30；应用图论的术语表述，网络是指用若干条线段（有方向与数值的度量）把若干 个点（有等级的差别）连在一起的连通图，可用来研究各种空间实体内在联系的状态、 变化与趋势；作为运输经济学和能源经济学中的概念，网络是指节点（枢纽、站、场等） 和线路的结合体，节点是网络的心脏，线路则是构成节点之间功能联系的通道和纽带， 这类网络是地域空间的“脉络” ；从区域经济学的角度分析，网络是一个非常宽广的概 9 念，它表示经济发展的地域关联渠道、各种物质和非物质的关联系统与关联“组织” ； 依据网络经济学，网络是一种旨在获得和分享资源的制度安排，是一种在相互理解和信 任的环境中处于同样等级层次的不同合作伙伴之间的一种长期关系， 其实质是指经济关 系的总合 31，是一定地域中经济活动的各种经济行为及行为者之间相互联系、相互依赖 和相互影响的关联系统。 生态网络是由各种生态功能区(面)、生态廊道(线)、生态节点，诸如森林、河流、 草地、山脊线、公园等纵横交错而形成的生物种群(或者个体)之间互利共生的网络 32， 即是由斑块、廊道、基质组成的网状系统，每个生态节点、生态廊道和生态区域都有其 特定的生态功能和生态位。 2.2.2 生态网络城镇 2.2.2 生态网络城镇 城镇可以看作自然界中的生物体， 因为它们有着一致的内部秩序新陈代谢的进 化过程 33。而且不同生物物种之间存在的竞争、捕食、附生、共生等生态行为和自然选 择、协同进化、演替等生态功能，城镇之间亦存在。城镇之间的竞争表现在资源的争夺； 捕食表现在地域空间的吞噬； 附生表现在依托另一城镇创造的生存资源和生存条件获得 自身的成长；共生表现在资源的共享或互补；自然选择表现在不同城镇在发展机遇面前 的优胜劣汰；协同进化表现在城镇以集群的形式发展；演替表现在城镇由低级到高级发 展过程。正是因为城镇和城镇之间拥有一些生态属性，作为微观生态网络的载体，生态 网络城镇诞生了。城镇是一个有机体，而生态网络城镇则是更高一级的有机体。 从景观生态学的角度， 生态网络城镇是将研究区域内的各城镇看成一个大的生态系 统，将其内部的各种功能区，如生态功能区、乡功能区、农业功能区、城镇功能区等划 分为不同的巨型斑块，以斑块为节点，以人类活动、物质和信息流动为主线，以生态系 统的功能特点为面组成的复合生态网络系统 34。 然而现实中，这种打破行政区划，建立在生态资源共享和共同保护基础之上的全区 域复合生态网络系统很难操作， 在尚未建立健全区域资源管理与环境保护管理体制的国 10 情下，本文所提出的生态网络城镇的概念是将生态网络和城镇体系网络相结合的产物， 即研究区域内各城镇的自然、经济和社会状况，建立以行政区划单元为点，以各种生态 廊道和生态流为线，以区域生态组团为面，人、自然、经济、社会协调发展，立体多层 次，开放动态的复合生态网络系统。 2.3 网络要素构成 生态网络城镇网络要素构成可从空间物质实体和要素流动两个方面描述。 2.3.1 网络要素实体构成 2.3.1 网络要素实体构成 网络是由节点和线路这两个基本组成要素组成， 仅从景观生态学角度构建的生态网 络城镇，是打破行政界线，着眼于景观的连续性和完整性的理想状态，见表 2.1。 表 2.1 理想生态网络城镇的网络要素构成 要素 网络要素 说明 举例 要素 网络要素 说明 举例 点 生态节点 表示与周围环境不同的非线性地表区域。 具 有大小、形状、类型、异质性和边界性等特 征。 将河流、湿地、森林、草地、乡村聚落、 农田、城镇建成区等划分为不同的巨型 斑块作为生态节点。 线 生态廊道 表示不同于两侧本底的带状地， 它的作用是 将不同的生态功能区连接起来。 城镇生态网络中的廊道一般有绿带廊 道、道路廊道、河流廊道。 面 生态功能区域 表示面积大、连接度强、对生态系统控制作 用强的功能区组团。 各功能组团在网络城镇内影响的区域， 在空间上表现为将区域划分成的各种 生态保护区域。 而加入行政区划这个框架的生态网络城镇的要素构成更具有现实可操作性。因此， 在理想生态网络城镇的基础上，本研究采用的网络构成要素是： （1）以各个行政单元作为节点，即把各级中心城市作为各级生态节点，各级节点 要素之间的相互作用是生态网络城镇构建的关键。 