2 北京市生态安全格局的构建

　　2.1 针对单一景观过程的安全格局

　　2.1.1 综合水安全格局

　　快速城市化导致城市水文过程的根本改变：人口的快速膨胀导致水资源严重短缺；不透水铺装面积的增加致使内涝频发；雨水资源大量流失，亟待深度开发利用；地下水采补失衡，引起湿地萎缩；工程化措施对水文过程造成负面影响。城市水系统和水环境的完整与健康已成为制约北京可持续发展的关键环节。

　　本研究以恢复天然水文过程和维护城市雨洪安全为目标，运用ArcGIS空间分析技术，对洪水、地表径流等过程进行分析和模拟，构建洪水安全格局和雨水安全格局，并考虑地表和地下水源保护以及地下水补给，叠加形成综合水安全格局。

　　(1)洪水安全格局

　　综合洪水过程模拟、历史洪涝灾害分析，构建洪水安全格局。

　　首先，根据地形图和地形高程数据，判别现状具有调蓄洪水功能的区域，包括市域内的各级河流、湖泊、水库、坑塘和低洼地。

　　其次，根据水文过程模拟，确定径流汇水点作为控制水流的战略点，并根据分流部位和等级，形成多层次的等级体系。

　　第三，根据洪水风险频率确定安全水平。洪水风险频率根据城市的重要程度、所在地域的洪灾类型，以及历史性洪水灾害等因素来确定。水利部《关于加强海河流域近期防洪建设的若干意见》，确定北京城市防洪标准将达200年一遇。本研究根据可获得的准确降水数据及上述依据，确定了20、50、200年一遇作为不同安全水平的标准。结合数字高程模型，模拟洪水过程，得到不同洪水风险频率下的淹没范围，并结合历史洪涝灾害数据[34]，分析北京市历史洪涝淹没范围。将上述两种淹没范围进行叠加，确定洪水发生频率的高、中、低区域，确定出防洪的关键区域和空间位置，从而建立多层次的滞洪湿地系统，形成不同安全水平的洪水安全格局。

　　(2)雨水利用安全格局

　　通过雨水下渗适宜性分析、地下水超采区分析和山区水土流失分析，综合确定市域雨水利用的关键性空间格局，如山前冲、洪积扇等，构建北京市雨水利用安全格局，并根据不同土地利用类型制定雨洪管理措施，

　　在洪水安全格局和雨水安全格局的基础上，考虑地表和地下水源保护以及地下水补给，叠加形成综合水安全格局（图2）。根据不同等级安全水平，提出了不同的限制建设要求和水生态恢复措施。

　　2.1.2 地质灾害安全格局

　　基于对泥石流、滑坡、滑塌、崩塌、矿山地面塌陷、地面沉降、地裂缝和水土流失等多种地质灾害要素的空间分布，确定地质灾害的源；通过对各地质灾害类型的诱因和灾害易发区内土地利用格局的分析，确定对地质灾害防护起关键作用的区域和空间联系。缓冲区的范围受地质灾害的类型、发育强度、分布状况、发生频率、地形地质条件、降水条件及人类活动强度等因素影响。并据此划定了地质灾害安全格局的低、中、高安全水平，提出了相应的限制建设要求和灾害防治措施。

　　2.1.3 生物保护安全格局

　　北京市多样化的自然环境，孕育了丰富的生境和动植物资源。目前北京市的生物多样性保护面临以下问题：城建用地的无序扩张造成栖息地面积减少和破碎化；大型工程设施的建设切断了生物迁徙的廊道；自然保护区、风景区、森林公园等良好的生物栖息地之间缺乏有效连接[35]。针对上述问题，本研究从区域和景观层次上识别生物多样性保护的关键过程和空间格局，形成城乡连续的乡土生境和生物廊道系统，从而保护区域生物栖息地和生态系统的完整和健康。

　　通过指示物种和焦点物种（Focal species）来进行生物多样性保护，是目前国际通用的行之有效的做法[36-40]。为此，确定了本次研究指示性物种的选择标准：（1）能够指示北京市生态环境现状，并对其他物种及各类栖息地具有指示作用；（2）具有生物学上的代表性；（3）为广大民众所喜闻乐见。北京市的鸟类保护级别高且栖息地多样，选取具有代表的留鸟和候鸟作为区域生物多样性的指示物种较为合适。经过对待选指示性物种的进一步分析，最终确定以大白鹭（Egretta alba）、绿头鸭（Anas platyrhynchos）和环颈雉（Phasianus colchicus）作为指示物种。