各级节点的特征及主要功能见表 2.2； （2）以生态廊道作为线。生态网络城镇中的生态廊道并不局限于城市的某条绿色 廊道或景观绿带，更加关注的是由纵横交错的廊道组成的绿色生态网络体系。生态廊道 具有净化环境、调节气候、涵养水源、保护生物多样性、维持生态景观稳定性等多种功 能。典型的实体生态廊道有森林生态廊道、沿海滩涂生态廊道、湿地和河流绿色廊道、 公路铁路绿色通道等 35。 11 这些具体的空间物质实体，可以概念化为抽象的二维空间，而点和线的组合则构成 了生态网络城镇。 表 2.2 各级节点的特征和主要功能 节点级别 特征 主要功能 节点级别 特征 主要功能 一级节点 是所在区域的最高级别的生态聚集点，在一定程度上 代表了整个区域的生态水平； 对区域的整体生态网络起重 要的控制作用； 二级节点 是较高级别的生态聚集点，是整个生态网络城镇的 “一级中转站” ，也是三级节点的中心点； 受控于一级节点， 并支配三级 节点； 三级节点 是中等级别的生态聚集点，是区域的“二级中转站” ， 也是四级节点的中心点； 受控于二级节点， 并支配四级 节点； 四级节点 是生态网络城镇的“分散地” ，是整个网络的“低级 中转站” ，也是最终分配地。 被三级节点控制和支配。 2.3.2 要素流及运行机制 2.3.2 要素流及运行机制 城镇与外部环境 （相邻城镇或其他区域） 的交换活动是通过特定的要素流来实现的， 生态网络城镇中的要素流包括物质流、人口流、信息流、资金流等在空间系统中的转移 和转化。其中，物质流指的是生态系统中物质运动和转化的动态过程，主要包括水流、 能源流、物流、废物流等各自构成的生态循环网络 36；人口流指人口在时间和空间分布 上的变化；信息流是一种以实物为载体实现非实物传递的方式，海量快速的信息对于 生态网络的形成和稳定发展十分重要的； 资金流是指货币投入生产经营而增值并重新转 化为货币的过程， 资金的流动、 增值、 转化是经济网络运行的重要组成部分， 通常用 gdp、 财政收入及支出等一系列指标来反映其发展、变化和流动情况。 在生态网络城镇中，由于城镇位于节点的位置，所以要求城镇是开放性的生态聚集 体，它需要不断的进行要素的聚集和分布，与外界发生各种形式的交换。而要素流的流 向、流速、流动强度等性质，一方面取决于网络的特性及功能，另一方面取决于不同节 点间的生态势差。节点之间在环境、经济、社会等方面存在的差异，形成一定的生态势 差，使得生态要素流产生并发挥作用。因为这种流动是由自然和市场机制自发调节和作 用的，要素流动具有自由性、有序性，更具有动态性的特征。 12 2.4 生态网络城镇的建设模式 2.4.1 城镇内部的生态网络 2.4.1 城镇内部的生态网络 从复杂系统角度来看，城镇内部的生态网络是由多个方面、多个层次和多个具体要 素以不同的关系和形式有机组织起来的复杂巨系统 37，不仅指传统意义上的生态环境， 还融合了生态经济和生态社会等诸多方面， 它们共同构成了几乎无限复杂的有机网络系 统。该系统中的各方面、各层次、各要素之间都有着直接或者间接联系。 自然资源子系统以土地、水、生物、能源等资源和环境为基础，对城市起承载、支 持、美化的作用，并具有自然净化、还原、生产能力，保持自身的结构稳定和功能高效， 维持生态平衡， 它是生态网络城镇系统的自然物质基础， 也是经济社会发展的制约条件； 经济子系统在生产、流通、交换和消费中实现物质的循环流动，满足生产生活的需要， 是社会进步和生态保护的必要条件；社会子系统以人为中心，通过各种社会组织，为人 民生活提供保障。这三大系统之间有着紧密的联系，每时每刻都进行着物质、能量、信 息的交换。可以说，生态网络城镇是一个以自然资源为依托，以经济活动为基础，社会 联系极为紧密的开放的、复杂的巨系统，具有动态性、多层次性、多尺度性、自组织性、 非线性、非平衡性等复杂特征，如图 2.1 所示。 图 2.1 生态网络城镇巨系统组成示意图 自然 系统 自然 系统 经济经济 系统系统 社会 系统 社会 系统 生态网络生态网络 巨系统巨系统 13 2.4.2 城镇之间的生态网络 2.4.2 城镇之间的生态网络 从空间属性这一城市最本质特征的视角来看，对城市的研究可以从两个层面展开： 一个层面是把城市看作空间中的“点” ，研究一系列城市间的相互关系和联系状况，即 城市外部空间结构研究；另一个层面是把城市看成空间中的“面” ，研究城市内部各功 能空间的形成及其相互关系 38。 随着经济社会的迅速发展，城市内部的生态网络日益复杂，把城市当成“面”孤立 地进行研究已不能满足可持续发展的需要。要想克服生态承载力的制约，就必须把城市 当成“点” ，加强与其他生态城市资源、物质、能量、信息等的交换，形成生态网络城 镇巨系统。区域内的城镇之间依靠生态功能的相互影响，通过道路、河流等生态廊道等 紧密相连，在经济发展中各城镇优势互补，形成供求网络与产业发展脉络，社会文化生 活逐步趋于融合。该系统最重要的特点是具有开放性，总是和更大的系统、旁系统进行 种种交换。生态网络中各城镇之间是一种相互依存、互利共生的关系。共生者之间差异 越大，系统多样性、稳定性也就越高，从共生中受益越大 3940：生物多样性提高，自然 资源得到合理利用，生态环境良性循环，经济社会快速、健康、可持续发展。 2.4.3 基于复杂巨系统的网络建设模式 2.4.3 基于复杂巨系统的网络建设模式 基于以上对城镇内部和城镇之间生态网络的研究， 可知生态网络城镇的建设不仅是 对一个城市进行生态建设，而是对区域内所有城市的生态共同进行规划建设。城镇之间 不断进行着物质、能量、信息的交流，也存在着广泛的合作与竞争，是相互制约又相互 促进的关系，构成了一个开放复杂的巨系统。因此，生态网络城镇的构建应基于开放复 杂的巨系统的模式， 建立由多个能相互提供城镇外部生态承载力的生态城镇组成的相互 制约又相互协调发展的城镇集合体。 在生态网络城镇中，每一个生态城镇都是一个开放的复杂巨系统，既要满足自身的 发展，也要为其他城镇提供环境、资源、经济、科技等各方面的外部承载力，通过这样 不断地循环和相互作用，各个生态城镇尽可能汲取自身发展的营养素，最终实现整个生 14 态网络城镇的发展 41。图 2.2 由三个金字塔和三个双向箭头组成。一个金字塔代表一个 城镇，金字塔的三个侧面分别代表资源环境、经济、社会这三个生态网络城镇构建的基 础；金字塔的底面代表城镇生态化发展的现状；底层之上的截面代表生态网络城镇发展 的潜力；金字塔之间的双向箭头代表网络城镇之间的生态联系，说明城镇除了在满足自 身生态发展的基础之上，城镇之间还要不断地进行物质、能量、信息的交流；金字塔的 塔尖代表的是生态网络城镇发展的目的，即最终实现整个区域生态的可持续发展。 图 2.2 基于开放的复杂巨系统的生态网络城镇建设模式 基于开放的复杂巨系统的生态网络城镇建设模式的具备如下特点： （1）生态网络城镇系统具有相互联系紧密的层次结构，在不同等级的层次内各子 系统之间也存在紧密联系 42。 （2）生态网络城镇系统整体作用大于单个生态城镇作用的简单加和。各城镇按照 一定方式组成的生态网络城镇，结构合理，功能正常，运行良好，就能产生各城镇在孤 立状态下没有的新特性，整体优势十分明显。 （3）高层次的大系统决定影响低层次的小系统。因此，在进行生态网络城镇规划 时，应该着眼于全局，首先从大区域制定发展战略，然后逐级往下拟定发展方向。 （4）生态网络城镇系统具有自组织和自适应性。随着生态网络城镇的发展，城镇 内部和外部系统日益复杂，城镇之间的联系也更加紧密，生态网络系统通过自适应、自 15 组织作用取得经验，最终获得最优发展方案，系统趋向稳定和完善。而且生态网络城镇 系统作为整体面向全球开放，参与全球资源的优化配置，最终实现区域的可持续发展。 2.5 主要网络类型 生态网络城镇由自然网络、经济网络、社会网络三大子系统构成，在子系统内部又 有许多层次结构和组成要素，如自然网络包括生物、水、农田、森林等次一级系统。在 生态网络城镇内部，各功能组团间在垂直方向上具有一定的层次和等级，在水平方向上 也存在着一定的互补性，其各子系统之间存在着复杂的关联互动关系，形成复杂的网络 效应和组织能力 43。生态网络城镇中的主要网络类型见表 2.3。 表 2.3 生态网络城镇的主要网络类型 网络 类别 网络构成 网络体系 节点 功能 网络 类别 网络构成 网络体系 节点 功能 生物网 各种生物种群 水网 源头、水系交汇处 自然