　　根据指示性物种的生活习性，分析不同土地覆盖和土地利用类型对于生物活动的适宜性，判别现状和潜在的核心栖息地。运用最小累计阻力模型（MCR）分别模拟指示性物种穿越不同景观基面（土地覆盖和土地利用）的过程，建立最小累积阻力面。生成的阻力面表示从源（栖息地）到空间某一点的易达程度，从而模拟物种水平扩散的行为模式。根据最小阻面，判别缓冲区、源间连接、辐射道以及战略点，构建每一个指示物种的安全格局[16～17]。最后将三个物种的安全格局叠加整合，构建起北京市生物保护安全格局（图4）。概括起来，该格局的总体建设战略包括：

　　（1）建立绝对保护的栖息地核心区：严格保护区域大型森林、河湖湿地生态系统，禁止城市建设和围垦侵占；

　　（2）建立生物栖息地缓冲区：低山丘陵地带及农田景观，是生物栖息地缓冲区的主体，应限制城市建设的过度侵占，发展生态农业和进行生态管理；

　　（3）构建生物廊道系统：生物廊道对于景观连接性具有关键性作用，廊道的连接性、宽度和构成应符合生物保护的要求。

　　（4）培育生物保护战略点：战略点包括生物迁徙的踏脚石、生物廊道交汇处、生物廊道与城市道路的交叉点等，在这些关键性节点上进行生态恢复，设立动物通道。

　　2.1.4 文化遗产安全格局

　　北京是举世闻名的历史文化名城。截至2006年，全市共有各级文物保护单位近900处，其中有6项被列入联合国世界自然和人类文化遗产名录。本研究通过构建北京市文化遗产安全格局，形成文化遗产保护和体验的空间网络，从而进一步保护和彰显北京的历史文化风貌特色。这个文化遗产安全格局的构成要素包括[36]：

　　（1）遗产实物：本研究将北京市全部文物保护单位（包括古建筑、古遗址、古墓葬、近现代建筑等）和历史文化街区、历史文化名村作为文化遗产安全格局的“源”。

　　（2）连接这些遗产而形成廊道的景观元素和潜在的点：通过专家咨询和文献研究，确定历史河湖水系和历史文化线路是北京市最为重要的线性文化遗产。北京河湖水系的变迁一直与城市发展和空间格局的演变息息相关。在快速城市化背景下，保护这些历史河湖水系，对弘扬古都风貌、改善生态环境、提供游憩空间具有十分重要的作用。历史上形成的众多文化线路，如明清御路、士人游憩路线[ 吴承忠．明清北京休闲地理研究．2004，北京大学博士论文．297-300]等，连接着丰富的乡土景观和文化风俗，对遗产网络构建具有重要价值。除此之外，一些具有休闲游憩价值的线性景观元素如水系、山路、乡村道路等，以及那些目前并不具备休闲价值，仅仅因为其空间关系而适宜成为遗产廊道组成部分的景观元素，对廊道规划和建设也具有一定价值。

　　本研究首先根据文物普查资料，建立文物保护单位和潜在文化遗产廊道的地理信息系统数据库。然后，基于土地覆盖和土地利用的不同阻力分布，运用最小累积阻力模型（MCR），模拟其空间可达性，在此基础上进一步分析确定适宜建立廊道的区域。基于廊道适宜性分析，判别出宏观尺度上北京市文化遗产安全格局（图6）。该格局的总体建设战略包括：

　　（1）构建文化遗产廊道系统：以重要历史河湖水系及历史游憩线路为依托，确定市域范围的文化遗产廊道系统；

　　（2）保护自然山水格局：维护和发扬山水相融、自然风光与人文景观相交融的古都风貌特色。注意文化遗产和周边自然背景的相互关系，保护水系和山体的生态完整性；

　　（3）游道与解说系统：廊道内尽可能采取非机动交通，避免机动交通对步行道系统的干扰；解说系统规划和设计应具有连续性，体现被解说对象的特色；管理服务设施适度建设，注意与历史文化风貌的协调。